專利名稱：飛機(jī)水平激光測(cè)量系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量技術(shù)，具體是利用激光定位裝置進(jìn)行飛機(jī)水平測(cè)量的數(shù)據(jù)采集， 特別涉及飛機(jī)水平激光測(cè)量系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的飛機(jī)水平測(cè)量方法是采用經(jīng)緯儀、皮尺、鋼尺和鉛垂等。用鉛垂一端與測(cè)量點(diǎn)接觸，然后調(diào)整到垂直用鋼尺或皮尺與垂線齊平，用經(jīng)緯儀讀取測(cè)量點(diǎn)的相對(duì)基準(zhǔn)數(shù)值。 但是測(cè)量操作均由多名工作人員操作完成，經(jīng)緯儀在全機(jī)的測(cè)量過(guò)程中需要多次定位才能完成飛機(jī)全部測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量，操作用時(shí)較長(zhǎng)并且人為因素對(duì)數(shù)值的準(zhǔn)確性影響較大。隨著飛機(jī)性能的不斷提高，對(duì)飛機(jī)外形的要求也越來(lái)越高，因此對(duì)全機(jī)調(diào)平誤差提出了更高的要求，有些飛機(jī)的調(diào)平誤差為士0. 5mm以下，常規(guī)的光學(xué)儀器已經(jīng)不能滿足飛機(jī)水平測(cè)量的要求。發(fā)明內(nèi)容
為了提高水平測(cè)量時(shí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高生產(chǎn)效率。我們采用激光跟蹤儀進(jìn)行全機(jī)水平測(cè)量?？梢杂行У臏p少測(cè)量時(shí)所用的時(shí)間，并且可以更好的控制測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是，飛機(jī)水平激光測(cè)量系統(tǒng)，由激光定位裝置、水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)和水平測(cè)量點(diǎn)組成，其特征是飛機(jī)的周圍設(shè)置有至少四個(gè)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)，一側(cè)設(shè)置有激光定位裝置，飛機(jī)上設(shè)有若干水平測(cè)量點(diǎn)，激光定位裝置與計(jì)算機(jī)連接。
一種飛機(jī)水平激光測(cè)量系統(tǒng)的方法，其步驟是1)將飛機(jī)固定并且調(diào)整飛機(jī)至水平狀態(tài)，在地面固定四個(gè)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)；2)用激光定位裝置分別讀取四個(gè)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬出飛機(jī)水平面；3)用激光標(biāo)靶分別對(duì)飛機(jī)一邊的各個(gè)水平測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行激光測(cè)量，并記錄各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值；4)將激光測(cè)量裝置移動(dòng)至飛機(jī)的另一側(cè)，對(duì)水平測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行如步驟3的方式測(cè)量；5)將所有測(cè)量的水平測(cè)量點(diǎn)記錄至計(jì)算機(jī)模擬的飛機(jī)水平坐標(biāo)系內(nèi)，根據(jù)數(shù)值的要求，分別對(duì)不同的水平測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算得出所要的各水平測(cè)量點(diǎn)距離數(shù)值。
使用地面固定裝置在飛機(jī)安放平面內(nèi)固定4個(gè)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)建立一個(gè)飛機(jī)水平基準(zhǔn)面，使用激光定位裝置標(biāo)靶的一端指向飛機(jī)機(jī)身上的需要測(cè)量的水平測(cè)量點(diǎn)，由激光定位裝置發(fā)射并接收激光束在計(jì)算機(jī)建立的基準(zhǔn)面內(nèi)標(biāo)明出所測(cè)點(diǎn)的三維相對(duì)坐標(biāo)值。然后經(jīng)過(guò)計(jì)算得出各個(gè)水平測(cè)量點(diǎn)之間距離，得到所需要的飛機(jī)水平各個(gè)點(diǎn)之間的距離關(guān)系。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，測(cè)量由兩名操作人員就可以完成，并且測(cè)量?jī)x固定兩次就可以完成全機(jī)全部測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量工作，節(jié)約了飛機(jī)水平測(cè)量的人力，提高了工作效率。在測(cè)量過(guò)程中，測(cè)量點(diǎn)的數(shù)值是由激光跟蹤儀利用激光的反射原理生產(chǎn)的，所以降低了人為操作所造成的測(cè)量誤差，測(cè)量數(shù)值更加準(zhǔn)確。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)布局示意圖。
圖中1-激光定位裝置，2-水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)，3-水平測(cè)量點(diǎn)，4-計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，參見圖1，飛機(jī)水平激光測(cè)量系統(tǒng)， 由激光定位裝置1、水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)2、水平測(cè)量點(diǎn)3和計(jì)算機(jī)4組成，其特征是飛機(jī)的周圍設(shè)置有至少四個(gè)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)2，一側(cè)設(shè)置有激光定位裝置1，飛機(jī)上設(shè)有若干水平測(cè)量點(diǎn)3，激光定位裝置1與計(jì)算機(jī)4連接。
