本發(fā)明涉及儀器檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置及方法。

背景技術(shù)：

激光跟蹤儀，其對合作目標(biāo)坐標(biāo)的高精度測量是以激光跟蹤為基礎(chǔ)的。跟蹤儀只有具有非常好的跟蹤能力才能在工業(yè)現(xiàn)場發(fā)揮出大尺寸精密測量的巨大潛力。準(zhǔn)確高效的測試跟蹤儀的跟蹤能力能為跟蹤性能的提高和儀器的恰當(dāng)使用提供重要的參考依據(jù)。由于激光跟蹤儀的跟蹤頭采用能夠方位旋轉(zhuǎn)和俯仰旋轉(zhuǎn)的二維轉(zhuǎn)臺實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的跟蹤，因而完整的跟蹤測試裝置要求既能測試跟蹤儀的一維跟蹤能力又能測試跟蹤儀的二維跟蹤能力，前者重點(diǎn)為跟蹤系統(tǒng)的優(yōu)化和跟蹤策略的改進(jìn)提供評估手段，后者重點(diǎn)為用戶在大尺寸測量空間操作合作目標(biāo)提供參考和約束。然而，目前的跟蹤能力測試裝置對一維的跟蹤能力測試還不夠完善，常見的是將激光跟蹤儀置于固定的圓弧軌道的圓心處，通過控制目標(biāo)靶球在圓弧軌道上運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)對激光跟蹤儀一維能力的測試過程，但是由于圓弧軌道是提前固定設(shè)置的，此種測試過程不能實(shí)現(xiàn)激光跟蹤儀在不同半徑的圓弧軌跡下的跟蹤能力測試，不能有效的評價(jià)激光跟蹤儀的跟蹤能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明提供一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置及方法，用于解決現(xiàn)有激光跟蹤儀跟蹤檢測裝置不能實(shí)現(xiàn)可變半徑的標(biāo)準(zhǔn)圓弧軌跡測試、不能有效評價(jià)激光跟蹤儀跟蹤能力的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，包括一維跟蹤能力測試模塊，所述一維跟蹤能力測試模塊包括長直線電機(jī)平臺和短直線電機(jī)平臺，所述長直線電機(jī)平臺上設(shè)有長直線導(dǎo)軌，所述長直線導(dǎo)軌上滑動連接所述短直線電機(jī)平臺，所述短直線電機(jī)平臺上設(shè)有與所述長直線導(dǎo)軌垂直的短直線導(dǎo)軌，所述短直線導(dǎo)軌上滑動連接設(shè)有靶球的固定座；所述長直線電機(jī)平臺和所述短直線電機(jī)平臺均與控制單元連接。

其中，還包括二維跟蹤能力測試模塊，所述二維跟蹤能力測試模塊包括支撐架、旋轉(zhuǎn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)臂，所述支撐架的頂端設(shè)有所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸垂直連接所述旋轉(zhuǎn)臂，所述旋轉(zhuǎn)臂的頂端連接靶球座；所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述控制單元連接。

其中，所述旋轉(zhuǎn)臂設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)所述旋轉(zhuǎn)臂相對所述輸出軸的軸線對稱布置。

其中，所述控制單元為電控單元。

其中，所述旋轉(zhuǎn)臂為可伸縮式的旋轉(zhuǎn)臂。

本發(fā)明還提供了一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試方法，其采用上述的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，所述測試方法包括一維跟蹤能力測試，所述一維跟蹤能力測試包括方位跟蹤極限測試；所述方位跟蹤極限測試包括如下步驟：

S11、將所述長直線電機(jī)平臺水平放置；

S12、將激光跟蹤儀水平放置在基座上，調(diào)整基座的高度，使得所述激光跟蹤儀的反射鏡中心與所述固定座上靶球的球心等高；調(diào)整基座的位置，使得所述激光跟蹤儀與所述固定座上靶球的水平距離為預(yù)設(shè)值；

S13、啟動控制單元，控制所述長直線電機(jī)平臺和所述短直線電機(jī)平臺協(xié)同運(yùn)動，使得所述固定座上靶球的運(yùn)動軌跡為水平圓弧并進(jìn)行較低速的往復(fù)運(yùn)動；

