高精度位姿測(cè)量技術(shù)是近年來(lái)在精密工程測(cè)量領(lǐng)域的熱門(mén)研究?jī)?nèi)容。近年來(lái),隨著我國(guó)大規(guī)模工業(yè)制造的開(kāi)展,對(duì)裝備制造業(yè)的支持與投入不斷加大,各種高端工業(yè)裝備的發(fā)展十分迅速。同時(shí),作為該領(lǐng)域發(fā)展水平體現(xiàn)之一的精密測(cè)量技術(shù)也越來(lái)越得到重視,對(duì)測(cè)量的要求也不斷提高,由于測(cè)量對(duì)象自身結(jié)構(gòu)的多樣性和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的復(fù)雜性,測(cè)量時(shí)不僅要獲取更高精度的位置信息,同時(shí)也需要獲取姿態(tài)信息和對(duì)應(yīng)的時(shí)間信息�，F(xiàn)有位姿測(cè)量的手段和方法較多,但大多只針對(duì)某一具體應(yīng)用環(huán)境,對(duì)于大尺寸工業(yè)裝備的安裝和檢測(cè)缺乏統(tǒng)一的測(cè)量手段,能兼顧高精度和動(dòng)態(tài)測(cè)量的要求。本文在總結(jié)和分析現(xiàn)有位姿測(cè)量方法基礎(chǔ)上,結(jié)合大型科學(xué)工程建設(shè)、武器裝備檢測(cè)需求、載人航天工程等應(yīng)用背景,提出了一套基于激光跟蹤儀的位姿測(cè)量方法,本文的主要工作內(nèi)容如下:1.歸納和總結(jié)了現(xiàn)有位姿測(cè)量技術(shù),包括位姿測(cè)量中常用坐標(biāo)系的定義方式、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)位姿測(cè)量的原理和方法。以iGPS系統(tǒng)與經(jīng)緯儀聯(lián)合測(cè)量為例研究了基于立方鏡的多傳感器聯(lián)合位姿測(cè)量方法,分析和推導(dǎo)了激光跟蹤儀專(zhuān)用位姿測(cè)量附件的原理和計(jì)算模型。2.提出了一種基于激光跟蹤儀對(duì)立方鏡進(jìn)行準(zhǔn)直測(cè)量的靜態(tài)姿態(tài)測(cè)量方法。立方鏡姿態(tài)測(cè)... 

【文章來(lái)源】：戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：141 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

導(dǎo)彈發(fā)射初始姿態(tài)評(píng)定不管采用何種發(fā)射方式，導(dǎo)彈發(fā)射筒在發(fā)射過(guò)程中必須承擔(dān)極高的溫度、壓力與沖擊，

戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)博士學(xué)位論文天線方向圖主瓣最大輻射方向?qū)⑵x一定角度，使得方向圖變得不對(duì)稱(chēng)。一般要求軸偏和橫偏不大于 0.1 倍最短波長(zhǎng)。饋源的調(diào)整首先需要對(duì)其位置和姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，然后將測(cè)量結(jié)果反饋至伺服控制系統(tǒng)，由伺服控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)饋源位姿的高精度調(diào)整，以準(zhǔn)確保證饋源相心與焦點(diǎn)重合，如圖 1.1 所示為 500 米射電天文望遠(yuǎn)鏡 FAST 及其饋源艙[8-10]。

并對(duì)導(dǎo)彈發(fā)射中對(duì)發(fā)射裝置引起的變形量（位置、姿態(tài)參數(shù)）進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，從而改進(jìn)設(shè)計(jì)，以幫助提高導(dǎo)彈的發(fā)射精度和各項(xiàng)性能指標(biāo)。另外，導(dǎo)彈在飛行過(guò)程中都有相應(yīng)的制導(dǎo)系統(tǒng)來(lái)計(jì)算自身的速度與位姿，一旦與設(shè)計(jì)值的差值超出范圍，則通過(guò)控制系統(tǒng)使其發(fā)生相應(yīng)的改變以控制導(dǎo)彈飛行[11-18]。因此，在導(dǎo)彈設(shè)計(jì)研制過(guò)程中，也需要使用一定的手段來(lái)標(biāo)定模擬導(dǎo)彈飛行運(yùn)動(dòng)時(shí)的位姿以評(píng)定精度。再如航天器交會(huì)對(duì)接，其關(guān)鍵技術(shù)之一即為高精度位姿測(cè)量技術(shù)。整個(gè)對(duì)接過(guò)程可分為四個(gè)階段：遠(yuǎn)程導(dǎo)引、近程導(dǎo)引、最終逼近和交會(huì)對(duì)接。遠(yuǎn)程導(dǎo)引階段指兩個(gè)航天器相距較遠(yuǎn)時(shí)，由地面測(cè)控裝備測(cè)量和控制追蹤飛行器進(jìn)行變軌，直至進(jìn)入到其敏感器能捕獲目標(biāo)飛行器的距離，此時(shí)距離大致為 15-100km；近程導(dǎo)引階段則通過(guò)追蹤飛行器上的微波和激光雷達(dá)測(cè)量目標(biāo)飛行器相對(duì)于自身的位置、姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)，引導(dǎo)到距離目標(biāo)飛行器0.5-1km 位置；最終逼近階段則繼續(xù)依靠測(cè)量和控制使追蹤飛行器進(jìn)一步靠攏目標(biāo)飛行器，直至距離為 100m 左右，并保持相對(duì)速度穩(wěn)定；交會(huì)對(duì)接則完成最后的對(duì)接任務(wù)，由兩個(gè)飛行器上的攝影相機(jī)和激光測(cè)距儀等測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量，包括距離、相對(duì)速度和姿態(tài)參數(shù)，并在發(fā)動(dòng)機(jī)引導(dǎo)下完成最后逼近、撞擊和鎖緊，如圖 1.3 所示[19-24]。

【參考文獻(xiàn)】：
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