光测设备实时倾斜补偿方法技术

本发明专利技术提供一种光测设备实时倾斜补偿方法，光测设备内部安装有倾角传感器，包括以下步骤：S1、对倾角传感器进行校正；S2、根据倾角传感器检测的数据解算倾角传感器的垂直轴倾斜量；S3、对垂直轴倾斜量的误差进行修正。实时准确获得光测设备的轴系误差，通过实时误差补偿，解决了垂直轴倾斜动态扰动问题，从而实现移动式车载光测设备高精度不落地测量，提高了光测设备的测角精度。光测设备的测角精度。光测设备的测角精度。

【技术实现步骤摘要】
光测设备实时倾斜补偿方法


[0001]本专利技术涉及光电测控
，特别涉及光测设备实时倾斜补偿 方法。

技术介绍

[0002]目前用于测量的光测系统大部分是固定站式(还有部分能够调平 后使用的车载式)，随着测控技术水平的不断提升，机动式车载光测 系统开始广泛应用于现代靶场测量。在活动站工作时，车载平台随机 停在多种路面上，可以满足任意地点、任意时间实时进行测量和跟踪， 机动性强，可提高设备的快速展开能力，具有较大优越性。车载光测 系统工作时载车底盘作为测量基座，车体变形，经纬仪的工作速度、 加速度扰动，甚至地面下陷等均会造成垂直轴的一定倾斜误差。
[0003]车载光测系统等设备测量系统的轴系误差(包括垂直轴误差、水平 轴误差和照准轴误差)的测量准确性、修正算法的准确性直接关系到 测量设备的测角精度，因此要提高测量设备的测角精度，必须首先准 确测量出各轴系误差，然后采用准确的误差修正算法。目前的误差修 正算法多数没有采取实时动态数据，个别采用动态数据也只是依据调 平支腿的调节参数，在作战环境复杂，外部干扰因素较多的时候，无 法满足高精度测量的要求。

