發(fā)布時間：2021-04-18 21:53

　　高精度位姿測量技術(shù)是近年來在精密工程測量領(lǐng)域的熱門研究內(nèi)容。近年來,隨著我國大規(guī)模工業(yè)制造的開展,對裝備制造業(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,作為該領(lǐng)域發(fā)展水平體現(xiàn)之一的精密測量技術(shù)也越來越得到重視,對測量的要求也不斷提高,由于測量對象自身結(jié)構(gòu)的多樣性和運動狀態(tài)的復(fù)雜性,測量時不僅要獲取更高精度的位置信息,同時也需要獲取姿態(tài)信息和對應(yīng)的時間信息�，F(xiàn)有位姿測量的手段和方法較多,但大多只針對某一具體應(yīng)用環(huán)境,對于大尺寸工業(yè)裝備的安裝和檢測缺乏統(tǒng)一的測量手段,能兼顧高精度和動態(tài)測量的要求。本文在總結(jié)和分析現(xiàn)有位姿測量方法基礎(chǔ)上,結(jié)合大型科學工程建設(shè)、武器裝備檢測需求、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)有位姿測量技術(shù),包括位姿測量中常用坐標系的定義方式、靜態(tài)和動態(tài)位姿測量的原理和方法。以iGPS系統(tǒng)與經(jīng)緯儀聯(lián)合測量為例研究了基于立方鏡的多傳感器聯(lián)合位姿測量方法,分析和推導(dǎo)了激光跟蹤儀專用位姿測量附件的原理和計算模型。2.提出了一種基于激光跟蹤儀對立方鏡進行準直測量的靜態(tài)姿態(tài)測量方法。立方鏡姿態(tài)測... 

【文章來源】：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學河南省

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

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

戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學博士學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稱。一般要求軸偏和橫偏不大于 0.1 倍最短波長。饋源的調(diào)整首先需要對其位置和姿態(tài)進行實時測量，然后將測量結(jié)果反饋至伺服控制系統(tǒng)，由伺服控制系統(tǒng)實現(xiàn)饋源位姿的高精度調(diào)整，以準確保證饋源相心與焦點重合，如圖 1.1 所示為 500 米射電天文望遠鏡 FAST 及其饋源艙[8-10]。

并對導(dǎo)彈發(fā)射中對發(fā)射裝置引起的變形量（位置、姿態(tài)參數(shù)）進行實時測量，從而改進設(shè)計，以幫助提高導(dǎo)彈的發(fā)射精度和各項性能指標。另外，導(dǎo)彈在飛行過程中都有相應(yīng)的制導(dǎo)系統(tǒng)來計算自身的速度與位姿，一旦與設(shè)計值的差值超出范圍，則通過控制系統(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)計研制過程中，也需要使用一定的手段來標定模擬導(dǎo)彈飛行運動時的位姿以評定精度。再如航天器交會對接，其關(guān)鍵技術(shù)之一即為高精度位姿測量技術(shù)。整個對接過程可分為四個階段：遠程導(dǎo)引、近程導(dǎo)引、最終逼近和交會對接。遠程導(dǎo)引階段指兩個航天器相距較遠時，由地面測控裝備測量和控制追蹤飛行器進行變軌，直至進入到其敏感器能捕獲目標飛行器的距離，此時距離大致為 15-100km；近程導(dǎo)引階段則通過追蹤飛行器上的微波和激光雷達測量目標飛行器相對于自身的位置、姿態(tài)和運動參數(shù)，引導(dǎo)到距離目標飛行器0.5-1km 位置；最終逼近階段則繼續(xù)依靠測量和控制使追蹤飛行器進一步靠攏目標飛行器，直至距離為 100m 左右，并保持相對速度穩(wěn)定；交會對接則完成最后的對接任務(wù)，由兩個飛行器上的攝影相機和激光測距儀等測量系統(tǒng)進行實時動態(tài)測量，包括距離、相對速度和姿態(tài)參數(shù)，并在發(fā)動機引導(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】：
期刊論文
[1]改進中位數(shù)方法的BDS衛(wèi)星鐘差數(shù)據(jù)預(yù)處理策略[J]. 王宇譜,張勝利,徐金鋒,李博.  測繪科學. 2019(02)
[2]基于改進當前統(tǒng)計模型的容積卡爾曼濾波算法[J]. 劉國情,王悅,袁俊泉,鄭岱堃.  空軍預(yù)警學院學報. 2018(01)
[3]基于擴展卡爾曼濾波算法的飛行器姿態(tài)測量系統(tǒng)[J]. 曹陽.  數(shù)字通信世界. 2017(11)
[4]星上設(shè)備安裝姿態(tài)高精度自動測量系統(tǒng)設(shè)計[J]. 楊再華,孫剛,隆昌宇,張春柳,閆榮鑫.  機械工程學報. 2017(20)
[5]精密工程測量技術(shù)及其發(fā)展[J]. 李廣云,范百興.  測繪學報. 2017(10)
[6]水平儀的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 馬浩慧.  上海計量測試. 2017(04)
[7]一種新的航天器姿態(tài)快速測量方法[J]. 張杰,張巍,范生宏,王順,魯利剛.  無線電通信技術(shù). 2017(04)
[8]基于GNSS的飛行器姿態(tài)確定算法研究[J]. 劉帥,趙國榮,王元鑫,曹唯一.  計算機與數(shù)字工程. 2017(06)
[9]空中飛行目標的三維姿態(tài)參數(shù)測量[J]. 李興紅,向茜.  導(dǎo)彈與航天運載技術(shù). 2017(03)
[10]GPS姿態(tài)測量技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 孫立剛.  自動化應(yīng)用. 2017(04)

