專利名稱：實(shí)時(shí)高精度動(dòng)基座測(cè)量系統(tǒng)及其應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量領(lǐng)域，特別是一種實(shí)時(shí)高精度動(dòng)基座測(cè)量系統(tǒng)及其應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)靶場(chǎng)廣泛采用活動(dòng)站光測(cè)設(shè)備，其主要優(yōu)點(diǎn)是布站靈活，不受時(shí)域、空域的限制，能夠滿足靶場(chǎng)大范圍機(jī)動(dòng)測(cè)量的需要。但是活動(dòng)站的平臺(tái)并非絕對(duì)的剛體，在光測(cè)設(shè)備以不同速度、加速度工作的時(shí)候，尤其是加速度方向改變的時(shí)候，活動(dòng)站的平臺(tái)會(huì)發(fā)生彈性變形即所謂的動(dòng)基座測(cè)量，直接導(dǎo)致光測(cè)設(shè)備測(cè)量坐標(biāo)系的改變，從而影響測(cè)量精度，即所謂的動(dòng)基座測(cè)量。為了使活動(dòng)站的光測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，其關(guān)鍵技術(shù)是動(dòng)基座的實(shí)時(shí)高精度測(cè)量與修正。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)常采用的動(dòng)基座測(cè)量方法是陀螺儀和激光自準(zhǔn)系統(tǒng)，兩者系統(tǒng)價(jià)格均很昂貴，而且系統(tǒng)較復(fù)雜，因此研制一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高精度的實(shí)時(shí)測(cè)量設(shè)備及應(yīng)用方法勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高精度的實(shí)時(shí)測(cè)量設(shè)備及應(yīng)用方法，可以有效的解決動(dòng)基座下光測(cè)設(shè)備的高精度實(shí)時(shí)測(cè)量。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，實(shí)時(shí)高精度動(dòng)基座測(cè)量系統(tǒng)，包括編碼器測(cè)傾儀、時(shí)統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)和主控計(jì)算機(jī)，編碼器測(cè)傾儀與數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)相連，時(shí)統(tǒng)與數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)相連，數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)與主控計(jì)算機(jī)相連；所述編碼器測(cè)傾儀包括立柱、定向編碼器、X軸編碼器、Y軸編碼器、第一重錘和第二重錘，所述定向編碼器同軸固定在立柱的上表面，X軸編碼器固定在立柱的側(cè)面上方，Y軸編碼器固定在立柱的與X軸編碼器所在側(cè)面共棱的側(cè)面上方，第一重錘活動(dòng)連接在X軸編碼器上，第二重錘活動(dòng)連接在Y軸編碼器上。實(shí)時(shí)高精度動(dòng)基座測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用方法，具體步驟如下—、將編碼器測(cè)傾儀歸零位后同軸安裝在動(dòng)基座的光測(cè)設(shè)備的安裝面上，建立編碼器測(cè)傾儀與光測(cè)設(shè)備之間的定向關(guān)系；二、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)將編碼測(cè)傾儀上的定向編碼器、X軸編碼器、Y軸編碼器傳來(lái)的信息與時(shí)統(tǒng)傳來(lái)的信息進(jìn)行整合并傳遞給主控計(jì)算機(jī)；三、主控計(jì)算機(jī)記錄時(shí)間信息、定向信息、動(dòng)基座傾斜角度信息，通過(guò)坐標(biāo)變換建立測(cè)量誤差修正模型，推導(dǎo)出編碼器測(cè)傾儀的輸出值與動(dòng)基座光測(cè)設(shè)備的垂直軸傾斜誤差和傾斜方向的關(guān)系進(jìn)行修正，從而完成了動(dòng)基座光測(cè)設(shè)備垂直軸傾斜的實(shí)時(shí)高精度測(cè)量及修正。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、精度高、采樣頻率高等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于國(guó)防、建筑等行業(yè)。


