一種激光跟蹤儀跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸平移誤差檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種激光跟蹤儀跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸平移誤差檢測方法，通過建立跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸平移誤差檢測方法的數(shù)學(xué)模型，利用激光跟蹤儀干涉測量裝置和跟蹤靶球在特定空間位置測量得到幾組觀測量，進而計算出跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸的平移誤差。
【專利說明】 一種激光跟蹤儀跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸平移誤差檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光跟蹤儀跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸平移誤差檢測的方法，該方法主要用于激光跟蹤儀安裝調(diào)試與誤差修正。
【背景技術(shù)】
[0002]激光跟蹤儀的跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡固定在跟蹤儀橫軸上，可繞橫軸進行轉(zhuǎn)動。理想情況下橫軸應(yīng)與跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡所在平面共面。但在實際制造安裝、搬用和使用等過程中，兩者之間的嚴(yán)格幾何位置關(guān)系難以保證，因此需要對上述部件的準(zhǔn)確幾何位置關(guān)系進行檢測，以有利于后期誤差修正。目前尚缺乏對跟蹤儀跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸方位進行檢測的方法。針對上述情況，本發(fā)明建立一種跟蹤儀跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸平移誤差的檢測方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在建立一種跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸平移誤差檢測方法的數(shù)學(xué)模型，利用激光跟蹤儀干涉測量裝置和跟蹤靶球在特定空間位置測量得到幾組觀測量，進而計算出跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸的平移誤差。在其過程中建立跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸平移誤差檢測方法的數(shù)學(xué)模型，成為亟待解決的問題。
[0004]與以往專利技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明可同時檢測得到跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸平移誤差和干涉起始距離，具有精度高、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、無額外成本等特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]為了更清楚、準(zhǔn)確地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例或者現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做簡單地介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0006]圖1A-圖1B為跟蹤儀反射轉(zhuǎn)鏡和橫軸幾何位置關(guān)系示意圖。
[0007]圖1A為正面圖；圖1B為側(cè)面圖。
[0008]其中，1:激光跟蹤儀；2:跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡；3:橫軸；4:鳥巢(干涉距離起始點)。
[0009]圖2為轉(zhuǎn)鏡橫軸標(biāo)定方法數(shù)學(xué)模型示意圖
[0010]其中，1:跟蹤儀位置I ;2:跟蹤儀位置2 ；3:祀球位置I ;4:祀球位置2 ；5,6:鳥巢(干涉距離起始點)。
[0011]圖3轉(zhuǎn)鏡橫軸標(biāo)定方法數(shù)學(xué)模型示意圖
[0012]其中，1:靶球位置I ;2:靶球位置2 ；3:鳥巢(干涉距離起始點)；4:坐標(biāo)系中心O ;5:當(dāng)靶球位于鳥巢時(即光線射入鳥巢時)的轉(zhuǎn)鏡位置；6:當(dāng)靶球位于位置I時的轉(zhuǎn)鏡位置；7:當(dāng)靶球位于位置2時的轉(zhuǎn)鏡位置；A1:當(dāng)靶球位于鳥巢時光線與轉(zhuǎn)鏡交點位置；C1:當(dāng)靶球位于位置I時光線與轉(zhuǎn)鏡交點位置；C2:當(dāng)靶球位于位置2時光線與轉(zhuǎn)鏡交點位置；Dl:當(dāng)靶球位于位置I時光程與鳥巢位置光程等長處；D2:當(dāng)靶球位于位置2時光程與鳥巢位置光程等長處。
【具體實施方式】
