一種轉臺傾角測量系統(tǒng)及其測量方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于平臺調平技術領域，具體設及一種轉臺傾角測量系統(tǒng)及其測量方法。
【背景技術】
[0002] 雷達天線支撐臂的安裝與轉臺的水平度有直接的關系，水平度不夠精確，轉臺轉 動時，雷達天線會隨著轉臺水平面上下跳動而跳動，雷達所測得目標的坐標就不是真實位 置。為了得到雷達探測目標的真實位置，需要對雷達轉臺的進行精確的水平調整，使雷達轉 臺水平度滿足要求?，F(xiàn)階段是把雙軸水平傾角傳感器安裝在雷達車的平臺上，水平傳感器 把測量的雷達車平臺的傾角數(shù)據(jù)傳送給平臺控制調平機構，平臺控制調平機構對雷達車平 臺進行調平。在使用水平傾角傳感器對雷達車平臺傾角測量前，需要對水平傾角傳感器進 行校零?，F(xiàn)階段采用人工校零，把單軸傾角傳感器放置在雷達轉臺上，由于雷達轉臺表面并 不平整，還需要借助于工裝。采用運種校零方式時間長、精度低，對調試人員還有一定的危 險性。雷達車長時間使用后，由于狀態(tài)的變化，還需要重復對雙軸水平傳感器進行校零。鑒 于W上缺點，現(xiàn)亟需要研究自動化程度高的轉臺傾角測量系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種自動化程度高的轉臺傾角測量系統(tǒng)及其測量方法。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了 W下技術方案：
[0005] -種轉臺傾角測量系統(tǒng)，所述轉臺設置在車體平臺上，所述轉臺上設有傾角測量 儀和數(shù)據(jù)采集板，所述傾角測量儀沿轉臺徑向設置，所述數(shù)據(jù)采集板包括一個DSP部件，數(shù) 據(jù)采集板有Ξ個通信接口，其中一個通信接口與傾角測量儀通信獲取轉臺傾角測量數(shù)據(jù)， 另一通信接口與轉臺電機編碼器通信獲取轉臺方位信息，最后一個通信接口與平臺控制調 平機構通信;數(shù)據(jù)采集板通過采集到的數(shù)據(jù)，計算出轉臺傾角并傳送給平臺控制調平機構， 由平臺控制調平機構對轉臺進行調平；
[0006] 優(yōu)選的，所述車體平臺設有四條撐腿，且四條支腿呈矩形分布，所述轉臺位于四條 支腿之間連線形成的矩形區(qū)域的中屯、。
[0007] -種利用上述系統(tǒng)測量轉臺傾角的測量方法，包括如下步驟：
[0008] S1:將轉臺鎖死在平臺上，此時作為轉臺的初始位置；
[0009] S2:在轉臺上畫出兩條相互垂直的a線和b線，a線和b線過旋轉軸中屯、點，a線和b線 分別和撐腿形成的四條線正交，其中，傾角測量系統(tǒng)放置在a線和b線邊緣處的四個位置中；
[0010] S3:轉臺待調平面與轉臺的旋轉軸00'的交點為全局坐標系的0點，坐標系的X軸和 Y軸位于同一水平面內(nèi)，Z軸鉛鍵向上；
[0011] S4:將在轉臺a線上安裝的轉臺傾角測量系統(tǒng)平移到0C上安轉，平移并不影響校正 傳感器傾角測量結果，則叫即為傾角測量儀測量到的傾角，0C的單位方向向量為k〇sa〇,〇, sina〇]T;設旋轉軸單位方向向量[a，b，c]T，旋轉平臺繞00'軸旋轉角度為Θ，則繞00'軸旋轉 矩陣為：
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[0016] 設旋轉后傾角為α，則