S14、所述固定座上靶球完成n(n≥1)次往復(fù)運(yùn)動后，分別增加一次所述固定座上靶球的速度和加速度，記錄所述固定座上靶球的速度和加速度；

S15、重復(fù)S14的步驟，直到所述激光跟蹤儀的跟蹤頭不能實(shí)現(xiàn)對所述固定座上靶球的跟蹤；

S16、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的最大的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，所述固定座上靶球在最大的速度和加速度下進(jìn)行至少2n次往復(fù)運(yùn)動，若是所述激光跟蹤儀復(fù)現(xiàn)所述固定座上靶球的跟蹤，則最大的速度和加速度即為方位跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；

S17、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的次一級的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，所述固定座上靶球在次一級的速度和加速度下進(jìn)行至少2n次往復(fù)運(yùn)動，若是所述激光跟蹤儀復(fù)現(xiàn)所述固定座上靶球的跟蹤，則次一級的速度和加速度即為方位跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；

S18、重復(fù)步驟S17，直至確定出方位跟蹤極限。

其中，所述方位跟蹤極限確定之后，還包括如下步驟：

S19、計(jì)算所述方位跟蹤極限的速度偏差絕對值和加速度偏差絕對值，并將所述速度偏差絕對值與所述方位跟蹤極限的速度的比值和所述加速度偏差絕對值與所述方位跟蹤極限的加速度的比值作為一維狀態(tài)下相對跟蹤能力的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；

所述速度偏差絕對值為通過復(fù)核的所述固定座上靶球的速度與所述激光跟蹤儀輸出的速度的差值的絕對值；所述加速度偏差為通過復(fù)核的所述固定座上靶球的加速度與所述激光跟蹤儀輸出的加速度的差值的絕對值。

其中，所述一維跟蹤能力測試包括還包括俯仰跟蹤極限測試，所述俯仰跟蹤極限測試包括如下步驟：

S11＇、將所述長直線電機(jī)平臺豎直放置；

S12＇、將激光跟蹤儀水平放置在基座上，調(diào)整基座的位置，使得所述激光跟蹤儀與所述固定座上靶球的水平距離為預(yù)設(shè)值；

S13＇、啟動控制單元，控制所述長直線電機(jī)平臺和所述短直線電機(jī)平臺協(xié)同運(yùn)動，使得所述固定座上靶球的運(yùn)動軌跡為豎直圓弧并進(jìn)行較低速的往復(fù)運(yùn)動；

S14＇、所述固定座上靶球完成n＇(n＇≥1)次往復(fù)運(yùn)動后，分別增加一次所述固定座上靶球的速度和加速度，記錄所述固定座上靶球的速度和加速度；

S15＇、重復(fù)S14＇的步驟，直到所述激光跟蹤儀的跟蹤頭不能實(shí)現(xiàn)對所述固定座上靶球的跟蹤；

S16＇、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的最大的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，所述固定座上靶球在最大的速度和加速度下進(jìn)行至少2n＇次往復(fù)運(yùn)動，若是所述激光跟蹤儀復(fù)現(xiàn)所述固定座上靶球的跟蹤，則最大的速度和加速度即為俯仰跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；

S17＇、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的次一級的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，所述固定座上靶球在次一級的速度和加速度下進(jìn)行至少2n＇次往復(fù)運(yùn)動，若是所述激光跟蹤儀復(fù)現(xiàn)所述固定座上靶球的跟蹤，則次一級的速度和加速度即為俯仰跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；

S18＇、重復(fù)步驟S17＇，直至確定出俯仰跟蹤極限。

8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的激光跟蹤儀跟蹤能力測試方法，其特征在于，所述俯仰跟蹤極限確定之后，還包括如下步驟：

S19＇、計(jì)算所述俯仰跟蹤極限的速度偏差絕對值和加速度偏差絕對值，并將所述速度偏差絕對值與所述俯仰跟蹤極限的速度的比值和所述加速度偏差絕對值與所述俯仰跟蹤極限的加速度的比值作為一維狀態(tài)下相對跟蹤能力的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；

