近年來(lái),需求的激增刺激航空物探技術(shù)的快速發(fā)展,在實(shí)際應(yīng)用中,航磁測(cè)量是提高其探測(cè)能力的一種很好的方法。磁傳感器安裝在機(jī)體外側(cè)用來(lái)測(cè)量地磁場(chǎng),為了削減飛機(jī)機(jī)體對(duì)磁傳感器的磁場(chǎng)干擾,利用一定長(zhǎng)度的安裝桿固聯(lián)機(jī)體和磁傳感器。因此,需要實(shí)時(shí)測(cè)量由于安裝桿的彎曲形變而造成的機(jī)體和磁傳感器的相對(duì)姿態(tài)的變化,本文以面陣CCD為核心,利用光學(xué)方法來(lái)測(cè)量?jī)晌矬w間的小角度變化,主要完成了以下幾個(gè)方面的工作:1)實(shí)際應(yīng)用中,要求采用非接觸測(cè)量的方式實(shí)現(xiàn)相對(duì)姿態(tài)的測(cè)量,并能夠達(dá)到一定的測(cè)量范圍和精度的要求�；趯�(shí)際應(yīng)用的需求,選擇自準(zhǔn)直法來(lái)測(cè)量?jī)晌矬w間的相對(duì)姿態(tài)變化,并針對(duì)實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境,特別是“折”桿的應(yīng)用,設(shè)計(jì)了雙子系統(tǒng)構(gòu)成的小角度測(cè)量系統(tǒng)。2)針對(duì)系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型的局限,提出了更加全面、嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模型,對(duì)該系統(tǒng)的理想模型進(jìn)行建模分析,建立了光斑坐標(biāo)與光源位置、反射鏡偏轉(zhuǎn)角的具體解析關(guān)系,并根據(jù)系統(tǒng)測(cè)量距離、測(cè)量范圍、測(cè)量精度等限制和要求,對(duì)相關(guān)器件的參數(shù)需求進(jìn)行分析,最終完成系統(tǒng)的器件選型。3)根據(jù)實(shí)際采集到的圖像效果,結(jié)合各種算法的特點(diǎn)和應(yīng)用環(huán)境,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比的方式,比較不同算法所得結(jié)果的測(cè)量精度和穩(wěn)定... 

【文章來(lái)源】：國(guó)防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

激光干涉測(cè)角系統(tǒng)基本原理

角儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可以實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)測(cè)量。當(dāng)光從光密介質(zhì)傳輸?shù)焦馐杞橘|(zhì)時(shí)，若入射角大于臨界角，則會(huì)發(fā)生全反射現(xiàn)象，光學(xué)內(nèi)反射法就是利用全反射條件下通過(guò)測(cè)量反射光強(qiáng)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)入射角變化的測(cè)量。如圖1-2所示，S和P偏光在入射角較小時(shí)，反射率變化平緩，當(dāng)入射角在臨界角附近時(shí)，隨著入射角的微小變化，反射率會(huì)發(fā)生急劇變化。因此，測(cè)量時(shí)通常定義一個(gè)臨界角附近的初始角，被測(cè)角為相對(duì)于該初始角的角位移，這樣就可以利用臨界角附近反射率靈敏度較高的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行小角度的高精度測(cè)量。光學(xué)內(nèi)反射法的測(cè)量范圍、靈敏度和精度取決于初始入射角取值、棱鏡內(nèi)的反射次數(shù)和偏振光的狀態(tài)，一般來(lái)說(shuō)，初始角取值越大、反射次數(shù)越多、偏振光狀態(tài)越好，系統(tǒng)的測(cè)量精度就越高，但相應(yīng)的，系統(tǒng)的測(cè)量范圍會(huì)越小。為了減小非線性對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，可以通過(guò)差分結(jié)構(gòu)和增加反射次數(shù)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)

這就是塞維克效應(yīng)。這一現(xiàn)象為小角度測(cè)量提供了理論依據(jù)，而高頻激光的出現(xiàn)，使得該種方法能夠用于實(shí)際測(cè)量，利用這一現(xiàn)象來(lái)實(shí)現(xiàn)小角度測(cè)量的裝置就叫做環(huán)形激光器。如圖1-3所示，光電自準(zhǔn)直儀固定不動(dòng)，被檢測(cè)的角度量具和環(huán)形激光器同步轉(zhuǎn)動(dòng)，在瞄準(zhǔn)軸和量具棱面法線相重合的瞬間，被測(cè)角度轉(zhuǎn)換成由光電自準(zhǔn)直儀產(chǎn)生的光電流觸發(fā)和停止脈沖所需的時(shí)間間隔，接口裝置在此間隔內(nèi)對(duì)環(huán)形激光脈沖讀數(shù)。在動(dòng)態(tài)測(cè)角技術(shù)中，環(huán)形激光器測(cè)角技術(shù)可以達(dá)到最高的測(cè)量精度，目前還只有俄羅斯和德國(guó)掌握這種技術(shù)。環(huán)形激光器法容易實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)，測(cè)量精度很高；可以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)速測(cè)量，動(dòng)態(tài)性能好，動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍廣；可以在測(cè)量轉(zhuǎn)角的同時(shí)測(cè)量瞬時(shí)轉(zhuǎn)速。環(huán)形激光器法在1r/s的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，測(cè)量精度可達(dá)0.1''。但是

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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碩士論文
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[4]高精度小角度測(cè)量系統(tǒng)的研制[D]. 羅旭.重慶大學(xué) 2005
[5]二維光學(xué)內(nèi)反射微小角度傳感器的研究[D]. 李德春.天津大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3036553