浅谈准直测量技术在工业测量系统中的应用

在精密工程测量中,大型设备精密制造和安装,对测量工作提出了更高的要求。通过对平面镜和立方镜准直技术的研究,运用MetroIn系统建立或者恢复高精度的坐标系,实现对高精度设备的制造和安装,该方法成为精密工程测量界重点研究的方向之一。     

不同尺寸航天器立方镜测量方法研究

主要介绍了利用激光跟踪仪测量立方镜镜面,拟合镜面法线方向来代替双经纬仪准直的方法 ;并通过实验验证了经纬仪测量系统与激光跟踪仪测量系统联合测量方法的可行性。通过大尺寸的立方镜进行的准直测量,可解决舱体内部测量不通视的问题。     

激光跟踪仪在CSNS高频腔预准直中的应用

在CSNS高频腔运往隧道安装前,需要在地面实验厅进行预准直,将两个半腔单元进行同轴对接组装成一个整腔。采用激光跟踪仪三维测量以及SA软件编制标准模板文件对高频腔进行了批量预准直;提出了采用对接法兰面水平螺栓孔直接定轴建立标定坐标系的方法,保证了法兰螺孔周向对齐,顺利完成了左右半腔单元的对接。该方法同样适用于其他腔体的对接准直。目前,已完成全部8个腔体的预准直,腔体圆柱拟合标准偏差优于0.35 mm,满足规范要求。     

空间合作目标交会对接光学测量研究

随着人类探索太空活动的深入,空间交会对接技术(RVD)发挥着越来越重要的作用。本文在介绍国外交会对接测量技术最新研究现状的基础上,研究了交会对接光学成像测量系统的原理和测量算法,并分析了光学成像测量系统设计中的几个关键技术,其测量有效性和测量精度直接关系到交会对接任务的成功与否,最后讨论了未来交会对接技术的发展方向。     

基于多标尺联合标定的经纬仪测量系统精度分析

随着工业技术的进步,在大尺寸空间测量等领域,出现了诸多精密仪器,并且测量手段和测量方法也层出不穷,可是经纬仪测量系统依然以其特有的优势,在特定的测量要求(立方镜准直)、特定的测量环境下(测量范围较大且有遮挡)依然在诸多领域被应用,因此如何能够在更好的保证测量的精度便显得尤为重要。本文将在传统经纬仪交会测量的基础上,通过对标尺的位置、姿态、特别是标尺的个数等因素的不同设置,看其对测量精度的影响。试验证明,进行多标尺联合标定的方法,可以在全方位测量空间内较好地控制了测量误差,改善测量误差的空间分布,提高了测量空间内的整体测量精度和测量结果的可靠性。     

机载PPP与动基线测量相对定位精度比较与分析

机载精密单点定位可测量单个载体的位置和速度,这一模式能够满足大多数应用的需求。但在某些特殊应用场合,比如:远洋编队航行、舰载飞机着舰、空中加油、飞船交会对接等,要求解决两个运动目标之间高精度的相对定位问题。文中通过采用PPP模式和动基线测量两种模式对两个运动目标的相对定位进行比较与分析。     

高精度工业测量模拟器交会动态测试技术研究

九自由度运动模拟器动态测试是交会对接中的一个关键技术,本文针对双相机高精度工业测量系统在模拟器动态测试应用中开展一定深度的研究,并通过交会对接视觉姿态检测软件进行了深入的实验和精度评定工作。实验证明,直线度误差为±0.37 mm,距离误差为±0.406 mm;点位精度优于1.200 mm,二者均具有测试速度快、测量精度高的优势,可以很好地满足交会对接动态测试技术中测量结果实时性的要求。     

星体坐标系下卫星变形测量技术研究

针对卫星装配过程中的星体变形测量问题,采用双经纬仪系统通过准直测量建立星体坐标系,利用数字工业摄影测量系统获取测量点坐标。通过公共点转换将加装载荷前后的测量点坐标均转换至星体坐标系,实现了星体坐标系下的卫星变形测量。     

