CN102506819A - 一种海态基准面水平度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于基准面水平度测量和评估技术，具体公开了一种海态基准面水平度检测方法，首先在岸上一点和船上的俯仰角，通过判断得到基准面的水平度误差，并且在按岸上和船上两点相距较远时，补偿了地球曲率对测量的误差的影响。采用本方法能适应潮涨潮落及两点不等高的海态条件，同时解决了基准面两个方向的水平度测量难题。

Description

一种海态基准面水平度检测方法

技术领域

本发明属于基准面水平度测量和评估技术，具体涉及一种海态基准面的水平度检测方法。

背景技术

对惯性制导领域，瞄准***具有重要的作用，其初始对准误差将直接影响到整个武器的精度。对动基座条件下如飞机、坦克、车辆和舰艇上发射的武器，其瞄准***需在复杂的条件下工作，为此需对瞄准***的主要设备进行校准。

校准设备都属经纬仪类仪器，而经纬仪类仪器是以大地水平面作为基准而工作的，即只有在一定的水平度下才能正常工作。这就需要建立一个稳定的水平基准面为校准设备提供基准。

动基座下基准面自调平装置是初始对准***重要且具基础性的校准设备，其作用是敏感动基座的摇摆，进行反向伺服跟踪，保持基准面稳定在一定的水平度内，赋予基准面上安装的仪器设备水平或铅垂基准。

动基座下基准面自调平装置的水平度是否满足要求，就需要一种基准面水平度检测方法对其进行评估。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够为校准设备提供基准的、用于动基座下水平度测量和评估的，并且能够解决基准面两个方向的水平度测量的海态基准面水平度检测方法。

本发明的技术方案如下：

一种海态基准面水平度检测方法，它包括如下步骤：

1)在岸上选取一点A点，架设一台经纬仪，同时在船上选取一点B点，在B点基准面上架一台经纬仪；

2)岸上和船上两台经纬仪对瞄，测出A点的俯仰角α_A和B点的俯仰角α_B；

3)进行判断：

当|α_A|＝|α_B|时，内错角相等，基准面和大地水平面平行，基准面水平度为零；

当|α_A|≠|α_B|时，求出α_A和α_B的差值，该差值为基准面的水平度误差；

4)当A点和B点距离较远时，需要补偿地球曲率对测量的误差的影响，采用下式，得出基准面水平度Δ，

$\mathrm{\Δ}=\left|{\mathrm{\α}}_B\right|+2\·{\sin }^{-1}\left(\frac{L_H}{2R}\right)-\left|{\mathrm{\α}}_A\right|$

其中：L_H为A点和B点的水平距离，R为地球半径。

在上述的一种海态基准面水平度检测方法，所述的A点为山上一点，在山上一点安装对瞄经纬仪；所述的步骤2)中测出A点的俯仰角α_A和B点的俯仰角α_B是采用如下方法，

1)将山上对瞄经纬仪和船上对瞄经纬仪进行对瞄，对瞄目标为对方经纬仪物镜上的红光半导体红光激光投射器的激光器光点，用望远镜目镜分划板的水平线对准，以测量各自的俯仰角；

2)在山上A点和船上B点安装同步测距经纬仪，并且山上同步测距经纬仪和船上同步测距经纬仪对瞄；

3)采样信号由山上发出，当扳动同步信号开关时，断开山上对瞄经纬仪微动机构的电源，以停止微动、保留读数，计算得到α_A；

4)当扳动同步信号开关时，断电熄灭山上同步测距经纬仪上的激光器，并记录测距仪测量距离数据，并计算出水平距离L_H；

5)船上同步测距经纬仪的光同步接收光电三极管，由有光至无光时产生电平跳变，采集船上对瞄经纬仪的读数值，并计算出α_B。

在上述的一种海态基准面水平度检测方法，所述的同步测距经纬仪采用TM5100A。

本发明的显著效果在于：

1)能适应潮涨潮落及两点不等高的海态条件。

测量时，由于潮涨潮落影响，目标容易超出望远镜视场，采用此测量原理可以通过调节经纬仪望远镜的俯仰角满足测量要求。另外出海试验时，为容易发现目标，A点可放在山上，视野宽阔。

2)解决了基准面两个方向的水平度测量难题。

基准面水平度测量是两个方向的水平度测量，船航行状态时，两个方向的关系是不断变化的，要同时测量是困难的。采用此方案测量时，当船在远方时，测出水平度的主要成分是纵摇方向误差，当船航行至对瞄线与船艏艉线近似垂直时，横摇轴误差占主要成份，当对瞄线与艏艉线成45°角时，两轴所占的误差比例相等，因此能一次测出反映基准面双向水平度误差。

