车载平台变形对测角误差的影响分析与修正

分析了车载平台变形对经纬仪测角误差的影响,将平台变形分为平移变形和旋转变形转两类.采用数值模拟实验论证了平台旋转变形是影响测角误差的主要因素,建立了车载经纬仪测角误差与旋转变形角的关系模型,并在此基础上对目标位置和平台旋转变形对测角误差的影响进行了仿真.利用基于莫尔条纹的自准直测量系统测量平台偏向角,倾角传感器测量平台...     

高精度倾角传感器在测量车载平台变形中的应用

为了分析车载平台变形对光电经纬仪测角误差的影响,提出了利用倾角传感器来测量车载平台变形的方法。基于平台变形对光电经纬仪测角误差的影响的基本原理,利用固定在垂直轴轴心的倾角传感器测量出因平台变形而导致经纬仪工作基准面中心点与水平面变化的夹角,计算其测量坐标系的变化量,推导出了倾角传感器输出值与测角误差的关系公式。选用双轴倾角传感器实时测量了经纬仪工作时车载平台的变形值,结果表明,车载平台变形量受方位方向速度影响较小,倾角传感器输出值经过滑动加权均值滤波处理后最小相差为0,最大相差为5.1″;受经纬仪视轴位置影响较大,高低角在0°～90°变化时,高低角越小,倾角传感器输出值越大。这种测量方法为进一步提高车载经纬仪的测角精度提供了理论依据。     

车载经纬仪的测量误差修正

载车平台变形会直接导致经纬仪方位旋转轴线产生倾斜,从而影响经纬仪的测角精度。为补偿测角精度,实现活动站测量,通过球面几何推导了平台变形对光电经纬仪测角误差影响的修正公式,利用光电轴角编码器精度高、采样频率高的特性,测量出经纬仪坐标系倾斜,经过坐标变换推导出经纬仪倾斜角和倾斜方向,该测量装置通过时统终端与经纬仪望远系统同时记录测角数据及倾斜数据,从而对测角误差进行修正。实验结果表明,该方法能够实时有效地补偿因平台变形而带来的测角误差,使经纬仪不落地测角精度控制在20″内,为实现高精度车载光电测量提供了一种有效的途径。     

车载经纬仪的静态指向误差补偿

为了降低载车平台变形对经纬仪静态测角精度的影响,补偿较大变形产生的测角误差,实现移动站弹道测量,分析了平台变形对光电经纬仪静态测角误差影响的基本原理,利用固定在方位轴轴心的倾角传感器测量出因平台变形而导致的经纬仪工作基准面中心点与水平面变化的夹角,并计算其测量坐标系的变化量。建立了平台中心变形角的底部轮廓图,经过有限的平台变形采样,存入计算机,在计算机中以方位、俯仰角为输入变量建立二维查找表,通过插值计算全方位角和全俯仰角的平台变形量,进行事后补偿。实验结果表明,该方法能够有效地补偿因平台变形而带来最大为142″的测角误差,使方位测角精度提高44″,俯仰测量精度提高8.5″。该方法为实现高精度车载光电测量提供了一种有效的途径。     

旋转变压器数据融合与误差补偿的FPGA实现

为提高双通道多极旋转变压器测角系统的精度,提出了基于查表原理的粗、精通道测角数据融合方法。该方法降低了数据融合技术对粗通道旋转变压器原始测角精度的要求,并针对融合后测角误差曲线建立了基于三角函数拟合的误差补偿函数,在FPGA中实现了数据融合和误差补偿的快速计算,且搭建了双通道多极旋转变压器标定实验平台。     

基于二维混合式位置编码的高精度测角

针对具有精密旋转轴系类的高端制造装备或精密测量仪器,其旋转角度采用传统圆光栅难以消除偏心误差对测量角度精度的影响,提出了一种基于二维混合式位置编码的旋转角度高精度测量方法。该测角系统由一个二维混合式位置编码盘、两个CCD相机和远心镜头组成,二维混合式位置编码盘被固定在精密旋转轴系上以获得其旋转角度。然后,建立了测角模型并从数学上证明了测角精度与安装偏心无关。利用多齿分度台对已提出测角系统精度进行检测,测量角度误差在±1″。最后,利用已提出测量方法对直驱转台的角度定位精度进行测量,角度定位误差在±5″内。与传统圆光栅测角相比,该方法不需要考虑安装偏心误差对测角精度的影响,具有稳定性好、使用简单等特点,可用于角度定位误差的检测。     