所述速度偏差絕對值為通過復(fù)核的所述固定座上靶球的速度與所述激光跟蹤儀輸出的速度的差值的絕對值；所述加速度偏差為通過復(fù)核的所述固定座上靶球的加速度與所述激光跟蹤儀輸出的加速度的差值的絕對值。

其中，所述一維跟蹤能力測試還包括測距響應(yīng)能力測試，所述測距響應(yīng)能力測試，包括如下步驟：

S11＂、將所述長直線電機(jī)平臺水平放置；

S12＂、將激光跟蹤儀水平放置在基座上，調(diào)整基座的高度，使得激光跟蹤儀的反射鏡中心與所述固定座上靶球的球心等高；調(diào)整基座的位置，使得所述激光跟蹤儀與所述固定座上靶球的水平距離為預(yù)設(shè)值；

S13＂、啟動控制單元，控制所述長直線電機(jī)平臺運(yùn)動，使得所述固定座上靶球沿水平直線進(jìn)行較低速的往復(fù)運(yùn)動；

S14＂、所述固定座上靶球完成N(N≥1)次往復(fù)運(yùn)動后，分別增加一次所述固定座上靶球的速度和加速度，記錄所述固定座上靶球的速度和加速度；

S15＂、重復(fù)S14＂的步驟，直到所述激光跟蹤儀的跟蹤頭不能實(shí)現(xiàn)對所述固定座上靶球的跟蹤；

S16＂、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的最大的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，所述固定座上靶球在最大的速度和加速度下進(jìn)行至少2N次往復(fù)運(yùn)動，若是所述激光跟蹤儀復(fù)現(xiàn)所述固定座上靶球的跟蹤，則最大的速度和加速度即為測距響應(yīng)的跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；

S17＂、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的次一級的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，所述固定座上靶球在次一級的速度和加速度下進(jìn)行至少2N次往復(fù)運(yùn)動，若是所述激光跟蹤儀復(fù)現(xiàn)所述固定座上靶球的跟蹤，則次一級的速度和加速度即為測距響應(yīng)的跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；

S18＂、重復(fù)步驟S17＂，直至確定出測距響應(yīng)的跟蹤極限。

其中，還包括二維跟蹤能力測試，所述二維跟蹤能力測試包括如下步驟：

S21、將激光跟蹤儀水平放置在基座上，調(diào)整基座的高度，使得激光跟蹤儀的反射鏡中心與所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的中心等高；調(diào)整基座的位置，使得所述反射鏡中心與所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的中心的連接線垂直于所述旋轉(zhuǎn)臂；

S22、啟動控制單元，控制所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)動作，使得所述靶球座上靶球繞所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的中心做圓周運(yùn)動并進(jìn)行較低速的往復(fù)運(yùn)動；

S23、所述靶球座上靶球完成N＇(N＇≥1)次往復(fù)運(yùn)動后，分別增加一次所述靶球座上靶球的速度和加速度，記錄所述靶球座上靶球的速度和加速度；

S24、重復(fù)S23的步驟，直到所述激光跟蹤儀的跟蹤頭不能實(shí)現(xiàn)對所述靶球座上靶球的跟蹤；

S25、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的最大的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，所述靶球座上靶球在最大的速度和加速度下進(jìn)行至少2N＇次往復(fù)運(yùn)動，若是所述激光跟蹤儀復(fù)現(xiàn)所述靶球座上靶球的跟蹤，則最大的速度和加速度即為二維跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；

S26、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的次一級的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，所述靶球座上靶球在次一級的速度和加速度下進(jìn)行至少2N＇次往復(fù)運(yùn)動，若是所述激光跟蹤儀復(fù)現(xiàn)所述靶球座上靶球的跟蹤，則次一級的速度和加速度即為二維跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；

S27、重復(fù)步驟S26，直至確定出二維跟蹤極限。

其中，所述二維跟蹤極限確定之后，還包括如下步驟：

S28、計(jì)算所述二維跟蹤極限的速度偏差絕對值和加速度偏差絕對值，并將所述速度偏差絕對值與二維跟蹤極限的速度的比值和所述加速度偏差絕對值與二維跟蹤極限的加速度的比值作為二維的相對跟蹤能力的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；