博士論文
[1]中短程捷聯(lián)慣導(dǎo)/GNSS導(dǎo)航系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張百強.中國科學院長春光學精密機械與物理研究所 2017
[2]面向大型精密工程的六自由度測量技術(shù)研究[D]. 高揚.天津大學 2017
[3]激光跟蹤儀高精度坐標測量技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 范百興.解放軍信息工程大學 2013
[4]大型裝備裝配位姿視覺檢測的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊博文.南京航空航天大學 2013
[5]飛機大部件自動對接若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 朱永國.南京航空航天大學 2012
[6]數(shù)字工業(yè)攝影測量技術(shù)研究與實踐[D]. 馮其強.解放軍信息工程大學 2010
[7]GNSS/INS組合導(dǎo)航誤差補償與自適應(yīng)濾波理論的拓展[D]. 吳富梅.解放軍信息工程大學 2010
[8]飛行目標位置和姿態(tài)光電測量技術(shù)的研究與應(yīng)用[D]. 張志勇.電子科技大學 2008

碩士論文
[1]斜十字飛行器姿態(tài)測量與控制方法的研究[D]. 馬旭騰.西安理工大學 2017
[2]基于相位測距的激光測距儀設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 黃俊明.北京郵電大學 2016
[3]激光跟蹤儀快速跟蹤測量關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 張逸飛.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[4]基于激光跟蹤儀的某型號產(chǎn)品總裝精測技術(shù)研究[D]. 顏丙聰.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[5]基于衛(wèi)星授時的晶振馴服技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 李猛.河北科技大學 2014
[6]基于GPS秒脈沖的恒溫晶振馴服和自適應(yīng)保持技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 馮雪陽.電子科技大學 2014
[7]激光跟蹤儀多路數(shù)據(jù)同步實時采集系統(tǒng)設(shè)計[D]. 周培松.合肥工業(yè)大學 2014
[8]基于激光跟蹤儀的精密控制網(wǎng)建立及其精度分析研究[D]. 張三福.蘭州交通大學 2014
[9]高精度三軸測試轉(zhuǎn)臺的研制[D]. 李凡.華中科技大學 2014
[10]近距離光電測距技術(shù)的研究[D]. 王飛.中北大學 2013



本文編號：3146234