專利名稱：垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬光學領域，涉及一種光學基準標定系統(tǒng)，尤其涉及一種垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)。
背景技術：
垂直傳遞技術是當今瞄準技術的新興科學，是當今光電技術和自動控制技術的有機結合。方位垂直傳遞裝置是在垂直傳遞技術的基礎上發(fā)展而來的，它不僅能夠確定導彈、火箭和航天器的初始位置，更重要的是它能夠?qū)崿F(xiàn)完全機動，不受發(fā)射場坪的限制，可全天候進行快速精準的自動測量。隨著軍事技術、航天技術以及光學、精密儀器、自動控制技術的發(fā)展，使垂直傳遞技術在導彈、火箭和航天器發(fā)射前的初始位置測量方面顯示出其重要的地位和作用，也更加顯示出其在科學研究、國防建設和國家安全等方面廣闊的應用前景。 傳遞精度是方位垂直傳遞裝置測試中最為關鍵的技術指標，該指標直接影響方位垂直傳遞裝置的測量準確度。目前該指標通過光學基準進行測試，因此必須事先對光學基準進行準確的標定。原先，光學基準的標定在室外進行，通過自準直經(jīng)緯儀遠距離斜瞄玻羅棱鏡進行標定，且每次由于架設位置有差異，測試前都需要進行標定，較為繁瑣。室外標定要求有開闊的場地，且天氣狀況等環(huán)境因素對光學基準的穩(wěn)定性影響很大。因此需要一種垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定的新方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本發(fā)明提供了一種高精度、高穩(wěn)定性以及長距離準確定位的垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)。本發(fā)明的技術解決方案是本發(fā)明提供了一種垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)，其特殊之處在于所述垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)包括自準直經(jīng)緯儀、第一平面反射鏡系統(tǒng)、第二平面反射鏡系統(tǒng)、第一玻羅棱鏡、第二玻羅棱鏡以及基準立柱；所述第一玻羅棱鏡以及第二玻羅棱鏡自上而下依次設置在基準立柱上；所述自準直經(jīng)緯儀、第二平面反射鏡系統(tǒng)以及第二玻羅棱鏡設置在同一光路上；所述第一平面反射系統(tǒng)以及第二平面反射系統(tǒng)自上而下依次設置，所述第一平面反射鏡設置在經(jīng)第二平面反射系統(tǒng)的反射光路上；所述第一平面反射鏡與第一玻羅棱鏡處于同一光路上。上述第一平面反射鏡系統(tǒng)以及第二平面反射鏡系統(tǒng)均包括雙軸U型運動支架以及平面反射鏡；所述雙軸U型運動支架包括運動支架水平軸以及與運動支架水平軸相垂直的運動支架垂直軸；所述平面反射鏡設置在運動支架的水平軸上。上述運動支架水平軸以及運動支架垂直軸均是半運動式精密軸系，所述運動支架水平軸以及運動支架垂直軸均帶有鎖緊和微調(diào)機構，所述運動支架水平軸以及運動支架垂直軸的軸系晃動量是I"。上述運動支架水平軸上設置有俯仰碼盤；所述俯仰碼盤的測角精度為2"。上述運動支架水平軸與運動支架垂直軸的垂直度為I";所述運動支架水平軸與平面反射鏡法線的垂直度為I"。上述雙軸U型運動支架上設置有水準器，所述水準器的調(diào)平精度是10"每格。上述平面反射鏡的面形精度的RMS值是λ /20 ;所述平面反射鏡的反射率為99%。上述自準直經(jīng)緯儀的測角精度是O. 5"。上述第一玻羅棱鏡以及第二玻羅棱鏡是全反射直角棱鏡或全反射梯形棱鏡，所述全反射直角棱鏡或全反射梯形棱鏡的面形精度的RMS值是λ /20，所述全反射直角棱鏡或全反射梯形棱鏡的反射率是99%。上述設置在基準立柱上的第一玻羅棱鏡以及第二玻羅棱鏡之間的垂直距離是3m 30mo·本發(fā)明的優(yōu)點是I、高精度。本發(fā)明采用了自準直經(jīng)緯儀，其測角精度可達到O. 5"。同時，本發(fā)明還采用了 2臺平面反射鏡系統(tǒng)和2臺玻羅棱鏡，平面反射鏡和玻羅棱鏡的面形精度均可達到λ /20 (RMS值)，反射率均可達到99%，以便提供高質(zhì)量的自準直出射光束和高質(zhì)量的自準直返回像，使得光學基準的標定從根本上實現(xiàn)了高精度。2、高穩(wěn)定性。本發(fā)明采用了基準立柱，該基準立柱為鋼筋混凝土結構，2臺玻羅棱鏡設置于基準立柱上。本發(fā)明也采用了 2臺平面反射鏡系統(tǒng)，該2臺平面反射鏡系統(tǒng)的水平軸和垂直軸均為半運動式精密軸系結構，兩軸均帶有鎖緊機構，軸系晃動量可達到I"。此外，本發(fā)明還采用了室內(nèi)標定，與彈上平臺棱鏡的實際使用情況類似，不受環(huán)境因素的影響，可實現(xiàn)光學基準標定過程中的高穩(wěn)定性。3、長距離準確定位。本發(fā)明采用的2臺玻羅棱鏡之間的垂直距離可達到3m 30m。本發(fā)明采用的2臺平面反射鏡系統(tǒng)的俯仰碼盤測角精度可達到2"，水平軸與垂直軸的垂直度可達到I"，水平軸與平面反射鏡法線的垂直度可達到I"，調(diào)平精度可達到10" /格，且兩軸均帶有微調(diào)機構，以保證在光學基準的標定過程中架設和調(diào)整的快速方便，可使得本發(fā)明能夠長距離準確定位。