[0013]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案件進行準(zhǔn)確、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，并不是全部的實施例?；诖耍绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0014]本發(fā)明涉及的激光跟蹤儀反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸平移誤差檢測方法是利用跟蹤儀本身的干涉測距裝置(IFM)來進行檢測。
[0015]激光跟蹤測量系統(tǒng)用IFM測距時，測得的是相對距離，因此最終的測量結(jié)果要加上初始距離。如圖1所示，當(dāng)橫軸和跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡無平移時，初始距離指激光從坐標(biāo)系中心到靶球位于鳥巢時的激光距離M(如圖1所示)。當(dāng)存在平移時，初始距離為激光從坐標(biāo)系中心到靶球位于鳥巢時的位置。
[0016]圖2為標(biāo)定步驟示意圖。跟蹤儀先后移動兩個位置，在位置I測得距離目標(biāo)I和目標(biāo)2的距離分別為L1和L2 (相對于基準(zhǔn)距離移動的長度)，在位置2處測得目標(biāo)I和目標(biāo)2間的距離為L。在標(biāo)定時位置I和位置2高度盡量一致且盡量處于與豎軸鉛垂的平面上。設(shè)轉(zhuǎn)鏡與橫軸距離為山激光跟蹤儀原點到鳥巢處的光程為M，坐標(biāo)系原點到鳥巢的直線距離為h，如圖3所示。
[0017]當(dāng)靶球位于鳥巢位置3時，光程為:0A+AB = M
[0018]此時的M即為跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸存在平移時的初始距離。
[0019]其數(shù)學(xué)表達式為:
[0020]d/cos (Vq/2+45。) +h.cos (V`0+ Z B) /CosV0 = M
[0021]當(dāng)靶球分別位于位置I和位置2時，設(shè)C1, C2分別為激光與反射平面鏡交點，則有:
[0022]OCJC1D1 = M
[0023]0C2+C2D2 = M
[0024]在測量過程中有:
[0025]C1DjC2D2 = L-L1-L2 = H
[0026]在Λ ABC 中，
[0027]由C1D^C2D2 = H 可以得到:
[0028]21-(1/008^/2+45° )-d/cos (V2/2+45° ) = H
[0029]解上述方程式可以得到:
[0030]Ic1Ii2 = k2d2+k3d+k4(I)
[0031]其中:
[0032]Ic1 = 4cos2 (V0/2+45。)
[0033]k2 = 4cos2V0+ λ J
[0034]k3 = 2 λ j λ 2
[0035]k4 = λ 22
[0036]λ ! = [1/008^/2+45° )+1/cos (V2/2+45° )].cos(V0/2+45° )+2(sinV0_l)
[0037]λ 2 = H.cos (V0/2+45。)[0038]將測量過程重復(fù)一次，得到同樣的方程式，但各系數(shù)較前方程式有一定變化，設(shè)第二次測量后的系數(shù)分別為k/，k2' ,k3/，k/。則兩方程聯(lián)立得到:
[0040]得到轉(zhuǎn)鏡與橫軸平移誤差量值。由d帶入(I)式也可得到跟蹤儀基準(zhǔn)距離值。
[0041]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明，對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專利技術(shù)人員來說將是顯而易見的。本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或者范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合本文所公開的原理和新穎性特點相一致的最寬的范圍。`
【權(quán)利要求】
1.一種激光跟蹤儀跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸平移誤差檢測方法，包括， 激光跟蹤儀反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸平移誤差檢測方法是利用跟蹤儀本身的干涉測距裝置(IFM)來進行檢測； 激光跟蹤測量系統(tǒng)用IFM測距時，測得的是相對距離，因此最終的測量結(jié)果要加上初始距離。當(dāng)橫軸和跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡無平移時，初始距離指激光從坐標(biāo)系中心到靶球位于鳥巢時的激光距離M ; 跟蹤儀先后移動兩個位置，在位置I測得距離目標(biāo)I和目標(biāo)2的距離分別為L1和L2 (相對于基準(zhǔn)距離移動的長度)，在位置2處測得目標(biāo)I和目標(biāo)2間的距離為L。在標(biāo)定時位置I和位置2高度盡量一致且盡量處于與豎軸鉛垂的平面上。設(shè)轉(zhuǎn)鏡與橫軸距離為d，激光跟蹤儀原點到鳥巢處的光程為M，此時的M即為跟蹤反射轉(zhuǎn)鏡與橫軸存在平移時的初始距離。
【文檔編號】G01B11/02GK103884287SQ201410086898
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】周維虎, 張滋黎, 勞達寶, 袁江, 紀(jì)榮祎, 董登峰, 劉鑫, 朱涵, 李萬紅 申請人:中國科學(xué)院光電研究院