基于双经纬仪的转弯角度测量方法

针对转弯角度的测量,提出了一种新的利用双经纬仪的测角方法,该方法测角的精度除了计算舍入误差之外,完全由经纬仪的测量精度决定,可实现较高精度的角度测量。并且此方法可应用到不超过180°的空间夹角测量。     

新型圆光栅测角误差补偿方法及其应用

在实际工业应用中,环境温度变化是便携关节式坐标测量机中旋转轴系测角精度的主要误差源。为了消除环境温度对旋转轴系测角精度的影响,本文提出了一种新型圆光栅测角误差补偿方法,即建立含有环境温度影响因子的圆光栅测角误差补偿模型。利用谐波方法建立在特定温度下的圆光栅测角误差补偿模型,利用多项式方法建立谐波系数与环境温度之间的函数关系。最后,以14℃下的实验数据为验证数据,分别代入到传统谐波误差补偿模型和本文提出的模型中。实验结果表明,相对于传统谐波误差补偿模型,使用本文提出的模型补偿后圆光栅的测角精度提高4倍左右,修正后的残差峰峰值在2″以内,能够有效地补偿10～40℃下圆光栅的测角误差。     

对经纬仪静态精度检测中星校技术误差源的分析

为了更好地应用星校技术进行靶场经纬仪的静态精度标定,在对不同靶场多种型号经纬仪的星体标校过程中,分析了星校过程中站址坐标、绝对时间、大气折射等因素对测角精度的影响,给出了比较数据,结合实例分析了星校法标定经纬仪单项差和总误差的数据,结果表明,减少星校过程误差,是提高星体标校精度的有效手段.     

汽车稳定性试验装置大型平台变形分析与研究

本文以汽车稳定性试验装置的支承平台为研究对象,通过有限元法,分析平台变形对重心测试的影响。本文详细阐述了平台变形的各种情况及其对重心测试的影响。以奥史考士消防车为实例,根据有限元分析数据进行强度分析。然后详细讨论了各种因素包括车辆重载轴距、轮距、重心位置等对平台变形的影响。最后根据多元函数的误差理论,详细分析了重心测试计算式各参数对重心测试的影响,得出平台变形引起的附加角变形对重心测试的影响程度要     

采用多站图像直线特征的飞机姿态估计

在角平分线方向向量法基础上提出了一种新的基于直线特征的飞机姿态多站测量方法.首先,用角平分线方法计算飞机的中轴线及其共面垂线的方向向量,由此得到飞机参考系到经纬仪摄像机参考系的旋转矩阵.然后,提取所有测站经纬仪图像上机翼边缘的直线特征,联合经纬仪俯仰方位角等参数,推导出直线特征的目标空间共面总误差函数,并使用改进的正交迭代方法优化旋转矩阵使总误差最小.最后,分解优化后的旋转矩阵得到飞机的姿态值.仿真实验得到的四站测量精度为0.17°,图像处理速度为32 frame/s,比角平分线法有了大幅的提高,另外,算法处理速度能达到实时.这些结果证明了文中方法的有效性和优越性.     

1642准直经纬仪的“长周期测角误差”

本文扼要地讨论了１６４２准直经纬仪采用“一次水平测角示值误差”考核其精度的依据。     

经纬仪水平方向精确度指标的探讨

本文提出了经纬仪在测量数据中所存在的系统误差,从而指出了采用方向中误差指标的不确切性。经过分析,提出了用测角最大误差作考核经纬仪的精确度是合适的,因为它既能反映仪器的系统误差和测量偶然误差,也能简化测量和计算上的烦琐。     

船载经纬仪数据处理

为了保证船载经纬仪的测角精度,补偿站位及船摇误差,分析了船载设备的姿态数据对测角误差的影响并建立了船摇误差模型.根据该模型提出了设备标定及测量方案,并给出了船载设备站位修正及事后数据处理方法.首先,建立船摇误差模型,分别给出航向、俯仰及横滚测量误差对设备方位角和俯仰角的影响公式;结合测量设备指标及任务要求,制定了标定及测量方案,给出了设备能够保证精度的测角范围.然后,提出了在船载设备特殊使用环境下,站位数据的测量方法及相应的站位船摇修正算法.最后,说明了船载光测设备的测量数据事后处理方法.实验结果表明,在船载精确姿态测量系统最大误差为航向角1.2′,纵倾角24″,横倾角24″的条件下,设备的测角误差均方根为方位≤57″,俯仰≤34″,基本达到了在该测量条件下的理论最优测角精度.     

