CN109579877B - 一种陆态动基座下的单流程多固定角度水平校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陆态动基座下的单流程多固定角度水平校准方法，根据斜调平好时的俯仰角度，在惯性平台六面体的上端面粘贴相同角度的异形角度块，对惯性平台六面体的俯仰角进行补偿，使其反光面处于水平状态，即采用角度补偿法进行校准；安装完毕后，对异形角度块与惯性平台六面体之间的三维角度关系进行标定；异形角度块与反光镜组件通过螺钉连接；所述的异形角度块的上表面分为两反光面：一面为平行反光面，与下底面平行，另一面为斜反光面，与下底面之间的夹角与斜调平时的倾斜角度一致。本发明应用于陆态动基座条件下，对平台惯导的基准六面体的上端面进行多个固定角度的水平度同步测量，实现动基座条件下的水平角度校准。

Description

一种陆态动基座下的单流程多固定角度水平校准方法
技术领域
本发明涉及一种陆态动基座下的单流程多固定角度水平校准方法，应用于陆态动基座条件下，对平台惯导的基准六面体的上端面进行多个固定角度的水平度同步测量，实现动基座条件下的水平角度校准。
背景技术
动基座试验中,平台惯导安装在三轴摇摆台台面上，三轴摇摆台模拟三自由度动态摇摆加单轴双方向的往复直线运动。在调平好时刻，惯性平台六面体上端面处于水平状态，与大地水平面平行。在斜调平好时刻，惯性平台六面体上端面会转到一个倾斜的平面，该斜面与大地水平面的夹角为一个固定值，并需稳定在固定角度的倾斜平面。因此需要对调平好时刻和斜调平好时刻惯性平台六面体上端面在斜调平精度进行校准。在一个测试流程中惯性平台六面体的上端面可以转动多个固定角度，在本文中只以最简单的水平角度和倾斜一个固定角度时两个固定角度校准为例，本方法适用于多个固定角度水平校准。
校准***分别在调平好、斜调平好后对平台的调平、斜调平误差进行测量校准。校准时，被校瞄准基面为惯性平台六面体上端面，通过水平测量大口径动态自准直仪与其自准直测量得到。由于平台六面体安装在平台内框上，在调平好时刻平台六面体上端面为水平状态，而在斜调平时刻之后平台六面体上端面会有一定俯仰角度，超出自准直仪的测量范围，很难对其进行自准直测量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种陆态动基座下的单流程多固定角度水平校准方法，以克服现有口径动态自准直仪在被测物体进行固定大角度转动后超出其测量范围的缺陷。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种陆态动基座下的单流程多固定角度水平校准方法，
步骤一：根据斜调平好时的俯仰角度，在惯性平台六面体的上端面粘贴相同角度的异形角度块，对惯性平台六面体的俯仰角进行补偿，使其反光面处于水平状态，即采用角度补偿法进行校准；安装完毕后，对异形角度块与惯性平台六面体之间的三维角度关系进行标定；异形角度块与反光镜组件通过螺钉连接；所述的异形角度块的上表面分为两反光面：一面为平行反光面，与下底面平行，另一面为斜反光面，与下底面之间的夹角与斜调平时的倾斜角度一致；
步骤二：大口径双轴动态自准直仪安装在横梁上，横梁通过两个安装在地面上支架支撑，支架安装在三轴摇摆台旁边的地基上；惯性平台安装在平动导轨上，大口径双轴动态自准直仪调整至光轴中心与惯性平台六面体中心位置重合；然后在大口径双轴动态自准直仪正下方放置硅油盘，大口径双轴动态自准直仪发出的平行光束，利用硅油液体自动保持水平的原理，由硅油液面反射回大口径双轴动态自准直仪；调整底脚螺母使大口径双轴动态自准直仪双向输出值均为零，此时大口径双轴动态自准直仪的光轴与大地水平面承铅垂状态，建立了水平基准面；在开始校准前，将硅油盘撤收；
步骤三：校准时，三轴摇摆台处于三轴摇摆状态，惯性平台在平动导轨上往复直线运动；调平好时的水平度校准：在调平好时刻，调平好时的异形角度块的平行反光面处于水平状态，作为自准直目标反光镜，可满足水平度测量的要求；大口径双轴动态自准直仪与调平好时的异形角度块的平行反光面自准直，自动采集记录双向动态水平度值；