圖I為本發(fā)明所提供的垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)的結構示意圖；其中I-自準直經(jīng)緯儀；2_第一平面反射鏡系統(tǒng)；3_第二平面反射系統(tǒng)；4_第一玻羅棱鏡；5_第二玻羅棱鏡；6_基準立柱。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)，該垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)包括自準直經(jīng)緯儀、第一平面反射鏡系統(tǒng)、第二平面反射鏡系統(tǒng)、第一玻羅棱鏡、第二玻羅棱鏡以及基準立柱；第一玻羅棱鏡以及第二玻羅棱鏡自上而下依次設置在基準立柱上；自準直經(jīng)緯儀、第二平面反射鏡系統(tǒng)以及第二玻羅棱鏡設置在同一光路上；第一平面反射系統(tǒng)以及第二平面反射系統(tǒng)自上而下依次設置，第一平面反射鏡設置在經(jīng)第二平面反射系統(tǒng)的反射光路上；第一平面反射鏡與第一玻羅棱鏡處于同一光路上。第一平面反射鏡系統(tǒng)以及第二平面反射鏡系統(tǒng)均包括雙軸U型運動支架以及平面反射鏡；雙軸U型運動支架包括運動支架水平軸以及與運動支架水平軸相垂直的運動支架垂直軸；平面反射鏡設置在運動支架的水平軸上。下面將結合附圖對本發(fā)明所提供的技術方案進行詳細說明。參見圖1，本發(fā)明所提供過的垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定的系統(tǒng)，該垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定的系統(tǒng)中用到的儀器設備包括自準直經(jīng)緯儀I、平面反射鏡系統(tǒng)2和3、玻羅棱鏡4和5以及基準立柱6。該垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)中的2臺平面反射鏡系統(tǒng)設置于自準直經(jīng)緯儀和2臺玻羅棱鏡之間，并與自準直經(jīng)緯儀和玻羅棱鏡處同一光路上。自準直經(jīng)緯儀I是用于一等精密工程測量的工業(yè)級經(jīng)緯儀，帶有自準直光源和自準直目鏡，以保證提供高質(zhì)量的自準直出射光束。此外，自準直經(jīng)緯儀I的測角精度可達到0.5"，以保證標定的高精度和準確性。平面反射鏡系統(tǒng)2和3的結構主體應該采用與經(jīng)緯儀類似的雙軸U型運動支架，
雙軸均應帶有鎖緊和微調(diào)機構，方便轉(zhuǎn)動和相應位置的鎖定。平面反射鏡設置于雙軸U型運動支架的水平軸上，面形精度可達到RMS值λ /20，反射率可達到99%，以保證自準直光束在長距離傳遞過程中盡可能少的光能量損失。平面反射鏡系統(tǒng)的兩軸軸系晃動量可達到I"，水平軸與垂直軸的垂直度可達到I"，水平軸與平面反射鏡法線的垂直度可達到I"，調(diào)平精度可達到10"每格，俯仰碼盤測角精度可達到2"，以保證自準直光束在長距離傳遞過程中的方向性。玻羅棱鏡4和5是全反射直角棱鏡或全反射梯形棱鏡，面形精度可達到RMS值入/20，反射率可達到99%，以保證自準直光束在長距離傳遞過程中盡可能少的光能量損失。基準立柱6應該采用鋼筋混凝土結構，玻羅棱鏡4和5設置于基準立柱上，以保證光學基準的長期穩(wěn)定性。按照圖I安置標定設備，工作原理為在距玻羅棱鏡5不遠等高處架設自準直經(jīng)緯儀1，自準直經(jīng)緯儀I的俯仰值放置在90°，并自準測量玻羅棱鏡5的方位值；在兩者間架設平面反射鏡系統(tǒng)3，其鏡面對準自準直經(jīng)緯儀I的物鏡，將其俯仰值放置在90°，調(diào)整平面反射鏡系統(tǒng)3的方位使自準直經(jīng)緯儀I對其完全自準。將平面反射鏡系統(tǒng)3的俯仰值轉(zhuǎn)至45°，在其正上方與玻羅棱鏡4等高處架設平面反射鏡系統(tǒng)2 ;將平面反射鏡系統(tǒng)2的俯仰值轉(zhuǎn)至225°，調(diào)整其方位使其鏡面法線與平面反射鏡系統(tǒng)3的鏡面法線處在同一鉛垂面內(nèi)；此時使用自準直經(jīng)緯儀I可自準測量玻羅棱鏡4的方位值，由自準直經(jīng)緯儀I測得兩次方位值的差值即為光學基準。本發(fā)明所提供的標定系統(tǒng)解決了室內(nèi)光學基準標定時受空間限制而無法斜瞄的問題，且不受環(huán)境因素的影響，也符合實際使用過程中的狀態(tài)，標定有效時間也可大為延長。