一種飛機(jī)水平激光測(cè)量系統(tǒng)的方法，其步驟是1)將飛機(jī)固定并且調(diào)整飛機(jī)至水平狀態(tài)，在地面固定四個(gè)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)2；2)用激光定位裝置1分別讀取四個(gè)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)2的坐標(biāo)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)4模擬出飛機(jī)水平面；3)用激光標(biāo)靶分別對(duì)飛機(jī)一邊的各個(gè)水平測(cè)量點(diǎn)3進(jìn)行激光測(cè)量，并記錄各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值；4)將激光測(cè)量裝置1移動(dòng)至飛機(jī)的另一側(cè)，對(duì)水平測(cè)量點(diǎn)3進(jìn)行如步驟3的方式測(cè)量；5)將所有測(cè)量的水平測(cè)量點(diǎn)3記錄至計(jì)算機(jī)4模擬的飛機(jī)水平坐標(biāo)系內(nèi)，根據(jù)數(shù)值的要求，分別對(duì)不同的水平測(cè)量點(diǎn)3進(jìn)行計(jì)算得出所要的各水平測(cè)量點(diǎn)3距離數(shù)值。
實(shí)施例本發(fā)明的最佳實(shí)施方式，飛機(jī)水平激光測(cè)量系統(tǒng)，由激光定位裝置1、水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)2、水平測(cè)量點(diǎn)3和計(jì)算機(jī)4組成，在飛機(jī)的周圍設(shè)置有至少四個(gè)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)2，水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)2距離機(jī)身約3-5米位置，且無(wú)障礙物阻擋激光束即可。在被測(cè)量飛機(jī)的一側(cè)設(shè)置有激光定位裝置1，飛機(jī)上設(shè)有若干水平測(cè)量點(diǎn)3，水平測(cè)量點(diǎn)3是為了調(diào)平每架飛機(jī)所需要的測(cè)量值，一般在飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)就給定了數(shù)量和位置。位置一般情況下都分布在機(jī)身的前段、中段、垂尾、尾翼和機(jī)翼等位置，激光定位裝置1與計(jì)算機(jī)4連接。
其測(cè)量的方法步驟如下1)首先將飛機(jī)固定并且調(diào)整飛機(jī)至水平狀態(tài)。在地面固定四個(gè)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)2。
建立坐標(biāo)系。激光跟蹤儀測(cè)量要求一個(gè)站位內(nèi)測(cè)量點(diǎn)光線直線可達(dá)，不可斷光再續(xù)，且中間不能有障礙物，飛機(jī)上的水平測(cè)量點(diǎn)大部分都是對(duì)稱分布，比如機(jī)翼、平尾的安裝角就需要測(cè)量機(jī)身左右的坐標(biāo)點(diǎn)，由于中間被機(jī)身、起落架等擋住，測(cè)量過(guò)程中需要多個(gè)站點(diǎn)，多個(gè)坐標(biāo)系，所以單臺(tái)激光跟蹤儀必須通過(guò)“轉(zhuǎn)站”的方法擴(kuò)大測(cè)量范圍，使單站位下光線直線可達(dá)，實(shí)現(xiàn)有效測(cè)量。在“轉(zhuǎn)站”過(guò)程中相鄰的站位之間至少有7個(gè)共同基點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，通過(guò)兩個(gè)站位的7個(gè)共同基點(diǎn)，將不同站位信息相互聯(lián)系，形成一個(gè)統(tǒng)一的坐標(biāo)系。
2)用激光定位裝置1分別讀取四個(gè)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)2的坐標(biāo)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)4 模擬出飛機(jī)水平面。用激光標(biāo)靶分別對(duì)飛機(jī)一邊的各個(gè)水平測(cè)量點(diǎn)3進(jìn)行激光測(cè)量，然后記錄各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，激光測(cè)量?jī)x在測(cè)量過(guò)程中應(yīng)該保證固定并且用三角架保證水平。
坐標(biāo)點(diǎn)的測(cè)量。通過(guò)站位轉(zhuǎn)換，能測(cè)量到全機(jī)所有的坐標(biāo)點(diǎn)。有兩種測(cè)量方法a.直接測(cè)量法，直接將標(biāo)靶放置到待測(cè)點(diǎn)位置，通過(guò)多次采樣，有測(cè)量系統(tǒng)過(guò)計(jì)算得出結(jié)果的均值，實(shí)現(xiàn)被測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量，比如對(duì)于機(jī)身側(cè)面的標(biāo)點(diǎn)就可以采用這種方式；