斜调平好时的水平校准：在斜调平好时刻，异形角度块的斜反光面用于补偿斜调平时惯性平台六面体的斜置角度，即斜调平好时斜反光面成水平状态，作为自准直目标反光镜，可满足水平度测量的要求；大口径双轴动态自准直仪与斜调平好时的异形角度块的斜反光面自准直，自动采集记录双向动态水平度值；这样，可以在一个流程里完成调平好、斜调平好不同时刻对惯性平台多个固定角度水平度的校准。
所述的异形角度块由9Cr18淬火研磨制成。
所述的异形角度块外形最大的长、宽、厚分别为35×22×6mm。
所述的异形角度块的平行反光面与下底面的平行度不大于2″，斜反光面与下底面之间的夹角与斜调平时的倾斜角度一致，其角度误差不大于2″，每一次流程角度值固定。
所述的反光镜组件的内表面与外表面平行，平行度不大于2″。
所述的异形角度块上底面与反光镜组件的内表面垂直度不大于1′。
所述的异形角度块的上表面平面度不大于0.1μm。
本发明所取得的有益效果为：
本发明利用自准直测角原理，通过粘贴不同角度的异形角度块的方法建立一种便携、快速的多个不水平角度位置测量方法，实现惯性平台六面体在同一流程的不同时刻进行多个不同倾斜角度下的水平度动态校准。
根据的斜置角度，制作相同角度的异形角度块，安装在惯性平台六面体上面，斜调平好后，异形角度块正好补偿斜置角度，其斜面变成水平面，将斜置角度的校准转变成水平角度。另外为满足校准精度要求，在异形角度块安装完成后，角度块的被测面与六面体的顶面之间的角度关系进行严格测量标定，将标定的结果补偿到斜调平好时的水平度测量结果中。
异形角度块的应用，可以利用现有的自准直测角技术，完全可以解决在动基座下平台六面体进行多个固定角度倾斜时超出自准直仪视场无法测量的难题。
附图说明
图1为异形角度块安装行式；
图2为水平校准示意图；
图3为调平好、斜调平好时平台水平度校准示意图；
图中：1、反光镜组件；2、异形角度块；3、惯性平台六面体；4、大口径双轴动态自准直仪；5、横梁；6、支架；7、惯性平台；8、平动导轨；9、三轴摇摆台；10、平行反光面；11、斜反光面。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明所述陆态动基座下的单流程多固定角度水平校准方法包括以下步骤：
步骤一：为了降低测量难度，根据斜调平好时的俯仰角度，在惯性平台六面体3的上端面粘贴相同角度的异形角度块2，对惯性平台六面体3的俯仰角进行补偿，使其反光面处于水平状态，即采用“角度补偿法”进行校准。安装完毕后，对异形角度块2与惯性平台六面体3之间的三维角度关系进行标定。异形角度块2安装结构形式如图1所示，由9Cr18淬火研磨制成，外形最大的长、宽、厚分别为35×22×6mm，异形角度块2的上表面分为两反光面：一面为平行反光面10，与下底面平行，与下底面的平行度不大于2″；另一面为斜反光面11，斜反光面11与下底面之间的夹角与斜调平时的倾斜角度一致，其角度误差不大于2″每一次流程角度值固定。异形角度块2的上表面平面度不大于0.1μm。反光镜组件1的内表面与外表面平行，平行度不大于2″；异形角度块2与反光镜组件1通过螺钉连接，异形角度块2上底面与反光镜组件1的内表面垂直度不大于1′。
步骤二：水平度校准设备安装示意图如图2所示。大口径双轴动态自准直仪4安装在横梁5上，横梁5通过两个安装在地面上支架6支撑，支架6安装在三轴摇摆台9旁边的地基上，惯性平台7安装在平动导轨8上。大口径双轴动态自准直仪4调整至光轴中心与惯性平台六面体3中心位置重合；然后在大口径双轴动态自准直仪4正下方放置硅油盘，大口径双轴动态自准直仪4发出的平行光束，利用硅油液体自动保持水平的原理，由硅油液面反射回大口径双轴动态自准直仪4。调整底脚螺母使其双向输出值均为零，此时大口径双轴动态自准直仪4的光轴与大地水平面承铅垂状态，建立了水平基准面。在开始校准前，将硅油盘撤收。
步骤三：调平好、斜调平好时惯性平台水平度校准示意图如图3所示。
