本發(fā)明屬于精密測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于加速度計坐標(biāo)系直角棱鏡的標(biāo)定測試方法。

背景技術(shù)：

激光捷聯(lián)慣組結(jié)構(gòu)上基本采用內(nèi)減振方式，之前一直采用傳統(tǒng)的基于外箱體坐標(biāo)系的十二位置參數(shù)標(biāo)定方法，因此由于長時間使用后外箱體、減振器結(jié)構(gòu)形變會導(dǎo)致激光捷聯(lián)慣組的標(biāo)定參數(shù)發(fā)生變化。同樣激光捷聯(lián)慣組的直角棱鏡安裝誤差測量也是以外箱體定位面為基準(zhǔn)的，這樣一來直角棱鏡的安裝位置誤差的測量也會受外箱體及減振器形變的影響，直角棱鏡將不能傳遞真實的激光捷聯(lián)慣組的定向結(jié)果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種基于加速度計坐標(biāo)系為基準(zhǔn)的直角棱鏡安裝誤差測量方法，可適應(yīng)激光捷聯(lián)慣組采用基于加速度計坐標(biāo)系的位置參數(shù)標(biāo)定方法，消除外箱體及減振器形變對激光捷聯(lián)慣組精度的影響，同時使其向外傳遞的激光捷聯(lián)慣組的定向結(jié)果更加準(zhǔn)確、可靠。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：

一種基于加速度計坐標(biāo)系直角棱鏡的標(biāo)定測試方法，建立一個平行于加速度計的虛擬三維坐標(biāo)系，并以此三維坐標(biāo)系為基準(zhǔn)檢測直角棱鏡的安裝誤差，包括以下步驟：

1)通過激光捷聯(lián)慣組中的三個加速度計，建立三維坐標(biāo)系；三維坐標(biāo)系的X軸與直角棱鏡鏡面平行；Y軸與直角棱鏡鏡面的法線平行；Z軸與直角棱鏡的棱線平行；

2)測量直角棱鏡的安裝誤差值；

a：測量直角棱鏡繞三維坐標(biāo)系X軸的安裝誤差值Δα；

a1)將四個調(diào)平組件放置在平板組件上，將激光捷聯(lián)慣組按直角棱鏡法線向上的方式放置在四個調(diào)平組件；將一個裝油容器放置在平板組件上；

a2)對四個調(diào)平組件進(jìn)行調(diào)整，確保激光捷聯(lián)慣組中處于水平方向的兩個加速度計的調(diào)平角的絕對值小于5″，調(diào)平角可由水平兩個加度計輸出脈沖反推得到；

a3)放置一個自準(zhǔn)直儀，在直角棱鏡鏡面自上而下的方向發(fā)射一束光，先用自準(zhǔn)直儀與裝油容器的水平油面準(zhǔn)直，再將自準(zhǔn)直儀瞄準(zhǔn)直角棱鏡鏡面，自準(zhǔn)直儀的讀數(shù)α，從而獲得直角棱鏡繞三維坐標(biāo)系X軸的安裝誤差值Δα；

b：測量直角棱鏡繞三維坐標(biāo)系Y軸的安裝誤差值Δβ；

b1)將四個調(diào)平組件放置在數(shù)顯萬能轉(zhuǎn)臺上，將激光捷聯(lián)慣組按直角棱鏡的棱線向上的方向放置在四個調(diào)平組件上；

b2)對四個調(diào)平組件進(jìn)行調(diào)整，確保激光捷聯(lián)慣組中處于水平方向的兩個加速度計的調(diào)平角的絕對值小于5″；

b3)放置一個經(jīng)緯儀，在直角棱鏡鏡面自左而右或自右而左的方向發(fā)射一束光，先用通過直角棱鏡的鏡面準(zhǔn)直使經(jīng)緯儀自準(zhǔn)，再將經(jīng)緯儀的水平回轉(zhuǎn)及俯仰鎖住，記錄此時經(jīng)緯儀度盤的水平像讀數(shù)β1；

b4)數(shù)顯萬能轉(zhuǎn)臺逆時針旋轉(zhuǎn)25°，并記錄此時經(jīng)緯儀度盤上的水平讀數(shù)β2，取β1和β2兩者的差值再除以tg25°即為直角棱鏡繞三維坐標(biāo)系Y軸的安裝誤差值Δβ。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、本發(fā)明的測量方法適用于車載、機載、艦載等具有高精度對準(zhǔn)要求的激光捷聯(lián)慣組或定位定向系統(tǒng)，消除直角棱鏡的測試誤差，提高對整個系統(tǒng)的校準(zhǔn)精度。

2、本發(fā)明采用加速度計的三維坐標(biāo)系進(jìn)行直角棱鏡的標(biāo)定，縮小了誤差，提高了直角棱鏡安裝誤差的測量精度，適用于高精度的對準(zhǔn)要求。