[0017] (ac( 1-COS目）-bsin目）cosa〇+(c2+( l-c2)cos目）sina〇 = sina。由于[a , b , c]T為 單位向量，且00 '軸與Z軸基本一致，所WZ〉0，
方程變成
式中，待求解 變量有a，b和α〇
[001引S5:轉動旋轉平臺，在此過程中記錄旋轉角Θ和傾角α，由于變量數(shù)為3個，因此至少 需要Ξ個旋轉位置及其傾角才能確定參數(shù);為了保證精度，分布應盡量均勻；
[0019]最后求出轉臺傾角測量值為：
[0022] 本發(fā)明的技術效果在于:該系統(tǒng)具有精度高和自動化的特點，為轉臺調平提供一 套全新的解決方案。
【附圖說明】
[0023] 圖1為轉臺傾角測量系統(tǒng)原理框圖；
[0024] 圖2為轉臺傾角測量系統(tǒng)在轉臺的安裝示意圖；
[00巧]圖3為全局坐柄；系不意圖；
[0026] 附圖序號說明：1、撐腿;5、車體平臺；6、轉臺；7、轉臺傾角測量儀。
【具體實施方式】
[0027] 為使本發(fā)明的目的、技術方案更加清楚明白，W下結合【具體實施方式】，并參照附 圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0028] 如圖1轉臺傾角測量系統(tǒng)組成示意圖所示，所述本系統(tǒng)由傾角測量儀7和數(shù)據(jù)采集 板組成，兩者均安裝在轉臺6表面。數(shù)據(jù)采集板W-個DSP為核屯、部件，有Ξ個通信接口，與 傾角測量儀7通信獲取轉臺傾角測量數(shù)據(jù)，與轉臺電機編碼器通信獲取轉臺方位信息，與平 臺控制調平機構通信。轉臺需要旋轉360度。數(shù)據(jù)采集板通過采集到的數(shù)據(jù)計算出的結果傳 送給平臺控制調平機構。
[0029] 如圖2轉臺傾角測量系統(tǒng)在轉臺的安裝示意圖所示，所述轉臺6鎖死在平臺上，此 時作為轉臺6的初始位置。在轉臺6上畫出了兩條相互垂直的兩條線(a線和b線），a線和b線 過旋轉軸中屯、點，a線和b線分別和車體平臺5的四條撐腿1形成的四條線相正交。其中，傾角 測量儀7放置在a線和b線邊緣處的四個位置。如圖2所示傾角測量儀7放置在a線的邊緣處。
[0030] 轉臺待調平面與旋轉軸00'的交點為全局坐標系的0點，坐標系的X軸和Y軸與轉臺 上的a線和b線方向一致(不一定重合），Z軸鉛鍵向上，其中Z軸和00'不一定重合。
[0031] 如圖3全局坐標系示意圖所示，為了簡化計算，將在轉臺a線上安裝的轉臺傾角測 量儀7平移到0C上安轉，平移并不影響校正傳感器傾角測量結果，則α〇即為傾角測量儀測量 到的傾角，0C的單位方向向量為[cosa0,0，sina0]T。
[0032] 設旋轉軸單位方向向量[a，b，c]T，旋轉平臺繞00'軸旋轉角度為Θ，則繞00'軸旋轉 矩陣為
則0C旋轉后的 單位方向向量為
設旋轉后傾 角為日，則(ac(l-cos目）-bsin 目）C〇sa〇+(；c2牛（i-c2)c〇s目）sina〇 = sina。由于[a,b,c]T為單位 向量，且0 0 '軸與Z軸基本一致，所W Z〉0，
方程變成
專中，待求解 變量有a，b和口〇。
[0033] 轉動旋轉平臺，在此過程中記錄旋轉角Θ和傾角α，由于變量數(shù)為3個，因此至少需 要Ξ個旋轉位置及其傾角才能確定參數(shù)。為了保證精度，0分布應盡量均勻。
[0034] 最后求出轉臺傾角測量值為：
【主權項】