b.間接測(cè)量法，通過(guò)測(cè)量球面或圓形，采用球心或圓心擬合方式間接測(cè)出球心或圓心的點(diǎn)的坐標(biāo)，比如機(jī)翼、平尾下部的標(biāo)點(diǎn)，由于坐標(biāo)點(diǎn)在下部，有時(shí)受激光頭高度限制，不便直接測(cè)量，可以采取間接測(cè)量方式。3)在飛機(jī)一邊的水平測(cè)量點(diǎn)3全部測(cè)量完成后，將激光測(cè)量裝置1移動(dòng)至飛機(jī)的另外一側(cè)，對(duì)水平測(cè)量點(diǎn)3進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量要求與步驟2 —致。4)所有測(cè)量的水平測(cè)量點(diǎn)3都會(huì)記錄在計(jì)算機(jī)4模擬的飛機(jī)水平坐標(biāo)系內(nèi)，根據(jù)數(shù)值的要求，分別對(duì)不同的水平測(cè)量點(diǎn)3進(jìn)行計(jì)算得出所要的各水平測(cè)量點(diǎn)3距離數(shù)值。由于站位轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)，批產(chǎn)飛機(jī)，產(chǎn)量大，每次都要重新設(shè)置幾點(diǎn)，不利于提高測(cè)量效率。需要通過(guò)設(shè)置水平測(cè)量位置來(lái)解決該問(wèn)題。為了適應(yīng)批次測(cè)量需要，設(shè)置一個(gè)區(qū)域?yàn)槿珯C(jī)水平測(cè)量專用位置，并在該位置預(yù)埋轉(zhuǎn)站基點(diǎn)，將飛機(jī)的位置、激光跟蹤儀大致位置做標(biāo)識(shí)，在下次測(cè)量時(shí)，則無(wú)需再次設(shè)置基點(diǎn)，而利用原基點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)多架次，多批次測(cè)量，提高測(cè)量效率。以機(jī)翼安裝角及上反角測(cè)量為例，數(shù)據(jù)對(duì)比見表1。表1測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比情況
—I機(jī)翼安蘩角及±&角(牟位—
本平標(biāo)]
‘5-6 9-83-8
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右左 右左 右左 右左
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通過(guò)以上數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出，普通光學(xué)儀器與激光跟蹤儀反映機(jī)翼安裝情況一致，數(shù)值偏差量基本符合要求，但是測(cè)量精度得到了提高。
權(quán)利要求
1.飛機(jī)水平激光測(cè)量系統(tǒng)，由激光定位裝置(1)、水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)(2)、水平測(cè)量點(diǎn)(3) 和計(jì)算機(jī)(4)組成，其特征是飛機(jī)的周圍設(shè)置有至少四個(gè)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)(2)，一側(cè)設(shè)置有激光定位裝置(1)，飛機(jī)上設(shè)有若干水平測(cè)量點(diǎn)(3 )，激光定位裝置(1)與計(jì)算機(jī)(4 )連接。
2.一種如權(quán)利要求1所述的飛機(jī)水平激光測(cè)量系統(tǒng)的方法，其特征在于，其步驟是1)將飛機(jī)固定并且調(diào)整飛機(jī)至水平狀態(tài)，在地面固定四個(gè)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)(2)；2)用激光定位裝置(1)分別讀取四個(gè)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)(2)的坐標(biāo)，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)(4) 模擬出飛機(jī)水平面；3)用激光標(biāo)靶分別對(duì)飛機(jī)一邊的各個(gè)水平測(cè)量點(diǎn)(3)進(jìn)行激光測(cè)量，并記錄各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值；4)將激光測(cè)量裝置(1)移動(dòng)至飛機(jī)的另一側(cè)，對(duì)水平測(cè)量點(diǎn)(3)進(jìn)行如步驟3的方式測(cè)量；5)將所有測(cè)量的水平測(cè)量點(diǎn)(3)記錄至計(jì)算機(jī)(4)模擬的飛機(jī)水平坐標(biāo)系內(nèi)，根據(jù)數(shù)值的要求，分別對(duì)不同的水平測(cè)量點(diǎn)(3)進(jìn)行計(jì)算得出所要的各水平測(cè)量點(diǎn)(3)距離數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明公開一種飛機(jī)水平激光測(cè)量系統(tǒng)及方法，由激光定位裝置、水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)和水平測(cè)量點(diǎn)組成，其特征是飛機(jī)的周圍設(shè)置有至少四個(gè)水平基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)，一側(cè)設(shè)置有激光定位裝置，飛機(jī)上設(shè)有若干水平測(cè)量點(diǎn)，激光定位裝置與計(jì)算機(jī)連接。在測(cè)量過(guò)程中，測(cè)量點(diǎn)的數(shù)值是由激光跟蹤儀利用激光的反射原理生產(chǎn)的，所以降低了人為操作所造成的測(cè)量誤差，測(cè)量數(shù)值更加準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01C9/00GK102519430SQ201110400779
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者尹恩貝, 武鵬 申請(qǐng)人:江西洪都航空工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司