[发明专利]实时高精度动基座测量系统及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量领域，特别是一种实时高精度动基座测量系统及其应用方法。

背景技术

目前，国内靶场广泛采用活动站光测设备，其主要优点是布站灵活，不受时域、空域的限制，能够满足靶场大范围机动测量的需要。但是活动站的平台并非绝对的刚体，在光测设备以不同速度、加速度工作的时候，尤其是加速度方向改变的时候，活动站的平台会发生弹性变形即所谓的动基座测量，直接导致光测设备测量坐标系的改变，从而影响测量精度，即所谓的动基座测量。为了使活动站的光测设备实现高精度测量，其关键技术是动基座的实时高精度测量与修正。

现在国内常采用的动基座测量方法是陀螺仪和激光自准系统，两者系统价格均很昂贵，而且系统较复杂，因此研制一种结构简单、高精度的实时测量设备及应用方法势在必行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、高精度的实时测量设备及应用方法，可以有效的解决动基座下光测设备的高精度实时测量。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是，实时高精度动基座测量系统，包括编码器测倾仪、时统、数据通讯系统和主控计算机，编码器测倾仪与数据通讯系统相连，时统与数据通讯系统相连，数据通讯系统与主控计算机相连；所述编码器测倾仪包括立柱、定向编码器、X轴编码器、Y轴编码器、第一重锤和第二重锤，所述定向编码器同轴固定在立柱的上表面，X轴编码器固定在立柱的侧面上方，Y轴编码器固定在立柱的与X轴编码器所在侧面共棱的侧面上方，第一重锤活动连接在X轴编码器上，第二重锤活动连接在Y轴编码器上。

实时高精度动基座测量系统的应用方法，具体步骤如下：

一、将编码器测倾仪归零位后同轴安装在动基座的光测设备的安装面上，建立编码器测倾仪与光测设备之间的定向关系；

二、数据通讯系统将编码测倾仪上的定向编码器、X轴编码器、Y轴编码器传来的信息与时统传来的信息进行整合并传递给主控计算机；

三、主控计算机记录时间信息、定向信息、动基座倾斜角度信息，通过坐标变换建立测量误差修正模型，推导出编码器测倾仪的输出值与动基座光测设备的垂直轴倾斜误差和倾斜方向的关系进行修正，从而完成了动基座光测设备垂直轴倾斜的实时高精度测量及修正。

本发明的有益效果：本发明具有结构简单、成本低、精度高、采样频率高等优点，可广泛应用于国防、建筑等行业。

附图说明

图1是本发明的实时高精度动基座测量系统的结构框图；

图2是本发明的编码器测倾仪的结构组成。

图中：1、编码器测倾仪，1-1、立柱，1-2、定向编码器，1-3、X轴编码器，1-4、Y轴编码器，1-5、第一重锤，1-6、第二重锤，2、时统，3、数据通讯系统，4、主控计算机，5、安装面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

由图1所示，本发明实时高精度动基座测量系统，包括编码器测倾仪1、时统2、数据通讯系统3、主控计算机4，编码器测倾仪1装在光测设备垂直轴轴心处，测量光测设备的倾斜信息；编码器测倾仪1上的定向编码器1-2、X轴编码器1-3、Y轴编码器1-4均与数据通讯系统3连接，时统2与数据通讯系统3连接，编码器测倾仪1将检测的定向角、X角和Y角发送至数据通讯系统3，同时时统2将时间码发送至数据通讯系统3，数据通讯系统3以时间码为基准，整合各时刻动基座的倾斜信息；数据通讯系统3与主控计算机4相连，数据通讯系统3将整合后的数据信息传递给主控计算机4并由其对倾斜信息进行误差修正处理。

由图2所示，本实施方式所述的编码器测倾仪主要包括立柱1-1、定向编码器1-2、X轴编码器1-3、Y轴编码器1-4、第一重锤1-5和第二重锤1-6，定向编码器1-2同轴固定在立柱1-1的上表面，X轴编码器1-3固定在立柱1-1的侧面上方，Y轴编码器1-4固定在立柱1-1的共棱侧面上，即X轴编码器1-3与Y轴编码器1-4正交设置，第一重锤1-5活动连接在X轴编码器1-3上，第二重锤1-6活动连接在Y轴编码器1-4上。

实时高精度动基座测量系统的应用方法，具体步骤如下：

一、将编码器测倾仪1归零后同轴安装在动基座的光测设备的安装面5上，建立编码器测倾仪1与光测设备之间的定向关系；

二、编码器测倾仪1上的定向编码器1-2、X轴编码器1-3、Y轴编码器1-4将检测到的定向角值、X角值和Y角值发送至数据通讯系统3，同时时统2将时间码发送至数据通讯系统3，数据通讯系统3以时间码为基准，获得各时刻动基座的倾斜信息；

三、数据通讯系统3与主控计算机4相连，数据通讯系统3将获得的数据信息传递给主控计算机4，主控计算机4记录时间信息、定向信息、动基座倾斜角度信息，编码器测倾仪1输出的X角值和Y角值分别为动基座原坐标系(水平坐标系)绕X、Y轴倾斜的角度，通过坐标变换可以推导出倾斜后的坐标系，结合定向角值即可得出各时刻动基座的倾斜量和倾斜方向，从而建立测量误差修正模型，即编码器测倾仪1的输出值与动基座光测设备的垂直轴倾斜误差和倾斜方向的修正关系，从而完成了动基座光测设备倾斜的实时高精度测量及修正。