一种基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法技术

本发明专利技术公开了一种基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法，该基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法包括以下步骤：通过控制台、潜艇运动模拟器和精度评估系统搭建验证系统；试验系统正确组装，运行试验系统并进行数据采集，然后依次完成主惯导初始对准和传递对准，最后使用激光跟踪仪完成传递对准精度的评估；将主惯导系统和子惯导系统安装在高精度三轴转台的机械底板上，建立一个参考基准；使用基于激光跟踪仪的精度评估系统完成传递对准精度的评估。本发明专利技术采用激光跟踪仪，提高了采集数据的速度、精度，提高了工作效率。此外，本发明专利技术的方法具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便的显著优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法
本专利技术属于激光跟踪仪传递对准
，尤其涉及一种基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法。
技术介绍
随着现代战争的发展，潜射导弹已成为日益重要的中等规模打击力量，快速而准确地在潜艇上对其平台惯导系统进行传递对准，成为潜射导弹的一项关键技术。传递对准方案的验证需要潜艇在水下进行实际的传递对准精度试验，从而耗费大量的试验经费。为了节约成本、缩短研制周期，搭建一套完整的实验室传递对准试验系统，在下水之前开展相关的传递对准考核试验工作非常必要。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法，旨在解决现有的传递对准方案验证存在的测试成本高，周期长的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法，该基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法包括以下步骤：步骤一，通过控制台、潜艇运动模拟器和精度评估系统搭建验证系统；步骤二，试验系统正确组装，运行试验系统并进行数据采集，然后依次完成主惯导初始对准和传递对准，最后使用激光跟踪仪完成传递对准精度的评估；步骤三，将主惯导系统和子惯导系统安装在高精度三轴转台的机械底板上，建立一个参考基准；步骤四，使用基于激光跟踪仪的精度评估系统完成传递对准精度的评估，将T-mac安装板固定在平台框架上，将T-mac固定在安装板上，启动激光跟踪仪，利用电子水平仪和北向基准，使激光跟踪仪建立地理坐标系；进行传递对准试验；对准结束后，利用框架角输出平台航向角、横摇角和纵摇角为：ψ1、γ1、θ1，之后利用激光跟踪仪跟踪T-mac输出平台航向角、横摇角和纵摇角为ψ2、γ2、θ2。进一步，在步骤一中，验证系统包括：控制台、潜艇运动模拟器、精度评估系统；控制台，由潜艇运动数据库和传递对准误差模型数据库作为支撑，负责控制整个潜艇运动模拟器的运行轨迹；潜艇运动模拟器，与控制台连接，用于模拟潜艇的空间运动，可以是高精度三轴转台，模拟潜艇的三自由度角运动；也可以是六自由度转台，同时模拟三轴角运动和三轴线运动；精度评估系统，与潜艇运动模拟器连接，用于通过对子惯导进行光学瞄准，完成精度评定。进一步，在步骤二中，传递对准的具体步骤为：第一步，将主惯导系统和子惯导系统并列安装在摇摆台上；第二步，将主惯导系统和子惯导系统与数据采集及处理计算机相连接，连接好系统之后，检查系统连接是否正确可靠；第三步，启动控制台和数据采集计算机，将主、子惯导系统开机，将主惯导系统开机预热，主惯导系统完成初始对准，并进入导航状态；第四步，控制摇摆台，使其按照控制台设置的运行模式，模拟潜艇角运动，进行传递对准试验，主、子惯导系统将完成传递对准过程；第五步，使用激光跟踪仪对传递对准进行精度评估；第六步，为了使精度更加准确，建议测量5次～7次，利用测量值的均值来衡量，可用下式求取：式中ΔHi为第i次测量值，μh为n次测量量的均值。