技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术的目的是提出一种光测设备实时倾斜补偿 方法，在车载光测系统机动工作时，实时准确获得光测设备的轴系误 差，通过实时误差补偿，解决了垂直轴倾斜动态扰动问题，从而实现 移动式车载光测设备高精度不落地测量，提高了光测设备的测角精 度。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下具体技术方案：<br/>[0006]本专利技术提供的一种光测设备实时倾斜补偿方法，光测设备内部安 装有倾角传感器，包括以下步骤：
[0007]S1、对倾角传感器进行校正；
[0008]S2、根据倾角传感器检测的数据解算倾角传感器的垂直轴倾斜 量；
[0009]S3、对垂直轴倾斜量的误差进行修正。
[0010]优选地，步骤S1包括以下子步骤：
[0011]S1.1、调整光测设备的角度和位置，对倾角传感器进行初始化， 使倾角传感器X轴和Y轴输出值为零；
[0012]S1.2、将实验平台与X轴平行的一端b端抬起，沿Y轴正向倾斜 20
′
，Y轴输出为零；将实验平台与Y轴平行的一端抬起，沿X轴正 向倾斜30
′
，初始化倾角传感器，X轴输出为零。
[0013]优选地，垂直轴倾斜量的解算过程为：
[0014]假设OZ上一点M(0,1,0)，经过两次旋转矩阵运算的坐标为：
[0015][0016]其中，α为OX轴方向上的倾斜量，β为OY轴方向上的倾斜量；
[0017]则垂直轴倾斜量为旋转后的Z'轴与原Z轴的夹角，可以计算得到：
[0018][0019][0020][0021]其中，I为垂直轴倾斜量。
[0022]优选地，垂直轴倾斜量的修正公式为：
[0023][0024]其中，I1为误差的水平轴倾斜误差，I2为误差的高低角测角误差；A
H
为垂直轴倾斜方向的方位角，A
M
为目标方向的方位角，E
M
为目标 方向的高低角。ΔA1为垂直轴的方位修正量，ΔE1为垂直轴的俯仰修 正量。
[0025]与现有的技术相比，本专利技术在车载光测系统机动工作时，实时准 确获得光测设备的轴系误差，通过实时误差补偿，解决了垂直轴倾斜 动态扰动问题，从而实现移动式车载光测设备高精度不落地测量，提 高了光测设备的测角精度。
附图说明
[0026]图1是根据本专利技术实施例提供的光测设备结构示意图。
[0027]图2是根据本专利技术实施例提供的光测设备实时倾斜补偿方法的流 程图。
[0028]图3是根据本专利技术实施例提供的光测设备实时倾斜补偿方法的倾 角传感器的标定图。
[0029]图4是根据本专利技术实施例提供的光测设备实时倾斜补偿方法的倾 角传感器的误差测量示意图。
[0030]图5是根据本专利技术实施例提供的光测设备实时倾斜补偿方法的垂 直轴倾斜误差与被测角的关系示意图。
[0031]其中的附图标记包括：倾角传感器1、坐标轴1
‑
1和垂直轴1
‑
2。
具体实施方式
[0032]在下文中，将参考附图描述本专利技术的实施例。在下面的描述中， 相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下， 它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
[0033]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 附图及具体实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处 所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，而不构成对本专利技术的限制。
[0034]图1示出了根据本专利技术实施例提供的车载光测系统的光测设备结 构。
[0035]如图1所示，本专利技术实施例提供的光测设备内部安装有倾角传感 器1，倾角传感器1安装在光测设备内部的上方，倾角传感器1位于 光测设备的垂直轴1
‑
2上，通过螺钉进行固定，倾角传感器与控制处 理系统通过数据线进行连接，在装调标校后即可使用。
[0036]倾角传感器1的坐标轴1
‑
1包括X轴和Y轴。
[0037]图2示出了根据本专利技术实施例提供的车载光测系统的流程。
[0038]如图2所示，本专利技术涉及一种实时倾斜补偿方法。实现倾斜补偿 修正包括以下步骤：
[0039]S1、对倾角传感器进行校正。
[0040]步骤S1包括以下子步骤：
[0041]对倾角传感器做初始化调试和输出值测试，倾角传感器的X轴、 Y轴在方位角0
°
～360
°
范围内任一位置的输出值应为零或接近于 零。
[0042]图3示出了根据本专利技术实施例提供的车载光测系统的倾角传感器 的标定过程。
[0043]如图3所示，倾角传感器X轴输出角度为X轴指向水平绕Y轴的 转动角，倾角传感器Y轴输出角度为Y轴指向水平绕X轴的转动角。
[0044]S1.1人工调整光测设备的角度及位置，对倾角传感器进行初始 化，使倾角传感器X轴和Y轴输出值为零(或接近于零)；
[0045]S1.2将实验平台的b端抬起，沿Y轴正向倾斜20
′
，Y轴输出保 持为零(或接近于零)；将实验平台的a端抬起，沿X轴正向倾斜 30
′
，初始化倾角传感器，X轴输出保持为零(或接近于零)。
[0046]S2、解算倾角传感器的垂直轴倾斜量。
[0047]图4示出了根据本专利技术实施例提供的车载光测系统的倾角传感器 的误差测量过程。
[0048]如图4所示，在OX轴方向上存在着倾斜量α，相当于绕X轴旋 转角度α；在OY轴方向上存在着倾斜量β，相当于绕Y轴旋转角度β；
[0049]假设OZ上一点M(0,1,0)，经过两次旋转矩阵运算的坐标为：
[0050][0051本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光测设备实时倾斜补偿方法，所述光测设备内部安装有倾角传感器，其特征在于，包括以下步骤：S1、对所述倾角传感器进行校正；S2、根据所述倾角传感器检测的数据解算所述倾角传感器的垂直轴倾斜量；S3、对所述垂直轴倾斜量的误差进行修正。2.根据权利要求1所述的光测设备实时倾斜补偿方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下子步骤：S1.1、调整所述光测设备的角度和位置，对所述倾角传感器进行初始化，使倾角传感器X轴和Y轴输出值为零；S1.2、将实验平台与X轴平行的一端b端抬起，沿Y轴正向倾斜20
′
，Y轴输出为零；将实验平台与Y轴平行的一端抬起，沿X轴正向倾斜30
′
，初始化倾角传感器，X轴输出为零。3.根据权利要求2所述的光测设备实时倾斜补偿方法，其特征在于，所述垂直轴倾斜量的解...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成龙，陈小林，陈涛，余毅，周培毅，王文灿，张晓宁，王博，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：