[发明专利]一种身管轴线指向测试方法

权利要求书

1.一种身管轴线指向测试方法，其特征在于，由以下步骤组成：

步骤1)：初始标定，即确定身管外表面多个标记点连线与身管轴线的关系，其中，标记点数量为三个，三个标记点不在一条直线上，得到初始标定值；三个标记点贴在身管外表面一侧适当位置，分别记为标记点1、标记点2、标记点3，标记点1、标记点2、标记点3不在一条直线上，这三个标记点确定了三条线段，根据其中任意两条线段均可推算第三条线段，选择较长的两条线段，记为标记线段1、标记线段2；也可以在身管左右两侧各贴三个标记点，分别记作标记点L1、标记点L2、标记点L3、标记点R1、标记点R2、标记点R3，标记点L1、标记点L2、标记点L3不在一条直线上，标记点R1、标记点R2、标记点R3也不在一条直线上；

步骤2)：轴线指向测试，即在不同测试环境下通过对标记点的测试，利用解算模型，得到身管轴线的指向；轴线指向测试时标记点与初始标定时一致。

2.根据权利要求1所述的身管轴线指向测试方法，其特征在于：上述步骤1)包括以下步骤：

a1)：在身管外表面按权利要求1所述要求贴标记点；

b1)：身管不需要严格调平，管口用十字线确定管口中心，管尾用十字线或者工装确定管尾中心；

c1)：调整身管或者特定标记点，其中，特定标记点记为标记点G，使管尾中心、管口中心和标记点G位于同一直线上，此时身管的状态记为状态S；有两种方式使管尾中心、管口中心和特定标记点位于同一直线上，一种是从管尾瞄管口十字，调整标记点G的位置，标记点G可以是贴在固定墙上的一点，也可以采用带十字标的可调整工装；另一种是采用经纬仪瞄管口十字、管尾十字或者工装，调整身管；

d1)：测量管口十字线和标记点G连线的指向作为状态S下轴线的指向，采用双经纬仪法测试获得；

e1)：测量标记点连线指向；用双经纬仪分别测量标记点1、标记点2和标记点3，从而确定标记线段1、标记线段2的指向，标记线段1、标记线段2的方向均为从靠近管尾的标记点指向靠近管口的标记点，保证两条标记线段的方向与轴线方向的夹角均为锐角；若为左右两侧各贴三个标记点的情况，则同样可以确定标记线段L1、标记线段L2、标记线段R1、标记线段R2的指向；

f1)：计算标记线段1、标记线段2与轴线的空间关系，得到初始标定值；若为左右两侧各贴三个标记点的情况，则分别确定标记线段L1、标记线段L2与轴线的空间关系，标记线段R1、标记线段R2与轴线的空间关系，得到左右两组初始标定值。

3.根据权利要求2所述的身管轴线指向测试方法，其特征在于：结合步骤1)的f1)计算标记线段1、线段2与轴线的空间关系可采用下述模型，设轴线方位角、高低角分别为α、γ，标记线段1的方位角、高低角分别为β、θ，标记线段2的方位角、高低角分别为λ；则轴线、标记线段1、标记线段2的单位向量分别为(cosγcosα，cosγsinα，sinγ)、(cosθcosβ，cosθsinβ，sinθ)、进而得到轴线与标记线段1的夹角余弦值为c₁＝cosγcosαcosθcosβ+cosγsinαcosθsinβ+sinγsinθ，轴线与标记线段2的夹角余弦值为c₁、c₂即为初始标定值。

4.根据权利要求1所述的身管轴线指向测试方法，其特征在于：上述步骤2)中按照双经纬仪法测量标记点1、标记点2和标记点3，然后解算得到测试时标记线段1指向、标记线段2指向，通过模型解算得到轴线指向；轴线指向解算可采用如下模型，设需要求得的轴线方位角、高低角分别为α₁、γ₁，已知的标记线段1的方位角、高低角分别为β₁、θ₁，已知的标记线段2的方位角、高低角分别为λ₁；则有下列方程组解方程组得到α₁、γ₁，即得到了轴线的指向。