權利要求
1.一種垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)，其特征在于所述垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)包括自準直經(jīng)緯儀、第一平面反射鏡系統(tǒng)、第二平面反射鏡系統(tǒng)、第一玻羅棱鏡、第二玻羅棱鏡以及基準立柱；所述第一玻羅棱鏡以及第二玻羅棱鏡自上而下依次設置在基準立柱上；所述自準直經(jīng)緯儀、第二平面反射鏡系統(tǒng)以及第二玻羅棱鏡設置在同一光路上；所述第一平面反射系統(tǒng)以及第二平面反射系統(tǒng)自上而下依次設置，所述第一平面反射鏡設置在經(jīng)第二平面反射系統(tǒng)的反射光路上；所述第一平面反射鏡與第一玻羅棱鏡處于同一光路上。
2.根據(jù)權利要求I所述的垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)，其特征在于所述第一平面反射鏡系統(tǒng)以及第二平面反射鏡系統(tǒng)均包括雙軸U型運動支架以及平面反射鏡；所述雙軸U型運動支架包括運動支架水平軸以及與運動支架水平軸相垂直的運動支架垂直軸；所述平面反射鏡設置在運動支架的水平軸上。
3.根據(jù)權利要求2所述的垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)，其特征在于所述運動支架水平軸以及運動支架垂直軸均是半運動式精密軸系，所述運動支架水平軸以及運動支架垂直軸均帶有鎖緊和微調(diào)機構，所述運動支架水平軸以及運動支架垂直軸的軸系晃動量是I" O
4.根據(jù)權利要求3所述的垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)，其特征在于所述運動支架水平軸上設置有俯仰碼盤；所述俯仰碼盤的測角精度為2"。
5.根據(jù)權利要求4所述的垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)，其特征在于所述運動支架水平軸與運動支架垂直軸的垂直度為I";所述運動支架水平軸與平面反射鏡法線的垂直度為I"。
6.根據(jù)權利要求2-5任一權利要求所述的垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng),其特征在于所述雙軸U型運動支架上設置有水準器，所述水準器的調(diào)平精度是10"每格。
7.根據(jù)權利要求6所述的垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)，其特征在于所述平面反射鏡的面形精度的RMS值是λ /20 ;所述平面反射鏡的反射率為99%。
8.根據(jù)權利要求I所述的垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)，其特征在于所述自準直經(jīng)緯儀的測角精度是O. 5"。
9.根據(jù)權利要求8所述的垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)，其特征在于所述第一玻羅棱鏡以及第二玻羅棱鏡是全反射直角棱鏡或全反射梯形棱鏡，所述全反射直角棱鏡或全反射梯形棱鏡的面形精度的RMS值是λ /20，所述全反射直角棱鏡或全反射梯形棱鏡的反射率是99%。
10.根據(jù)權利要求9所述的垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)，其特征在于所述設置在基準立柱上的第一玻羅棱鏡以及第二玻羅棱鏡之間的垂直距離是3m 30m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)，該標定系統(tǒng)包括自準直經(jīng)緯儀、第一平面反射鏡系統(tǒng)、第二平面反射鏡系統(tǒng)、第一玻羅棱鏡、第二玻羅棱鏡以及基準立柱；第一玻羅棱鏡以及第二玻羅棱鏡自上而下依次設置在基準立柱上；自準直經(jīng)緯儀、第二平面反射鏡系統(tǒng)以及第二玻羅棱鏡設置在同一光路上；第一平面反射系統(tǒng)以及第二平面反射系統(tǒng)自上而下依次設置，第一平面反射鏡設置在經(jīng)第二平面反射系統(tǒng)的反射光路上；第一平面反射鏡與第一玻羅棱鏡處于同一光路上。本發(fā)明提供了一種高精度、高穩(wěn)定性以及長距離準確定位的垂直傳遞室內(nèi)光學基準標定系統(tǒng)。
文檔編號G01C25/00GK102927993SQ201210377919
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權日2012年10月8日
發(fā)明者潘亮, 趙建科, 張周鋒, 田留德, 高博, 段炯 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所