进一步，在步骤四中，载体坐标系相对于地理坐标系的转换关系可以用来表示载体的姿态和航向信息，由地理坐标系到载体坐标系的转动关系可以通过以下的三次转动来表示：其中，t代表地理坐标系，b1、b2为中间过渡坐标系，b为载体坐标系；根据平台框架角输出的数据得到平台系到载体系的转换矩阵：根据激光跟踪仪输出的数据得到真实地理系到载体系的转换矩阵：平台惯导失准角φm可表示为进一步，在步骤四中，测量误差与激光跟踪仪跟踪T-mac引起的姿态误差和平台框架角输出误差有关，跟踪仪跟踪T-mac的角度测量误差为36″。本专利技术提供的基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法，通过以下步骤：控制台、潜艇运动模拟器和精度评估系统搭建验证系统；试验系统正确组装，运行试验系统并进行数据采集，然后依次完成主惯导初始对准和传递对准，最后使用激光跟踪仪完成传递对准精度的评估；将主惯导系统和子惯导系统安装在高精度三轴转台的机械底板上，建立一个参考基准；使用基于激光跟踪仪的精度评估系统完成传递对准精度的评估。本专利技术采用激光跟踪仪，提高了采集数据的速度、精度，提高了工作效率。此外，本专利技术的方法具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便的显著优点。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法流程图；图2是本专利技术实施例提供的传递对准试验系统结构示意图；图中：1、控制台；2、潜艇运动模拟器；3、精度评估系统；图3是本专利技术实施例提供的激光跟踪仪安装示意图；图4是本专利技术实施例提供的坐标转换关系示意图。具体实施方式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仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图及具体实施例对本专利技术的应用原理作进一步描述。如图1所示，本专利技术实施例的基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法包括以下步骤：S101：通过控制台、潜艇运动模拟器和精度评估系统搭建验证系统；S102：试验系统正确组装，运行试验系统并进行数据采集，然后依次完成主惯导初始对准和传递对准，最后使用激光跟踪仪完成传递对准精度的评估；S103：将主惯导系统和子惯导系统安装在高精度三轴转台的机械底板上，建立一个参考基准；S104：使用基于激光跟踪仪的精度评估系统完成传递对准精度的评估。结合以下具体实施例对本专利技术做进一步的说明：本专利技术的具体步骤为：步骤一、设计试验验证系统；如图2所示，整个系统由控制台1、潜艇运动模拟器2与精度评估系统3组成；控制台1：由潜艇运动数据库和传递对准误差模型数据库作为支撑，负责控制整个潜艇运动模拟器2的运行轨迹；潜艇运动模拟器2，与控制台1连接，用于模拟潜艇的空间运动，可以是高精度三轴转台，模拟潜艇的三自由度角运动；也可以是六自由度转台，同时模拟三轴角运动和三轴线运动；精度评估系统3，与潜艇运动模拟器2连接，用于通过对子惯导进行光学瞄准，完成精度评定；步骤二、设计试验时序；传递对准试验时序为：1、将主惯导系统和子惯导系统并列安装在摇摆台上，且保持较近的距离；2、将主惯导系统和子惯导系统与数据采集及处理计算机相连接，连接好系统之后，检查系统连接是否正确可靠；3、启动控制台和数据采集计算机，将主、子惯导系统开机，将主惯导系统开机预热，主惯导系统完成初始对准，并进入导航状态；4、控制摇摆台，使其按照控制台设置的运行模式，模拟潜艇角运动，进行传递对准试验，主、子惯导系统将完成传递对准过程；5、使用激光跟踪仪对传递对准进行精度评估；6、为了使精度更加准确，建议测量5次～7次，利用测量值的均值来衡量，可用下式求取：式中ΔHi为第i次测量值，μh为n次测量量的均值；步骤三、安装试验设备：该试验需要大型摇摆台，将潜基平台式惯导系统和武器惯导系统相互刚性地安装在高精度三轴转台的机械底板上，建立一个参考基准，使得对准误差的评估结果具有可比性，所需要的试验设备如表1所示：表1试验设备步骤四、