所述速度偏差絕對值為通過復(fù)核的所述靶球座上靶球的速度與所述激光跟蹤儀輸出的速度的差值的絕對值；所述加速度偏差為通過復(fù)核的所述靶球座上靶球的加速度與所述激光跟蹤儀輸出的加速度的差值的絕對值。

(三)有益效果

本發(fā)明提供的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置及方法，相比于現(xiàn)有技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

1、本發(fā)明的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，通過長直線電機(jī)平臺和短直線導(dǎo)軌平臺的有機(jī)配合，能夠使得能力測試裝置的一維跟蹤能力測試模塊上的靶球的運(yùn)動軌跡為標(biāo)準(zhǔn)圓弧，通過控制單元對長直線電機(jī)平臺和短直線電機(jī)平臺的控制，可以實(shí)現(xiàn)靶球的不同半徑的圓弧運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)可變半徑的標(biāo)準(zhǔn)圓弧軌跡的一維跟蹤能力測試，進(jìn)而更有效的實(shí)現(xiàn)對激光跟蹤儀的評價(jià)；

2、本發(fā)明的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，一維跟蹤能力測試模塊在將長直線電機(jī)平臺的放置位置不同，可以實(shí)現(xiàn)對水平、豎直的一維跟蹤的綜合能力測試，為評價(jià)激光跟蹤儀提供有效的數(shù)據(jù)；

3、本發(fā)明的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，通過二維跟蹤能力測試模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對二維跟蹤能力的測試，從而使得測試裝置既能對一維跟蹤能力進(jìn)行測試又能對二維跟蹤能力進(jìn)行測試，并通過一維和二維的兩種狀態(tài)，能夠?qū)す飧檭x進(jìn)行較為綜合以及全面的評價(jià)，既能為儀器開發(fā)人用提供重要分析決策數(shù)據(jù)，又能為儀器使用人員提供重要的參考數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置的組成示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的激光跟蹤儀方位跟蹤能力測試的示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的激光跟蹤儀俯仰跟蹤能力測試的示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的激光跟蹤儀測距響應(yīng)能力測試的示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的激光跟蹤儀二維跟蹤能力測試的示意圖；

圖中，100：一維跟蹤能力測試模塊；200：二維跟蹤能力測試模塊；1：長直線電機(jī)平臺；2：短直線電機(jī)平臺；3：長直線導(dǎo)軌；4：短直線導(dǎo)軌；5：固定座；6：控制單元；7：支撐架；8：旋轉(zhuǎn)電機(jī)；9：旋轉(zhuǎn)臂；10：靶球座；11：激光跟蹤儀；12：光學(xué)平臺；13：靶球。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

本發(fā)明提供一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置及方法，用于解決現(xiàn)有激光跟蹤儀跟蹤檢測裝置不能實(shí)現(xiàn)可變半徑的標(biāo)準(zhǔn)圓弧軌跡測試、不能有效評價(jià)激光跟蹤儀跟蹤能力的問題。

如圖1、2、3所示，本發(fā)明實(shí)施例中提供一種激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，包括一維跟蹤能力測試模塊100，一維跟蹤能力測試模塊100包括長直線電機(jī)平臺1和短直線電機(jī)平臺2，長直線電機(jī)平臺1上設(shè)有長直線導(dǎo)軌3，長直線導(dǎo)軌3上滑動連接短直線電機(jī)平臺2，短直線電機(jī)平臺2上設(shè)有與長直線導(dǎo)軌3垂直的短直線導(dǎo)軌4，短直線導(dǎo)軌4上滑動連接設(shè)有靶球的固定座5；長直線電機(jī)平臺1和短直線電機(jī)平臺2均與控制單元6連接。進(jìn)一步的，為了通過控制長直線電機(jī)平臺1和短直線電機(jī)平抬2實(shí)現(xiàn)固定座5上靶球13的運(yùn)動，控制單元6采用電控單元。本發(fā)明的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，利用兩臺直線電機(jī)通過數(shù)學(xué)分解與合成的方式能夠產(chǎn)生直徑可變的標(biāo)準(zhǔn)圓弧，能夠在大范圍內(nèi)測試激光跟蹤儀的一維跟蹤能力；此外，該測試裝置在進(jìn)行一維跟蹤能力測試過程中，長直線電機(jī)平臺水平放置時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)方位跟蹤能力測試，長直線電機(jī)平臺豎直放置時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)俯仰跟蹤能力測試。

