發(fā)布時(shí)間：2020-06-19 19:58

【摘要】：激光經(jīng)緯儀因其精度高,測(cè)量范圍廣,便于移動(dòng)等特點(diǎn),在大空間、大尺寸、高精度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域占有重要地位,被廣泛應(yīng)用于航天航空,船舶制造,橋梁測(cè)量等領(lǐng)域。激光經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)在測(cè)量前首先要標(biāo)定兩臺(tái)經(jīng)緯儀間的位姿關(guān)系,即系統(tǒng)定向過(guò)程。傳統(tǒng)標(biāo)定方法采用定長(zhǎng)基準(zhǔn)尺,標(biāo)定過(guò)程中需要人工通過(guò)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)精確瞄準(zhǔn),隨機(jī)誤差大,標(biāo)定速度慢,往往需要多次標(biāo)定才能達(dá)到滿(mǎn)意的精度。而本課題組提出并研究的新型非正交軸系激光“經(jīng)緯儀”,更是采用一準(zhǔn)直激光器代替了傳統(tǒng)望遠(yuǎn)鏡,因此也無(wú)法再采用傳統(tǒng)人工瞄準(zhǔn)定長(zhǎng)基準(zhǔn)尺的標(biāo)定方式。但無(wú)論是傳統(tǒng)激光經(jīng)緯儀,還是新型非正交軸系激光“經(jīng)緯儀”,它們都采用一準(zhǔn)直激光光束實(shí)現(xiàn)了視準(zhǔn)軸的可視化。針對(duì)這一特點(diǎn),本文基于光電位置敏感器件PSD研究了一種更適合于激光經(jīng)緯儀定向應(yīng)用的光電基準(zhǔn)尺。采用該基準(zhǔn)尺進(jìn)行定向時(shí),無(wú)需瞄準(zhǔn)某一固定標(biāo)記點(diǎn),提供了“可變的”長(zhǎng)度基準(zhǔn),且具有“可變”長(zhǎng)度解算、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?甚至主動(dòng)引導(dǎo)激光經(jīng)緯儀的精確交會(huì),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定向過(guò)程的自動(dòng)化。本文的研究?jī)?nèi)容和主要工作如下:1.對(duì)比分析了國(guó)內(nèi)外大空間、大尺寸、高精度測(cè)量領(lǐng)域常見(jiàn)的測(cè)量方法與儀器,介紹了它們的基本原理,定向方法以及基準(zhǔn)尺的結(jié)構(gòu)功能。在此基礎(chǔ)上提出了適用于激光經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)定向的新型“可變”長(zhǎng)度光電基準(zhǔn)尺,簡(jiǎn)單介紹了基準(zhǔn)尺的功能與特點(diǎn)。2.研究了激光經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)的定向方法,給出了基于“可變”長(zhǎng)光電基準(zhǔn)尺的經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)定向方案。3.結(jié)合PSD的橫向光電效應(yīng),從物理學(xué)角度具體分析了PSD的原理,進(jìn)行了PSD器件選型,研究了PSD定位精度的影響因素以及相應(yīng)的降噪方法,并針對(duì)室外環(huán)境應(yīng)用的需求,提出了消除背景光影響的方案。4.完成了PSD信息采集、處理模塊和藍(lán)牙傳輸模塊等“可變”長(zhǎng)度基準(zhǔn)尺的硬件設(shè)計(jì)工作,并選用合適的基準(zhǔn)尺材料,制作了“可變”長(zhǎng)度光電基準(zhǔn)尺。5.研究了基準(zhǔn)尺兩端PSD的位姿標(biāo)定方法,尤其是分析了安裝有激光測(cè)距傳感器的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量模型,及基于此設(shè)備的基準(zhǔn)尺參數(shù)標(biāo)定方法。6.設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn),完成了“可變”長(zhǎng)度光電基準(zhǔn)尺的參數(shù)標(biāo)定與精度評(píng)價(jià)。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TH744.5
【圖文】：

圖 1-1 室內(nèi) GPS 測(cè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶著成一定夾角和位置信息的兩扇型激光發(fā)射器，對(duì)掃描，當(dāng)某一接收裝置同時(shí)收到兩個(gè)以上基站光平面信號(hào)后，掃描信息、發(fā)射基站的坐標(biāo)信息和基站間位姿關(guān)系，即可解算標(biāo)信息。PS 可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量，無(wú)需人工參與，降本。Arc Second 公司生產(chǎn)的室內(nèi) GPS 系統(tǒng)量范圍內(nèi)可達(dá)到 0.25mm 的標(biāo)稱(chēng)精度。天貴教授等研發(fā)的 wMPS 多站測(cè)量系統(tǒng)在圍內(nèi)精度甚至超過(guò)了 0.2mm，滿(mǎn)足了一裝配的精度要求。定向中，wMPS 測(cè)量系統(tǒng)使用的基準(zhǔn)尺如圖 1-2 所示，其主體成的，基準(zhǔn)尺兩端各安裝一個(gè)紅外激光接收器并配有相應(yīng)的信立采集兩個(gè)接收器數(shù)據(jù)。使用前通過(guò)雙頻激光干涉儀標(biāo)定基準(zhǔn)中心的精確距離，作為基準(zhǔn)尺桿身長(zhǎng)度。

環(huán)境下也可使用鋼、鋁合金等材料。式基準(zhǔn)尺和一體式基準(zhǔn)尺。組合式基準(zhǔn)尺可的參考長(zhǎng)度，一體式基準(zhǔn)尺則具有高可靠性加裝易于被測(cè)量系統(tǒng)識(shí)別的特征裝置，測(cè)后，利用高精度基準(zhǔn)尺提供的長(zhǎng)度基準(zhǔn)完成其定向基準(zhǔn)尺示，與全球定位系統(tǒng)工作模式相同，測(cè)量于 GPS 系統(tǒng)中的地球同步衛(wèi)星），通過(guò)光方位與坐標(biāo)[4][5]，即系統(tǒng)定向。系統(tǒng)定向完和位置信息的兩扇型激光發(fā)射器，對(duì)測(cè)量空時(shí)收到兩個(gè)以上基站光平面信號(hào)后，結(jié)合兩標(biāo)信息和基站間位姿關(guān)系，即可解算出接受

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

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本文編號(hào)：2721275