精度评估，a、试验基础设施和性能测试设备被试设备(平台式惯导系统)；激光跟踪仪；T-mac；T-mac安装板，b、实施方案具体实施方案如下：1、将T-mac安装板固定在平台框架上，将T-mac固定在安装板上，安装要求为T-mac的坐标系与平台坐标系相一致，使T-mac与平台框架成为一个刚性结构，如图3；2、启本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法，其特征在于，该基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法包括以下步骤：步骤一，通过控制台、潜艇运动模拟器和精度评估系统搭建验证系统；步骤二，试验系统正确组装，运行试验系统并进行数据采集，然后依次完成主惯导初始对准和传递对准，最后使用激光跟踪仪完成传递对准精度的评估；步骤三，将主惯导系统和子惯导系统安装在高精度三轴转台的机械底板上，建立一个参考基准；步骤四，使用基于激光跟踪仪的精度评估系统完成传递对准精度的评估，将T‑mac安装板固定在平台框架上，将T‑mac固定在安装板上，启动激光跟踪仪，利用电子水平仪和北向基准，使激光跟踪仪建立地理坐标系；进行传递对准试验；对准结束后，利用框架角输出平台航向角、横摇角和纵摇角为：ψ1、γ1、θ1，之后利用激光跟踪仪跟踪T‑mac输出平台航向角、横摇角和纵摇角为ψ2、γ2、θ2。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法，其特征在于，该基于激光跟踪仪的传递对准的验证方法包括以下步骤：步骤一，通过控制台、潜艇运动模拟器和精度评估系统搭建验证系统；步骤二，试验系统正确组装，运行试验系统并进行数据采集，然后依次完成主惯导初始对准和传递对准，最后使用激光跟踪仪完成传递对准精度的评估；步骤三，将主惯导系统和子惯导系统安装在高精度三轴转台的机械底板上，建立一个参考基准；步骤四，使用基于激光跟踪仪的精度评估系统完成传递对准精度的评估，将T-mac安装板固定在平台框架上，将T-mac固定在安装板上，启动激光跟踪仪，利用电子水平仪和北向基准，使激光跟踪仪建立地理坐标系；进行传递对准试验；对准结束后，利用框架角输出平台航向角、横摇角和纵摇角为：ψ1、γ1、θ1，之后利用激光跟踪仪跟踪T-mac输出平台航向角、横摇角和纵摇角为ψ2、γ2、θ2；在步骤一中，验证系统包括：控制台、潜艇运动模拟器、精度评估系统；控制台，由潜艇运动数据库和传递对准误差模型数据库作为支撑，负责控制整个潜艇运动模拟器的运行轨迹；潜艇运动模拟器，与控制台连接，用于模拟潜艇的空间运动，是高精度三轴转台，模拟潜艇的三自由度角运动；或者是六自由度转台，同时模拟三轴角运动和三轴线运动；精度评估系统，与潜艇运动模拟器连接，用于通过对子惯导进行光学瞄准，完成精度评定；在步骤二中，传递对准的具体步骤为：第一步，将主惯导系统和子惯导系统并列安装在摇摆台上；第二步，将主惯导系统和子惯导系统与数据采集及处理计算机相连接，连接好系统之后，检查系统连接是否正确可靠；第三步，启动控制台和数据采集计算机，将主、子惯导系统开机，将主惯导系统开机预热，主惯导系统完成初始对准，并进入导航状态；第四步，控制摇摆台，使其按照控制台设置的运行模式，模拟潜艇角运动，进行传递对准试验，主、子惯导系统将完成传递对准过程；第五步，使用激光跟踪仪对传递对准进行精度评估；第六步，为了使精度更加准确，建议测量5次～7次，利用测量值的均值来衡量，可用下式求取：式中ΔHi为第i次测量值，μh为n次测量量的均值；在步骤四中，载体坐标系相对于地理坐标系的转换关系可以用来表示载体的姿态和航向信息，由地理坐标系到载体坐标系的转动关系可以通过以下的三次转动来表示：其中，t代表地理坐标系，b1、b2为中间过渡坐标系，b为载体坐标系；根据平台框架角输出的数据得到平台系到载体系的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐博，张润峰，刘杨，邱立民，董海波，单为，贺浩，刘亚龙，杨建，史宏洋，陶晨斌，李海军，孙启东，肖永平，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23