CEI在飞船交会对接中的应用

实现运输飞船与目标飞行器的交会对接是我国航天领域要实现的目标.短基线相位干涉测量(CEI)是一种被动测角跟踪方法,具有基线短,布网灵活,实时性好等特点,比较适合飞船交会对接任务中的航天器实时和准实时的高精度定位与监控.分别采用单一绝对滤波器和相对滤波器对远、近程导引段进行实时的轨道监控.仿真结果表明:远程导引段的相对轨道位置精度可达十米级,速度精度可达厘米/秒级,满足精度指标.在近程导引段,当其初始轨道精度为50米时,相对轨道位置精度可达m级,速度精度可达cm/s级.目标航天器的初始轨道精度对相对轨道精度影响很大,需考虑采用绝对滤波器加相对滤波器方案解决这一问题.     

GPS用于空间交会对接的可行性研究

文章从GPS自身能力和交会对接对测量的要求出发,就GPS技术在空间交会对接中应用的可行性进行讨论,在此基础上提出几种GPS应用方案。     

航天器交会对接远程导引段的精密轨道确定

探讨了CEI技术在飞船交会对接远程导引段的高精度定位与监控的能力,采用了差分相位延迟和相位延迟率为观测量进行轨道解算,仿真结果表明可满足远程导引段的精度指标。     

无定向点优化布局的多边交会测量精度分析

多边交会系统利于提高激光跟踪仪坐标测量精度,但测量精度易受测站布局和系统参数标定精度的影响。引入球心拟合的无定向点系统参数标定法,避免传统系统参数标定精度受定向点分布的影响,根据无定向点系统参数标定模型推导出多边交会的最佳测站布局——直角正三棱锥,从而保证多边交会测量精度。仿真结果表明,在5 m范围内,球心拟合的无定向点系统参数标定中误差为0.006 4 mm,最佳测站布局下多边交会的点位中误差为0.005 mm。经标准尺长度测量验证和四面体标准器坐标测量验证,优化后多边交会的长度测量中误差为0.003 6 mm,坐标测量中误差为0.005 3 mm。在无定向点系统参数标定和直角三棱锥布局下,激光跟踪仪多边交会能够实现微米级三维坐标测量。     

局域GPS技术应用于工业测量

室内GPS(In-doorGPS)定位系统是参照空间角度前方交会测量原理制造出的非正交坐标系测量系统,由于和GPS定位的原理非常相似,也称为室内GPS(In-doorGPS)定位系统。介绍了系统的组成形式、测量原理、精度分析,并对工程化和应用做了一些简单的介绍。     

航天器精测数据可视化模型U-SAM设计及实现

经纬仪测量设备能够获取卫星及星上仪器设备安装的角度和位置等精测数据,而从测量数据本身不易直观分析出航天器壳体结构和星上设备安装的精度。为此设计了一种基于Unity的航天器精测数据可视化模型——U-SAM。本文在分析目前航天器精测数据可视化存在问题的基础上;重点阐述和论证结合立方镜准直测量原理设计U-SAM可视化模型的方法;并测试了基于U-SAM模型的可视化效果。结果表明,基于该模型对测量数据可视化能够形象、直观、快速地反映测量数据目前具有的或在随后的测量过程中可能出现的误差趋势,从而指导工作人员对设备总装、测量手段等进行不断地调整和优化。该模型能够高效地对测量数据进行诊断,检测测量数据的正确性和有效性为航空航天部门提供技术支持,减轻测量工作强度,提高工作效率。     

惯性测量单元基准面与载体平台的标定方法研究

针对惯性测量单元(IMU)基准面与载体平台之间的标定,在通过基准面法向量建立惯性测量单元基准面坐标系与载体平台坐标系的基础上,研究并分别比较利用单台全站仪角度交会及摄影测量技术的标定方法,以实现IMU与载体平台之间快速、方便以及高精度的标定。通过标定实验及误差分析表明,摄影测量标定精度高,时间短,稳定性好,更适合应用于IMU和载体平台安装后的标定工作。     

