一种应用于飞机总装配的惯导水平测量方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于飞机总装配的惯导水平测量方法。包括如下步骤：１）将飞机调平，并使得激光跟踪仪的测量坐标系与飞机总装配站位的装配坐标系统一；２）利用激光跟踪仪测量２＃、１２＃测量点，由计算机自动构建飞机对称轴线；３）启动测量程序，采用手动或自动测量模式完成惯导校准模板上的靶标点测量；４）计算并图形显示惯导校准模板的水平偏差和航向偏差，如果达到要求则完成惯导水平测量，否则转步骤５）继续调整；５）根据计算机的提示，人工调整惯导校准模板，完成调整后，重复步骤３）～步骤４），直至水平偏差和航向偏差达到要求。本发明专利技术可有效提高测量精度，大幅提升测量效率；进一步提高了飞机总装的自动化、集成化水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及测量方法，尤其涉及。
技术介绍
在现代先进战机中，惯导系统已成为导航、飞控和火控系统最核心的信息源，直接 影响作战任务的完成与飞行安全。保证惯导部件的准确安装是保障其正常工作的前提和基 础。多年来我国的惯导水平测量方法依然沿袭着传统的光学测量手段，自动化程度低，测量 数据的可信度差，严重抑制了测量精度的提高和测量效率的提升。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对传统光学校靶技术的不足和提升飞机总装配自动化、集成化 水平的迫切需求，提供。应用于飞机总装配的惯导水平测量方法包括如下步骤1)将飞机调平，并使得激光跟踪仪的测量坐标系与飞机总装配站位的装配坐标系 统一；2)利用激光跟踪仪测量2#、12#测量点，在计算机内构建飞机对称轴线；3)启动测量程序，采用手动测量模式或自动测量模式完成惯导水平测量模板上的 靶标点测量；4)计算并图形显示惯导校准模板的水平偏差，即俯仰偏差和倾斜偏差，提示调整 方向，如果计算偏差在允许偏差范围之内则完成惯导校准模板水平向测量，转步骤6)开始 纵向调整，否则转步骤5)继续调整；5)根据计算机的提示，人工调整惯导校准模板，完成调整后，重复步骤3) 步骤 4)，直至水平偏差达到要求；6)启动测量程序，采用手动测量模式或自动测量模式完成惯导航向测量模板上的 靶标点测量；7)计算并图形显示惯导校准模板的航向偏差，提示调整方向。如果计算偏差在允 许偏差范围之内则完成惯导校准模板纵向测量，并且惯导水平测量结束，否则转步骤8)继 续调整；8)根据计算机的提示，人工调整惯导校准模板，完成调整后，重复步骤6) 步骤 7)，直至达到惯导水平测量要求。所述的惯导水平测量装置包括惯导水平测量模板、惯导航向测量模板、水平测量 模板上的4个靶标及靶标座、航向测量模板上的2个靶标及靶标座，惯导水平测量模板和惯 导航向测量模板组成了惯导校准模板。所述的利用激光跟踪仪测量2#、12#测量点，在计算机内构建飞机对称轴线步骤 包括1)利用激光跟踪仪测量2#、12#两个测量点P2#，P12fl P2# — (x2#, y2#，z2#)，P12# — (x12#，y12#，z12#)；2)将P2#，P12#投影至X0Z平面，获得投影点P2丄X0Z丄X0Z 3)则 P丄 XOZp 丄 X0Z即确定飞机对称轴线L ，表征飞机对称轴线L的方向,所述的计算并图形显示惯导校准模板的水平偏差和航向偏差步骤包括1)利用激光跟踪仪测量4个水平靶标点PM1，P^P^o，PM4和2个航向靶标点PM5，PM6 PM1 — (Xm，yM1 ？ ZM1)，PM2 — (%2' yM2' ZM2)，PM3 — (xM3，yM3，zM3)，PM4 一 (xM4，yM4，zM4)，PM5 — (xM5 yM5 zM5)，PM6 — (xM6 yM6 zM6)；2)根据 PM1 = (xM1, yM1, zM1)，PM3 = (xM3, yM3, zM3)，将其向 X0Y 平面投影，可计算惯 导校准模板的俯仰误差0pitch 3)根据 PM1 = (xM1, yM1, zM1)，PE = (xM2, yM2, zj，将其向 Y0Z 平面投影，可计算惯 导校准模板的倾斜误差0roll 4)根据 PM5 = (xM5 yM5，zM5)，PM6 = (xM6 yM6，zM6)，将其向 X0Z 平面投影，可计算惯 导校准模板的方位误差9vaw: if(eyaw> 0)右偏航 eelse 左偏航-eyaw。本专利技术的优点在于1)较之现有的传统光学测量方法，数字化测量系统可有效提 高测量精度，大幅提升测量效率；2)进一步提高了飞机总装的自动化、集成化水平。