圖1是本發(fā)明的實(shí)時(shí)高精度動(dòng)基座測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明的編碼器測(cè)傾儀的結(jié)構(gòu)組成。圖中1、編碼器測(cè)傾儀，1-1、立柱，1-2、定向編碼器，1-3、X軸編碼器，1-4、Y軸編碼器，1-5、第一重錘，1-6、第二重錘，2、時(shí)統(tǒng)，3、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，4、主控計(jì)算機(jī)，5、安裝面。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說(shuō)明。由圖1所示，本發(fā)明實(shí)時(shí)高精度動(dòng)基座測(cè)量系統(tǒng)，包括編碼器測(cè)傾儀1、時(shí)統(tǒng)2、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3、主控計(jì)算機(jī)4，編碼器測(cè)傾儀1裝在光測(cè)設(shè)備垂直軸軸心處，測(cè)量光測(cè)設(shè)備的傾斜信息；編碼器測(cè)傾儀1上的定向編碼器1_2、X軸編碼器1_3、Υ軸編碼器1-4均與數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3連接，時(shí)統(tǒng)2與數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3連接，編碼器測(cè)傾儀1將檢測(cè)的定向角、X角和Y 角發(fā)送至數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3，同時(shí)時(shí)統(tǒng)2將時(shí)間碼發(fā)送至數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3，數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3以時(shí)間碼為基準(zhǔn)，整合各時(shí)刻動(dòng)基座的傾斜信息；數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3與主控計(jì)算機(jī)4相連，數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3將整合后的數(shù)據(jù)信息傳遞給主控計(jì)算機(jī)4并由其對(duì)傾斜信息進(jìn)行誤差修正處理。由圖2所示，本實(shí)施方式所述的編碼器測(cè)傾儀主要包括立柱1-1、定向編碼器1-2、 X軸編碼器1-3、Y軸編碼器1-4、第一重錘1-5和第二重錘1-6，定向編碼器1_2同軸固定在立柱1-1的上表面，X軸編碼器1-3固定在立柱1-1的側(cè)面上方，Y軸編碼器1-4固定在立柱1-1的共棱側(cè)面上，即X軸編碼器1-3與Y軸編碼器1-4正交設(shè)置，第一重錘1-5活動(dòng)連接在X軸編碼器1-3上，第二重錘1-6活動(dòng)連接在Y軸編碼器1-4上。實(shí)時(shí)高精度動(dòng)基座測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用方法，具體步驟如下一、將編碼器測(cè)傾儀1歸零后同軸安裝在動(dòng)基座的光測(cè)設(shè)備的安裝面5上，建立編碼器測(cè)傾儀1與光測(cè)設(shè)備之間的定向關(guān)系；二、編碼器測(cè)傾儀1上的定向編碼器1-2、X軸編碼器1-3、Y軸編碼器1_4將檢測(cè)到的定向角值、X角值和Y角值發(fā)送至數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3，同時(shí)時(shí)統(tǒng)2將時(shí)間碼發(fā)送至數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3，數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3以時(shí)間碼為基準(zhǔn)，獲得各時(shí)刻動(dòng)基座的傾斜信息；三、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3與主控計(jì)算機(jī)4相連，數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3將獲得的數(shù)據(jù)信息傳遞給主控計(jì)算機(jī)4，主控計(jì)算機(jī)4記錄時(shí)間信息、定向信息、動(dòng)基座傾斜角度信息，編碼器測(cè)傾儀1輸出的X角值和Y角值分別為動(dòng)基座原坐標(biāo)系(水平坐標(biāo)系)繞X、Y軸傾斜的角度， 通過(guò)坐標(biāo)變換可以推導(dǎo)出傾斜后的坐標(biāo)系，結(jié)合定向角值即可得出各時(shí)刻動(dòng)基座的傾斜量和傾斜方向，從而建立測(cè)量誤差修正模型，即編碼器測(cè)傾儀1的輸出值與動(dòng)基座光測(cè)設(shè)備的垂直軸傾斜誤差和傾斜方向的修正關(guān)系，從而完成了動(dòng)基座光測(cè)設(shè)備傾斜的實(shí)時(shí)高精度測(cè)量及修正。