海洋激光雷达反演水体光学参数

研制了一套船载海洋激光雷达,用于探测海水光学参数垂直廓线。2017年8月,该系统在黄海海域进行了实验测量。在准单次散射模型中引入原位测量的光学参数,实现了理想激光雷达回波信号的模拟,并将该理想信号与系统响应函数卷积后精确复现了实验的激光雷达信号。采用Fernald后向迭代积分法(简称Fernald法),比较了不同水体悬浮物激光雷达比下反演的激光雷达衰减系数α与原位漫射衰减系数Kd的差别。基于停航时标定的水体悬浮物激光雷达比,采用Fernald法获得了走航时的激光雷达衰减系数。进一步地,提出一种基于米散射激光雷达数据和原位测量的后向散射数据的融合算法,模拟了高光谱分辨率激光雷达(HSRL)反演α的过程,并将其与Fernald法进行了比较。实验结果表明,自研的海洋激光雷达能够有效探测海水光学参数,基于合适的水体悬浮物激光雷达比的Fernald法可以有效应用于米散射激光雷达的反演,未来无需假设的HSRL在海水光学参数探测领域具有更大的优势。     

基于机载激光雷达点云数据提取林木参数方法研究

本文通过黑河流域遥感—地面观测同步试验,获取林木参数,对机载激光雷达与实地观测获取的林木参数进行对比分析,论证了本文提出的基于机载激光雷达点云数据提取林木参数的算法是可行的。试验通过机载激光雷达点云数据,研究由点云数据生成冠层高度模型(CHM),提出从CHM中提取单株木参数(树高、冠幅等)的关键算法;同时,通过在试验区布设1个100m×100m超级样地和16个25m×25m的子样地,利用DGPS和全站仪对单株木进行精确定位与树木参数测量。     

信息广场

中国2016年发射天宫二号2022年或建成空间站 近日．第27届太空探索者协会（ASE）年会开幕式在北京举行,中国首位航天员、中国载人航天工程办公室副主任杨利伟担任本届年会组委会主席。杨利伟在发布会上透露．中国空间站工程稳步推进．海南发射场已具备发射条件．2016年前后我国将发射”天宫二号”空间实验室．并发射“神舟十一号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船．与“天宫二号”交会对接。     

相机与激光跟踪仪相对位姿标定方法的研究

在空间目标的六自由度精密测量中,激光跟踪仪测量技术与视觉测量技术的联合应用越来越多,为解决相机坐标系与激光跟踪仪位姿模型的标定问题,研究一种利用罗德里格矩阵标定相机坐标系与激光跟踪仪坐标系相对位姿的方法。首先,分别用激光跟踪仪与相机测量出公共靶点坐标和拍摄含有靶点的照片,再用标志中心提取算法和单张相片空间后方交会算法解算出靶点在相机坐标系下坐标,最后利用罗德里格矩阵进行坐标系转换,即可标定出相对位姿。实验结果表明:标定模型X轴平均误差和均方根误差分别为0.005 7mm和0.006 2mm;Y轴平均误差和均方根误差分别为0.003 2mm和0.003 5mm;模型的标定精度和稳定可靠程度基本满足测量需要。     

利用MATLAB的全站仪通讯在桥梁工程中的应用

结合宁波市杭州湾新区跨十塘横江桥工程实例,介绍了计算机连接SOKKIA全站仪,利用MATLAB语言具体实现了二者的通讯,设计了钢结构桥梁塔柱的安装测量程序。运用三维空间直角坐标系转换原理,通过自定义坐标系与桥梁工程坐标系的空间位置关系,利用制作的测量工件得到的棱镜中心点坐标测量值与其在自定义坐标系下的坐标值的对应关系,计算了自定义坐标系与工程坐标系的13个转换参数,由转换参数计算钢结构节段上口角点坐标值,以指导钢结构节段的安装。