3、本發(fā)明采用的調(diào)平組件、平板組件、裝油容器、數(shù)顯萬能轉(zhuǎn)臺、自準(zhǔn)直儀和經(jīng)緯儀均為測量時的常用設(shè)備，無需額外增加，同時，通過四個調(diào)平組件進(jìn)行四個角的調(diào)平方式操作簡單，易于實現(xiàn)。

附圖說明

圖1為直角棱鏡繞O_btX_bt Y_bt平面的安裝誤差示意圖。

圖2為直角棱鏡繞O_btY_bttZ_bt平面的安裝誤差示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)有激光捷聯(lián)慣組中棱鏡安裝誤差主要分為兩個部分，參見圖1和圖2分為兩部分：直角棱鏡繞O_btX_bt Y_bt平面的安裝誤差為α_LJ，按右手定則為正；

直角棱鏡繞O_btY_bttZ_bt平面的安裝誤差為β_LJ，按右手定則為正,本發(fā)明的測量方法即為α_LJ、β_LJ的測量方法。需要說明的是：O_btX_bt Y_btZ_bt組成的三維坐標(biāo)系基于激光捷聯(lián)慣組中三個加速度計建立的。

該方法建立一個平行于加速度計的虛擬坐標(biāo)系，并以此坐標(biāo)系為基準(zhǔn)檢測直角棱鏡的安裝誤差，包括以下步驟：

步驟1)通過激光捷聯(lián)慣組中的三個加速度計，建立三維坐標(biāo)系O_btX_bt Y_btZ_bt；三維坐標(biāo)系的O_btX_bt軸與直角棱鏡鏡面平行；O_btY_bt軸與直角棱鏡鏡面的法線平行；O_btZ_bt軸與直角棱鏡的棱線平行；

步驟2)測量直角棱鏡的安裝誤差值；

a：測量直角棱鏡繞三維坐標(biāo)系的O_btX_bt軸的安裝誤差值Δα(即圖1中的α_LJ)；

步驟a1)將四個調(diào)平組件放置在平板組件上，將激光捷聯(lián)慣組按直角棱鏡法線向上的方式放置在四個調(diào)平組件；將一個裝油容器放置在平板組件上；

步驟a2)對四個調(diào)平組件進(jìn)行調(diào)整，確保激光捷聯(lián)慣組中處于水平方向的兩個加速度計的調(diào)平角的絕對值小于5″，調(diào)平角可由水平兩個加度計輸出脈沖反推得到；

步驟a3)放置一個自準(zhǔn)直儀，在直角棱鏡鏡面自上而下的方向發(fā)射一束光，先用自準(zhǔn)直儀與裝油容器的水平油面準(zhǔn)直，再將自準(zhǔn)直儀瞄準(zhǔn)直角棱鏡鏡面，自準(zhǔn)直儀的讀數(shù)α，從而獲得直角棱鏡繞三維坐標(biāo)系X軸的安裝誤差值Δα；

b：測量直角棱鏡繞三維坐標(biāo)系O_btY_bt軸的安裝誤差值Δβ(即圖2中的β_LJ)；

步驟b1)將四個調(diào)平組件放置在數(shù)顯萬能轉(zhuǎn)臺上，將激光捷聯(lián)慣組按直角棱鏡的棱線向上的方向放置在四個調(diào)平組件上；

步驟b2)對四個調(diào)平組件進(jìn)行調(diào)整，確保激光捷聯(lián)慣組中處于水平方向的兩個加速度計的調(diào)平角的絕對值小于5″；

步驟b3)放置一個經(jīng)緯儀，在直角棱鏡鏡面自左而右或自右而左的方向發(fā)射一束光，先用通過直角棱鏡的鏡面準(zhǔn)直使經(jīng)緯儀自準(zhǔn)，再將經(jīng)緯儀的水平回轉(zhuǎn)及俯仰鎖住，記錄此時經(jīng)緯儀度盤的水平像讀數(shù)β1；

步驟b4)數(shù)顯萬能轉(zhuǎn)臺逆時針旋轉(zhuǎn)25°，并記錄此時經(jīng)緯儀度盤上的水平讀數(shù)β2，取β1和β2兩者的差值再除以tg25°即為直角棱鏡繞三維坐標(biāo)系Y軸的安裝誤差值Δβ。

激光捷聯(lián)慣組在實時加速度計調(diào)平的狀態(tài)下進(jìn)行直角棱鏡的安裝誤差測試。本發(fā)明已在多個型號的激光捷聯(lián)慣組中應(yīng)用，通過補償直角棱鏡的安裝誤差后的產(chǎn)品初始對準(zhǔn)結(jié)果與實際的真北基本一致，誤差在角秒級，滿足高精度初始對準(zhǔn)的校準(zhǔn)要求，表明方法正確可行，精度滿足要求。