附图说明图1为依据本专利技术实施方式的惯导校准模板示意图；图2(a)为依据本专利技术实施方式的惯导水平测量模板俯视图；图2 (b)为依据本专利技术实施方式的惯导水平测量模板局部侧视图；图3(a)为依据本专利技术实施方式的惯导航向测量模板正视图3(b)为依据本专利技术实施方式的惯导航向测量模板俯视图；图4(a)为依据本专利技术实施方式的惯导水平测量布局侧视图；图4(b)为依据本专利技术实施方式的惯导水平测量布局正视图；图5为依据本专利技术实施方式的惯导水平测量计算示意图；图6为依据本专利技术实施方式的惯导水平测量软件系统流程图。图中惯导水平测量模板1、惯导航向测量模板2、水平测量模板上的4个靶标3、 靶标座4、航向测量模板上的2个靶标5、某型飞机6、惯导校准模板(装有靶标)7、激光跟 踪仪8、机身支撑9、确定飞机对称轴线的2#和12#测量点10、机翼支撑11。具体实施例方式本专利技术结合了先进的激光跟踪仪测量技术和惯导校准装置，利用数字化测量手段 实现某型飞机惯导水平测量的工艺过程。其实现过程主要包含两个步骤首先，合理选择反 映惯导校准模板(实际应用中，拆下惯导，以惯导校准模板替代惯导进行水平测量)位姿的 测量点，以高精度的激光跟踪测量技术获取其实际安装位姿；继而，计算实际安装位姿相对 理论目标位姿的偏差，同时将偏差结果在计算机上予以直观的图像化显示，并且，一旦当位 姿偏差超出给定阈值时，系统自动给出有效可行的惯导校准模板位姿调整方案。本专利技术有 机融合了机械设计、激光测量、数据处理、网络通信等诸多技术，较之现有的传统光学测量 方法，数字化测量系统可有效提高测量精度，大幅提升测量效率。 以下从惯导水平测量的装置及其工作原理，测量方法，测量精度分析，偏差计算方 法和软件模块的设计五个方面对惯导数字化测量系统予以介绍。某型飞机惯导水平测量的技术要求是惯导部件托架安装精度达到水平精度 (0° 士3')，航向精度(0° 士3')。1.惯导水平测量装置及其工作原理惯导水平测量装置如图1-图3所示，由惯导校准模板和6个用于激光跟踪测量的 磁性靶标安装座组成。其技术参数及性能指标如下1)惯导校准模板能够代替惯导安装到惯导安装座上，模板的两个工作平面能正确 反映惯导安装座的安装面的位置和方向，其偏差不超过0. 04度；2)惯导水平测量系统的精度能够满足飞机惯导水平测量的设计要求；3)水平测量装置安装简单，操作方便。工作原理通过测量惯导水平测量模板上的1#，3#靶标点，并将测量值向X0Y平面投影，可计 算惯导校准模板的俯仰误差；测量惯导水平测量模板上的1#，2#靶标点，并将测量值向Y0Z 平面投影，可计算惯导校准模板的倾斜误差；测量惯导航向测量模板上的5#，6#靶标点，并 将测量值向X0Z平面投影，可计算惯导校准模板的航向误差。2.测量布局与测量实施方法测量布局惯导水平测量布局如图4所示。激光跟踪仪8放在某型飞机6侧面，通过测量2#、 12#测量点10和惯导校准模板上的靶标点7实现对惯导水平测量，某型飞机6通过机身支 撑9和机翼支撑11支撑。6测量实施方法1)将飞机调平，即调整飞机的横向方向和纵向方向水平，做法是在飞机的左右 机翼对称布置两个测量点，两点的高度差在0. 5mm内即达到横向调平，沿飞机机身方向布 置两个测量点，两点的高度差在0. 5mm内即达到纵向调平，其次，使得激光跟踪仪的测量坐 标系与飞机总装配站位的装配坐标系统一，这里，激光跟踪仪的测量坐标系指激光跟踪仪 开启后，自动默认建立的空间坐标系，而飞机总装配站位的装配坐标系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于飞机总装配的惯导水平测量方法，其特征在于包括如下步骤：　　１）将飞机调平，并使得激光跟踪仪的测量坐标系与飞机总装配站位的装配坐标系统一；　　２）利用激光跟踪仪测量２＃、１２＃测量点，在计算机内构建飞机对称轴线；　　３）启动测量程序，采用手动测量模式或自动测量模式完成惯导水平测量模板上的靶标点测量；　　４）计算并图形显示惯导校准模板的水平偏差，即俯仰偏差和倾斜偏差，提示调整方向，如果计算偏差在允许偏差范围之内则完成惯导校准模板水平向测量，转步骤６）开始纵向调整，否则转步骤５）继续调整；　　５）根据计算机的提示，人工调整惯导校准模板，完成调整后，重复步骤３）～步骤４），直至水平偏差达到要求；　　６）启动测量程序，采用手动测量模式或自动测量模式完成惯导航向测量模板上的靶标点测量；　　７）计算并图形显示惯导校准模板的航向偏差，提示调整方向。如果计算偏差在允许偏差范围之内则完成惯导校准模板纵向测量，并且惯导水平测量结束，否则转步骤８）继续调整；　　８）根据计算机的提示，人工调整惯导校准模板，完成调整后，重复步骤６）～步骤７），直至达到惯导水平测量要求。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李江雄，边柯柯，柯映林，王青，俞慈君，曲巍崴，宋西民，孔翠萍，任英武，樊新田，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]