论经纬仪的精度标准

本文分析和讨论了现行经纬仪系列标准，提出了标准中测角误差等的计算方法，以利于仪器的制造和观测。     

JQJY-Ⅰ型光学经纬仪全功能检定仪

JQJY-Ⅰ型光学经纬仪全功能检定仪能在室内很方便地对光学经纬仪及水准仪进行检定、测试、检验、校正和维修等工作。如对经纬仪水平角测角精度的测试:光学对点器的视轴相对于竖轴的同轴度误差的测试及经纬仪望远镜视准轴,横轴及竖轴等轴线几何关系的测试,校正;对调焦直线度的测     

摄影经纬仪焦距偏差对测角精度的影响

文中针对摄影经纬仪光学镜头调焦系统的设计原理,通过统计工程应用上的焦距偏差范围,定量分析了其中的各个影响因素,并给出了焦距偏差对摄影经纬仪测角精度的影响大小及规律.结果表明:调焦带来的焦距偏差会对测量精度造成一定影响,镜头焦距越小,焦距偏差越大,对测角精度的影响就越大.这是经纬仪研制时所必须考虑的一个因素.     

经纬仪交会精度的定量预测

推导并建立了一系列的公式,用于定量预测两经纬仪的交会精度。给出了用于目标三维位置估计的基本多传感器三角交会法的公式,同时利用各个测量误差的泰勒展开式导出了误差传播等式。在测量误差中引入高斯分布,建立了测量误差标准差和目标位置估计标准差之间的关系式,给出了交会精度随各单项误差传播系数的变化曲线图。实验结果表明：目标的x、y坐标的估计误差不受站址坐标中z坐标误差的影响,也不受测量高低角的影响,站址坐标中z项误差直接转移到目标的z坐标估计误差中。交会角为90。时,交会精度受经纬仪单项差的影响最小,交会角在20～60°时的误差传播系数为0．079。目标（x,y）坐标的交会精度依赖于经纬仪站址的测量精度、方位角的测量精度、经纬仪和目标的距离测量精度及两经纬仪的交会角;目标z坐标的精度依赖于经纬仪到目标的水平投影距离、经纬仪z坐标的测量精度和传感器高低角测量精度。最后,给出了一套等式和图形用于设计一个两经纬仪系统,使之满足具体的精度要求。本预测方法已成功应用于实际项目中传感器的选型和光学系统的参考设计。     

高性能价格比多极旋转变压器单片机测角系统

抗干扰性、抗温漂等是多极旋转变压器数字测角系统的基本要求。本文提出的多极旋转变压器单片机数字式测角系统,采用晶振和EPROM等数字化技术来提高抗温漂和抗干扰能力;采用二分频等技术对基频分量作了处理,提高了测量精度;采用相位微调技术保证了激磁电源相位的正交性。采用该原理的多极旋转变压器数字测角系统具有线路简单,直流电源电压可在较大范围内波动,抗干扰性强等特点。经鉴定专家组和用户共同测试表明:该系统在60℃下无温度漂移误差、无重复定位误差且测量精度为均方根值0.0066°。已成功地应用于工业机器人、电视卫星接收站、大型卫星通讯地球站、军舰搜索雷达稳定平台上。     

一种新型的旋转变压器测角误差标定技术

提出了一种新的基于速率转台恒速转动和位置转动相结合的旋转变压器测角误差动静态组合标定方法,准确得到了0~360°测角误差曲线.采用周期项与趋势项相结合的方法对得到的误差曲线进行建模,并利用傅里叶谐波分析和最小二乘拟合法对误差的各次项进行补偿.实验证明该方法大幅度的提高了旋转变压器的测角精度,且测试方法简单,操作过程容易,解决了计算机连续自动采样和复杂谐波分量下的补偿等问题,大大提高了标定效率.