【摘要】：激光經(jīng)緯儀因其精度高,測量范圍廣,便于移動等特點,在大空間、大尺寸、高精度測量技術領域占有重要地位,被廣泛應用于航天航空,船舶制造,橋梁測量等領域。激光經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)在測量前首先要標定兩臺經(jīng)緯儀間的位姿關系,即系統(tǒng)定向過程。傳統(tǒng)標定方法采用定長基準尺,標定過程中需要人工通過望遠鏡系統(tǒng)精確瞄準,隨機誤差大,標定速度慢,往往需要多次標定才能達到滿意的精度。而本課題組提出并研究的新型非正交軸系激光“經(jīng)緯儀”,更是采用一準直激光器代替了傳統(tǒng)望遠鏡,因此也無法再采用傳統(tǒng)人工瞄準定長基準尺的標定方式。但無論是傳統(tǒng)激光經(jīng)緯儀,還是新型非正交軸系激光“經(jīng)緯儀”,它們都采用一準直激光光束實現(xiàn)了視準軸的可視化。針對這一特點,本文基于光電位置敏感器件PSD研究了一種更適合于激光經(jīng)緯儀定向應用的光電基準尺。采用該基準尺進行定向時,無需瞄準某一固定標記點,提供了“可變的”長度基準,且具有“可變”長度解算、無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?甚至主動引導激光經(jīng)緯儀的精確交會,實現(xiàn)系統(tǒng)定向過程的自動化。本文的研究內(nèi)容和主要工作如下:1.對比分析了國內(nèi)外大空間、大尺寸、高精度測量領域常見的測量方法與儀器,介紹了它們的基本原理,定向方法以及基準尺的結(jié)構(gòu)功能。在此基礎上提出了適用于激光經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)定向的新型“可變”長度光電基準尺,簡單介紹了基準尺的功能與特點。2.研究了激光經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)的定向方法,給出了基于“可變”長光電基準尺的經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)定向方案。3.結(jié)合PSD的橫向光電效應,從物理學角度具體分析了PSD的原理,進行了PSD器件選型,研究了PSD定位精度的影響因素以及相應的降噪方法,并針對室外環(huán)境應用的需求,提出了消除背景光影響的方案。4.完成了PSD信息采集、處理模塊和藍牙傳輸模塊等“可變”長度基準尺的硬件設計工作,并選用合適的基準尺材料,制作了“可變”長度光電基準尺。5.研究了基準尺兩端PSD的位姿標定方法,尤其是分析了安裝有激光測距傳感器的三坐標測量機的測量模型,及基于此設備的基準尺參數(shù)標定方法。6.設計相關實驗,完成了“可變”長度光電基準尺的參數(shù)標定與精度評價。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH744.5
【圖文】：

圖 1-1 室內(nèi) GPS 測旋轉(zhuǎn)機構(gòu)帶著成一定夾角和位置信息的兩扇型激光發(fā)射器，對掃描，當某一接收裝置同時收到兩個以上基站光平面信號后，掃描信息、發(fā)射基站的坐標信息和基站間位姿關系，即可解算標信息。PS 可以實現(xiàn)自動測量，無需人工參與，降本。Arc Second 公司生產(chǎn)的室內(nèi) GPS 系統(tǒng)量范圍內(nèi)可達到 0.25mm 的標稱精度。天貴教授等研發(fā)的 wMPS 多站測量系統(tǒng)在圍內(nèi)精度甚至超過了 0.2mm，滿足了一裝配的精度要求。定向中，wMPS 測量系統(tǒng)使用的基準尺如圖 1-2 所示，其主體成的，基準尺兩端各安裝一個紅外激光接收器并配有相應的信立采集兩個接收器數(shù)據(jù)。使用前通過雙頻激光干涉儀標定基準中心的精確距離，作為基準尺桿身長度。

環(huán)境下也可使用鋼、鋁合金等材料。式基準尺和一體式基準尺。組合式基準尺可的參考長度，一體式基準尺則具有高可靠性加裝易于被測量系統(tǒng)識別的特征裝置，測后，利用高精度基準尺提供的長度基準完成其定向基準尺示，與全球定位系統(tǒng)工作模式相同，測量于 GPS 系統(tǒng)中的地球同步衛(wèi)星），通過光方位與坐標[4][5]，即系統(tǒng)定向。系統(tǒng)定向完和位置信息的兩扇型激光發(fā)射器，對測量空時收到兩個以上基站光平面信號后，結(jié)合兩標信息和基站間位姿關系，即可解算出接受

【參考文獻】

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本文編號：2721275