1. 一種轉臺傾角測量系統(tǒng)，其特征在于:所述轉臺設置在車體平臺上，所述轉臺上設有 傾角測量儀和數(shù)據(jù)采集板，所述傾角測量儀沿轉臺徑向設置，所述數(shù)據(jù)采集板包括一個DSP 部件，數(shù)據(jù)采集板有三個通信接口，其中一個通信接口與傾角測量儀通信獲取轉臺傾角測 量數(shù)據(jù)，另一通信接口與轉臺電機編碼器通信獲取轉臺方位信息，最后一個通信接口與平 臺控制調平機構通信;數(shù)據(jù)采集板通過采集到的數(shù)據(jù)，計算出轉臺傾角并傳送給平臺控制 調平機構，由平臺控制調平機構對轉臺進行調平。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種轉臺傾角測量系統(tǒng)，其特征在于:所述車體平臺設有四條 撐腿，且四條支腿呈矩形分布，所述轉臺位于四條支腿之間連線形成的矩形區(qū)域的中心。3. -種利用權利要求1或2所述系統(tǒng)測量轉臺傾角的測量方法，其特征在于包括如下步 驟： S1:將轉臺鎖死在平臺上，此時作為轉臺的初始位置； S2:在轉臺上畫出兩條相互垂直的a線和b線，a線和b線過旋轉軸中心點，a線和b線分別 和撐腿形成的四條線正交，其中，傾角測量系統(tǒng)放置在a線和b線邊緣處的四個位置中； S3:轉臺待調平面與轉臺的旋轉軸00'的交點為全局坐標系的0點，坐標系的X軸和Y軸 位于同一水平面內(nèi)，Z軸鉛垂向上； S4:將在轉臺a線上安裝的轉臺傾角測量系統(tǒng)平移到0C上安轉，平移并不影響校正傳感 器傾角測量結果，則即為傾角測量儀測量到的傾角，0C的單位方向向量為[C〇sa〇,0，Sin a 〇]M5旋轉軸單位方向向量[a，b，c]T，旋轉平臺繞00'軸旋轉角度為Θ，則繞〇〇'軸旋轉矩陣 為：則0C旋轉后的單位方向向量為： 1-」 ， 設旋轉后傾角為α，則 (ac(l-cos0)-bsin0)cosa〇+(c2 + (l-c2)cos0)sina〇 = sina；Ei3^-[a,b,c]T^ 單位向量，且0 0 '軸與Z軸基本一致，所以Z > 0?2:方程變成式中，待求解變 量有a，b和α0; S5:轉動旋轉平臺，在此過程中記錄旋轉角Θ和傾角α，由于變量數(shù)為3個，因此至少需要 三個旋轉位置及其傾角才能確定參數(shù);為了保證精度， 分布應盡量均勻； 最后求出轉臺傾角測量值為：
【專利摘要】本發(fā)明屬于平臺調平技術領域，具體涉及一種轉臺傾角測量系統(tǒng)及其測量方法，所述轉臺設置在車體平臺上，所述轉臺上設有傾角測量儀和數(shù)據(jù)采集板，所述傾角測量儀沿轉臺徑向設置，所述數(shù)據(jù)采集板包括一個DSP部件，數(shù)據(jù)采集板有三個通信接口，其中一個通信接口與傾角測量儀通信獲取轉臺傾角測量數(shù)據(jù)，另一通信接口與轉臺電機編碼器通信獲取轉臺方位信息，最后一個通信接口與平臺控制調平機構通信；數(shù)據(jù)采集板通過采集到的數(shù)據(jù)，計算出轉臺傾角并傳送給平臺控制調平機構，由平臺控制調平機構對轉臺進行調平。該系統(tǒng)具有精度高和自動化的特點，為轉臺調平提供一套全新的解決方案。
【IPC分類】G01C9/00
【公開號】CN105627989
【申請?zhí)枴緾N201610206447
【發(fā)明人】馮冰硯, 李勁松, 李琦, 沈曉飛
【申請人】中國電子科技集團公司第三十八研究所
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年4月1日