车载经纬仪的垂轴误差分析

基于高精度机动式车载测量平台,提出了利用综合坐标变换法修正补偿机动平台变形引起的光电经纬仪测角误差。分析了综合坐标变换法的基本原理,建立基座、照准部及望远镜坐标系,并推导得出了三轴误差公式。构建了一个车载平台模型,并根据实际算例分别通过综合坐标变换法和传统单项误差累计法进行误差修正。结果表明,综合坐标变换法较单项误差累计法误差修正精度提高5″,避免了单项误差累计法工作范围内分布多个较大误差点的弊端,具有较高的补偿精度,将该方法应用于机动车载测量系统可进行高精度的测量,具有较高的理论和实用价值。

车载经纬仪测倾装置的选择与安装

车载平台的变形对车载经纬仪测角精度将产生一定的影响,使车载经纬仪难以达到高精度测量的目的。为了测量车载平台的变形,分析了车载平台的变形原因和变形范围,提出了利用双轴倾角传感器对车载平台变形进行测量的技术。首先,介绍了倾角传感器的工作原理和技术指标。然后,采用有限元方法对光电经纬仪垂直轴变形进行了分析,建立了光电经纬仪的三维有限元模型。最后,通过分析建立的模型可知,垂直轴上部节点位移变形值为0.868 6μm,下部节点位移变形值为0.289 5μm。数据分析结果表明:车载经纬仪工作时,垂直轴整体变形差异很小。据此将倾角传感器安装在垂直轴下部,为实现车载经纬仪高精度测量提供了理论依据和技术支持。

基于平面方程旋转变化方法的车载经纬仪测角误差修正

车载经纬仪平台的变形和自身不平会导致经纬仪的测角误差变大，为了保证车载经纬仪的测量精度，需要对其测量误差进行修正。采用角度测量仪器可以测量平台与水平面的倾角，在此基础上提出了平面方程旋转变化的方法将测量平台与水平面的倾角转化为相对于测量坐标系的垂直轴倾斜角和倾斜方位角，并分析了该计算方法对测量中对准误差的影响。分析了综合测角误差与对准误差以及平台倾角的关系，并进行了仿真分析和实验验证。通过分析可知：在载车调平精度300″以内，车载经纬仪综合测角误差小于16″，可实现高精度测量。

车载光电经纬仪不落地测量的实时误差修正方法

车载光电经纬仪是广泛应用于军事和航天领域的高机动性光学精密测量仪器,为保证精度,在使用过程中往往需要与地基环连接,将经纬仪固定到指定的地基上;为充分发挥车载光电经纬仪机动灵活的特点,摆脱地域的限制,文章对车载光电经纬仪不落地测量的误差修正方法进行了系统的研究;借助一种基于双光栅干涉产生莫尔条纹测量扭转角的高精度光学测角方法,通过对某型号车载光电经纬仪在不接地基环情况下的测量实验与数据分析,建立起一套完善的实时误差修正方法,并通过恒星标定验证了该方法的正确性与有效性,并对修正前后的测量精度进行比较;实验结果表明,该方法将某型号车载光电经纬仪在不落地情况下的测量精度从原来的70arc sec左右提高到10 arc sec以内,在保证精度的前提下,实现了车载光电经纬仪的不落地测量。

车载光电经纬仪支撑平台稳定性研究

传统的车载支撑平台晃动量较大,难以满足车载光电经纬仪高精度不落地测量要求。为了兼顾轻量化、高刚度和便于制造的要求,采用离散体桁架拓扑优化方法设计了一种具有桁架蒙皮式结构的高比刚度车载支撑平台;建立了平台系统的有限元仿真模型,根据平台安装光电经纬仪的稳定性要求,分析了不同工况和载荷条件下平台系统的静力学和模态特性,搭建了支撑平台稳定性实验装置。结果表明,在经纬仪工作角加速度0.5(°)/s2~20(°)/s2范围的激励下,经纬仪基座的响应加速度为0.008~0.55 m/s2,无明显影响经纬仪跟踪性能的共振响应发生。同时,采用倾角传感器测量了平台晃动幅值,最大晃动量为7.2″。该支撑平台具有较高的支撑稳定性,适用于车载光电经纬仪高精度不落地测量。

车载光学测量系统可视对讲的设计与实现

针对多载车光学测量系统实现交互测量的特点,研究开发了一套可视对讲系统。本系统采用高性能视频分割芯片TW2824将多路视频信号进行合成与实时显示,以实现主车中心站方舱对其它各方舱的实时图像监控,通过音频交叉开关选择与任意控制方舱进行语音通话,以实现各方舱间的协同工作。该可视对讲系统可通过主控计算机进行视频切换及语音通道选择,具有性能可靠、操作简单等特点,提高了系统的自动化程度。