本發(fā)明的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，通過長直線電機(jī)平臺1和短直線導(dǎo)軌平臺2的有機(jī)配合，能夠使得能力測試裝置的一維跟蹤能力測試模塊上的靶球的運(yùn)動軌跡為標(biāo)準(zhǔn)圓弧，通過控制單元6對長直線電機(jī)平臺1和短直線電機(jī)平臺2的控制，可以實(shí)現(xiàn)固定座5上靶球的不同半徑的圓弧運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)可變半徑的標(biāo)準(zhǔn)圓弧軌跡的一維跟蹤能力測試，進(jìn)而更有效的實(shí)現(xiàn)對激光跟蹤儀的評價(jià)。此外，本發(fā)明的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，一維跟蹤能力測試模塊在將長直線電機(jī)平臺的放置位置不同，可以實(shí)現(xiàn)對水平、豎直的一維跟蹤的綜合能力測試，為評價(jià)激光跟蹤儀提供有效的數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中，本發(fā)明提供的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置通過一維跟蹤能力測試模塊100進(jìn)行一維跟蹤能力測試，一維跟蹤能力測試過程中，將長直線電機(jī)平臺水平放置，完成方位跟蹤極限測試。具體的，該方位跟蹤極限測試包括如下步驟：

S11、將長直線電機(jī)平臺1水平放置在光學(xué)平臺12上；

S12、將激光跟蹤儀11水平放置在基座(圖中未示出)上，調(diào)整基座的高度，使得激光跟蹤儀11的反射鏡中心與固定座5上靶球的球心等高；調(diào)整基座的位置，使得激光跟蹤儀11與固定座5上靶球的水平距離為預(yù)設(shè)值；

S13、啟動控制單元6，控制長直線電機(jī)平臺1和短直線電機(jī)平臺2協(xié)同運(yùn)動，分別實(shí)現(xiàn)短直線電機(jī)平臺2與長直線導(dǎo)軌3的相對運(yùn)動和固定座5與短直線導(dǎo)軌4的相對運(yùn)動，從而使得固定座5上靶球的運(yùn)動軌跡為水平圓弧，并通過控制單元6實(shí)現(xiàn)固定座5上靶球13沿水平圓弧進(jìn)行較低速的往復(fù)運(yùn)動；

S14、固定座5上靶球13完成n(n≥1)次往復(fù)運(yùn)動后，分別增加一次固定座5上靶球的速度和加速度，并記錄每次固定座5上靶球13的速度和加速度；

S15、重復(fù)S14的步驟，直到激光跟蹤儀11的跟蹤頭不能實(shí)現(xiàn)對所述固定座5上靶球13的跟蹤；

S16、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的最大的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，固定座5上靶球在最大的速度和加速度下進(jìn)行至少2n次往復(fù)運(yùn)動，若是復(fù)現(xiàn)激光跟蹤儀11對固定座5上靶球13的跟蹤，則最大的速度和加速度即為方位跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；可以理解的是，在進(jìn)行復(fù)核時(shí)，為了能夠保證復(fù)核準(zhǔn)確性，以及保證確定的跟蹤極限的準(zhǔn)確性，復(fù)核時(shí)要進(jìn)行至少2n次的往復(fù)運(yùn)動，即復(fù)核時(shí)往復(fù)運(yùn)動的次數(shù)要為S14中的初次往復(fù)運(yùn)動次數(shù)的2倍以上；

S17、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的次一級的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，固定座5上靶球在次一級的速度和加速度下進(jìn)行至少2n次往復(fù)運(yùn)動，若是復(fù)現(xiàn)激光跟蹤儀11對固定座5上靶球的跟蹤，則次一級的速度和加速度即為方位跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；

S18、重復(fù)步驟S17，直至確定出方位跟蹤極限。

本發(fā)明提供的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，通過一維跟蹤能力測試模塊的長直線導(dǎo)軌水平放置，并在控制單元的控制作用下，實(shí)現(xiàn)對方位跟蹤能力的測試，從而確定出方位跟蹤極限，以便為評價(jià)激光跟蹤儀提供有效的數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中，方位跟蹤極限確定之后，還包括如下步驟：