附图说明

图1为本发明的海态基准面水平度检测方法原理图；

图2为地球曲率影响示意图；

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

首先进行设备的装调：

a.在对瞄经纬仪，同步测距经纬仪物镜镜头上分别装半导体红光激光投射器，并把激光器光点调至和经纬仪望远镜光轴重合。

b.把同步信号激光发送光管装在同步测距经纬仪的物镜镜头上，调节激光发送光管光轴和同步测距经纬仪望远镜光轴平行；把光同步接收管装在同步测距经纬仪(TM5100A)的物镜镜头上，调节接收位置合适。

c.把山上对瞄经纬仪和同步测距经纬仪分别装在三角架上，并精确调平，在山上同步测距经纬仪上装测距仪。

d.拆去船上对瞄经纬仪的三脚调水平底座，断开电子水准器等对线加速度敏感元件的补偿电路，以免航行时线加速度对测角的影响，固联在动基座下基准面自调平装置提供的基准面上，在陆上标定基准面水平度，即标定对瞄经纬仪的竖轴铅垂度。把提供基准面设备整体装船。

e.在船上三脚架上装同步测距经纬仪，在同步测距经纬仪上装测距角锥棱镜，为增加反光面积，采用三个角锥棱镜组。

然后进行实际测量，如图1所示：

1)将山上对瞄经纬仪和船上对瞄经纬仪进行对瞄，对瞄目标为对方经纬仪物镜上的红光半导体红光激光投射器的激光器光点，用望远镜目镜分划板的水平线对准，以测量各自的俯仰角；

2)在山上A点和船上B点安装同步测距经纬仪，并且山上同步测距经纬仪和船上同步测距经纬仪对瞄；

3)采样信号由山上发出，当扳动同步信号开关时，断开山上对瞄经纬仪微动机构的电源，以停止微动、保留读数，计算得到α_A。

4)当扳动同步信号开关时，断电熄灭山上同步测距经纬仪上的激光器，并记录测距仪测量距离数据，并计算出水平距离L_H。

5)船上同步测距经纬仪的光同步接收光电三极管，由有光至无光时产生电平跳变，采集船上对瞄经纬仪的读数值，并计算出α_B。

当A点和B点距离较远时，需要补偿地球曲率对测量的误差的影响，由于两点距离和地球半径相比是个微小量，因此推导地球曲率对水平度影响时，可把地球看作是个圆球，如图2所示，在地球上A、B两点，其大地水平面是不平行的，两点距离越远，则不平行角越大。

$\mathrm{\α}=2\·{\sin }^{-1}\left(\frac{L_H}{2R}\right)---\left(1\right)$

式中：α-两点水平面夹角，即地球曲率对水平度影响的补偿量，°；

L_H-两点的水平距离，m；

R-测点地球半径，m。

基准面水平度Δ为：

$\mathrm{\Δ}=\left|{\mathrm{\α}}_B\right|+2\·{\sin }^{-1}\left(\frac{L_H}{2R}\right)-\left|{\mathrm{\α}}_A\right|---\left(2\right)$

其中：L_H为A点和B点的水平距离，R为地球半径；

当系泊状态时，A、B两点可以架设距离较近，可忽略补偿项，即：

Δ＝|α_B|-|α_A|    (3)

对于岸上点可按其水准器精确调平，是标准值，船上点反映的是基准面的水平度，是被测值，为保证水平度误差的极性，因此取|α_B|-|α_A|。

由于距离L_H和地球半径R恒为正，地球曲率的影响总是使船上点俯仰角|α_B|减小，因此取

以进行地球曲率影响的补偿。由于俯仰角可正可负，因此α_A与α_B均取绝对值。

Claims (3)

1.一种海态基准面水平度检测方法，其特征在于，它包括如下步骤：

1)在岸上选取一点A点，架设一台经纬仪，同时在船上选取一点B点，在B点基准面上架一台经纬仪；

2)岸上和船上两台经纬仪对瞄，测出A点的俯仰角α_A和B点的俯仰角α_B；

3)进行判断：

当|α_A|＝|α_B|时，内错角相等，基准面和大地水平面平行，基准面水平度为零；

当|α_A|≠|α_B|时，求出α_A和α_B的差值，该差值为基准面的水平度误差；

4)当A点和B点距离较远时，需要补偿地球曲率对测量的误差的影响，采用下式，得出基准面水平度Δ，

$\mathrm{\Δ}=\left|{\mathrm{\α}}_B\right|+2\·{\sin }^{-1}\left(\frac{L_H}{2R}\right)-\left|{\mathrm{\α}}_A\right|$

其中：L_H为A点和B点的水平距离，R为地球半径。

2.如权利要求1所述的一种海态基准面水平度检测方法，其特征在于，所述的A点为山上一点，在山上一点安装对瞄经纬仪；所述的步骤2)中测出A点的俯仰角α_A和B点的俯仰角α_B是采用如下方法，

1)将山上对瞄经纬仪和船上对瞄经纬仪进行对瞄，对瞄目标为对方经纬仪物镜上的红光半导体红光激光投射器的激光器光点，用望远镜目镜分划板的水平线对准，以测量各自的俯仰角；

2)在山上A点和船上B点安装同步测距经纬仪，并且山上同步测距经纬仪和船上同步测距经纬仪对瞄；

3)采样信号由山上发出，当扳动同步信号开关时，断开山上对瞄经纬仪微动机构的电源，以停止微动、保留读数，计算得到α_A；

4)当扳动同步信号开关时，断电熄灭山上同步测距经纬仪上的激光器，并记录测距仪测量距离数据，并计算出水平距离L_H；

5)船上同步测距经纬仪的光同步接收光电三极管，由有光至无光时产生电平跳变，采集船上对瞄经纬仪的读数值，并计算出α_B。

3.如权利要求1或2所述的一种海态基准面水平度检测方法，其特征在于：所述的同步测距经纬仪采用TM5100A。

Images