校准时，三轴摇摆台9处于三轴摇摆状态，惯性平台7在平动导轨8上往复直线运动。调平好时的水平度校准：在调平好时刻，调平好时的异形角度块2的平行反光面10处于水平状态，作为自准直目标反光镜，可满足水平度测量的要求。大口径双轴动态自准直仪4与调平好时的异形角度块2的上平行反光面10自准直，自动采集记录双向动态水平度值。
斜调平好时的水平校准：在斜调平好时刻，异形角度块2的斜反光面11用于补偿斜调平时惯性平台六面体3的斜置角度，即斜调平好时斜反光面11成水平状态，作为自准直目标反光镜，可满足水平度测量的要求。大口径双轴动态自准直仪4与斜调平好时的异形角度块2的斜反光面11自准直，自动采集记录双向动态水平度值。这样，可以在一个流程里完成调平好、斜调平好不同时刻对惯性平台多个固定角度水平度的校准。

Claims (7)

1.一种陆态动基座下的单流程多固定角度水平校准方法，其特征在于：
步骤一：根据斜调平好时的俯仰角度，在惯性平台六面体的上端面粘贴相同角度的异形角度块，对惯性平台六面体的俯仰角进行补偿，使其反光面处于水平状态，即采用角度补偿法进行校准；安装完毕后，对异形角度块与惯性平台六面体之间的三维角度关系进行标定；异形角度块与反光镜组件通过螺钉连接；所述的异形角度块的上表面分为两反光面：一面为平行反光面，与下底面平行，另一面为斜反光面，与下底面之间的夹角与斜调平时的倾斜角度一致；
步骤二：大口径双轴动态自准直仪安装在横梁上，横梁通过两个安装在地面上支架支撑，支架安装在三轴摇摆台旁边的地基上；惯性平台安装在平动导轨上，大口径双轴动态自准直仪调整至光轴中心与惯性平台六面体中心位置重合；然后在大口径双轴动态自准直仪正下方放置硅油盘，大口径双轴动态自准直仪发出的平行光束，利用硅油液体自动保持水平的原理，由硅油液面反射回大口径双轴动态自准直仪；调整底脚螺母使大口径双轴动态自准直仪双向输出值均为零，此时大口径双轴动态自准直仪的光轴与大地水平面承铅垂状态，建立了水平基准面；在开始校准前，将硅油盘撤收；
步骤三：校准时，三轴摇摆台处于三轴摇摆状态，惯性平台在平动导轨上往复直线运动；调平好时的水平度校准：在调平好时刻，调平好时的异形角度块的平行反光面处于水平状态，作为自准直目标反光镜，可满足水平度测量的要求；大口径双轴动态自准直仪与调平好时的异形角度块的平行反光面自准直，自动采集记录双向动态水平度值；
斜调平好时的水平校准：在斜调平好时刻，异形角度块的斜反光面用于补偿斜调平时惯性平台六面体的斜置角度，即斜调平好时斜反光面成水平状态，作为自准直目标反光镜，可满足水平度测量的要求；大口径双轴动态自准直仪与斜调平好时的异形角度块的斜反光面自准直，自动采集记录双向动态水平度值；这样，可以在一个流程里完成调平好、斜调平好不同时刻对惯性平台多个固定角度水平度的校准。
2.根据权利要求1所述的陆态动基座下的单流程多固定角度水平校准方法，其特征在于：所述的异形角度块由9Cr18淬火研磨制成。
3.根据权利要求1所述的陆态动基座下的单流程多固定角度水平校准方法，其特征在于：所述的异形角度块外形最大的长、宽、厚分别为35mm×22mm×6mm。
4.根据权利要求1所述的陆态动基座下的单流程多固定角度水平校准方法，其特征在于：所述的异形角度块的平行反光面与下底面的平行度不大于2″，斜反光面与下底面之间的夹角与斜调平时的倾斜角度一致，其角度误差不大于2″，每一次流程角度值固定。
5.根据权利要求1所述的陆态动基座下的单流程多固定角度水平校准方法，其特征在于：所述的反光镜组件的内表面与外表面平行，平行度不大于2″。
6.根据权利要求1所述的陆态动基座下的单流程多固定角度水平校准方法，其特征在于：所述的异形角度块上底面与反光镜组件的内表面垂直度不大于1′。
7.根据权利要求1所述的陆态动基座下的单流程多固定角度水平校准方法，其特征在于：所述的异形角度块的上表面平面度不大于0.1μm。
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