權(quán)利要求
1.實(shí)時(shí)高精度動(dòng)基座測(cè)量系統(tǒng)，包括編碼器測(cè)傾儀(1)、時(shí)統(tǒng)(2)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)(3)和主控計(jì)算機(jī)G)，其特征在于，所述編碼測(cè)傾儀(1)與數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)C3)連接，所述時(shí)統(tǒng)(2) 與數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)( 連接，所述數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)( 與主控計(jì)算機(jī)(4)連接；所述編碼器測(cè)傾儀(1)包括立柱(1-1)、定向編碼器(1-2)、X軸編碼器(1-3)、Y軸編碼器(1-4)、第一重錘 (1-5)和第二重錘(1-6)，所述定向編碼器(1-2)同軸固定在立柱(1-1)的上表面，X軸編碼器(1-3)固定在立柱(1-1)的側(cè)面上方，Y軸編碼器(1-4)固定在立柱(1-1)的與X軸編碼器(1- 所在側(cè)面共棱的側(cè)面上方，所述第一重錘(1- 活動(dòng)連接在X軸編碼器(1-3) 上，所述第二重錘(1-6)活動(dòng)連接在Y軸編碼器(1-4)上。
2.實(shí)時(shí)高精度動(dòng)基座測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用方法，其特征在于，具體步驟如下一、將編碼器測(cè)傾儀(1)歸零后同軸安裝在動(dòng)基座的光測(cè)設(shè)備的安裝面( 上，建立編碼器測(cè)傾儀(1)與光測(cè)設(shè)備之間的定向關(guān)系；二、編碼器測(cè)傾儀(1)上的定向編碼器(1-2)、X軸編碼器(1-3)、Y軸編碼器(1-4)將檢測(cè)到的定向角值、X角值和Y角值發(fā)送至數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)(3)，同時(shí)時(shí)統(tǒng)(2)將時(shí)間碼發(fā)送至數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)(3)，數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)(3)以時(shí)間碼為基準(zhǔn)，獲得各時(shí)刻動(dòng)基座的傾斜信息；三、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)C3)將獲得的各時(shí)刻動(dòng)基座的傾斜信息傳遞給主控計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)(4)記錄時(shí)間信息、定向信息、動(dòng)基座傾斜角度信息，通過(guò)坐標(biāo)變換建立測(cè)量誤差修正模型，推導(dǎo)出編碼器測(cè)傾儀(1)的輸出值與動(dòng)基座光測(cè)設(shè)備的垂直軸傾斜誤差和傾斜方向的關(guān)系進(jìn)行修正，從而完成了動(dòng)基座光測(cè)設(shè)備垂直軸傾斜的實(shí)時(shí)高精度測(cè)量及修正。
全文摘要
實(shí)時(shí)高精度動(dòng)基座測(cè)量系統(tǒng)及其應(yīng)用方法，本發(fā)明涉及測(cè)量領(lǐng)域。目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高精度的實(shí)時(shí)測(cè)量設(shè)備及應(yīng)用方法，可以有效的解決動(dòng)基座下光測(cè)設(shè)備的高精度實(shí)時(shí)測(cè)量。本發(fā)明包括編碼器測(cè)傾儀、時(shí)統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)和主控計(jì)算機(jī)，通過(guò)數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)采集處理編碼器測(cè)傾儀測(cè)量的實(shí)時(shí)傾斜信息并傳遞給主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行記錄、處理，從而達(dá)到動(dòng)基座下光測(cè)設(shè)備的高精度實(shí)時(shí)測(cè)量。本發(fā)明具有可實(shí)時(shí)測(cè)量、精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于國(guó)防、建筑等行業(yè)。
文檔編號(hào)G01C1/00GK102564387SQ20111043928
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者宋立維, 曹永剛, 王濤 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所