S19、計(jì)算方位跟蹤極限的速度偏差絕對值和加速度偏差絕對值，并將所述速度偏差絕對值與所述方位跟蹤極限的速度的比值和所述加速度偏差絕對值與所述方位跟蹤極限的加速度的比值作為方位相對跟蹤能力的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；其中，速度偏差絕對值為通過復(fù)核的固定座5上靶球的速度與激光跟蹤儀11輸出的速度的差值的絕對值；加速度偏差為通過復(fù)核的固定座5上靶球的加速度與激光跟蹤儀11輸出的加速度的差值的絕對值。

本發(fā)明的跟蹤能力測試方法中對激光跟蹤能力的評價(jià)可以分為兩級，一個(gè)就是通過確定的跟蹤儀正常工作的跟蹤能力，即作為合作目標(biāo)的靶球以多大速度、加速度運(yùn)動時(shí)，跟蹤儀能正常輸出坐標(biāo)值；另一個(gè)即為跟蹤極限確定后的速度偏差值、加速度偏差值；通過兩方面對激光跟蹤儀的跟蹤能力進(jìn)行評價(jià)，既能為儀器開發(fā)人員提供重要分析決策數(shù)據(jù)，又能為儀器使用人員的使用提供使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中，一維跟蹤能力測試還包括俯仰跟蹤極限測試，俯仰跟蹤極限測試包括如下步驟：

S11＇、將長直線電機(jī)平臺1豎直放置；

S12＇、將激光跟蹤儀11水平放置在基座上，調(diào)整基座的位置，使得激光跟蹤儀11與固定座5上靶球的水平距離為預(yù)設(shè)值；

S13＇、啟動控制單元，控制長直線電機(jī)平臺1和短直線電機(jī)平臺2協(xié)同運(yùn)動，分別實(shí)現(xiàn)短直線電機(jī)平臺2與長直線導(dǎo)軌3的相對運(yùn)動和固定座5與短直線導(dǎo)軌4的相對運(yùn)動，從而使得固定座5上靶球13的運(yùn)動軌跡為水豎直圓弧，并通過控制單元6實(shí)現(xiàn)固定座5上靶球13沿豎直圓弧進(jìn)行較低速的往復(fù)運(yùn)動；

S14＇、固定座5上靶球完成n＇(n＇≥1)次往復(fù)運(yùn)動后，分別增加一次固定座5上靶球13的速度和加速度，記錄固定座5上靶球13的速度和加速度；

S15＇、重復(fù)S14＇的步驟，直到激光跟蹤儀11的跟蹤頭不能實(shí)現(xiàn)對所述靶球的跟蹤；

S16＇、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的最大的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，固定座5上靶球在最大的速度和加速度下進(jìn)行至少2n＇次往復(fù)運(yùn)動，若是激光跟蹤儀11復(fù)現(xiàn)對固定座5上靶球13的跟蹤，則最大的速度和加速度即為俯仰跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；可以理解的是，在進(jìn)行復(fù)核時(shí)，為了能夠保證復(fù)核準(zhǔn)確性，以及保證確定的跟蹤極限的準(zhǔn)確性，復(fù)核時(shí)要進(jìn)行至少2n＇次的往復(fù)運(yùn)動，即復(fù)核時(shí)往復(fù)運(yùn)動的次數(shù)要為S14中的初次往復(fù)運(yùn)動次數(shù)的2倍以上；

S17＇、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的次一級的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，固定座5上靶球在次一級的速度和加速度下進(jìn)行至少2n＇次往復(fù)運(yùn)動，若是激光跟蹤儀11復(fù)現(xiàn)固定座5上靶球13的跟蹤，則次一級的速度和加速度即為俯仰跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；

S18＇、重復(fù)步驟S17＇，直至確定出俯仰跟蹤極限。

本發(fā)明提供的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，通過一維跟蹤能力測試模塊的長直線導(dǎo)軌豎直放置，并在控制單元的控制作用下，實(shí)現(xiàn)對方位跟蹤能力的測試，從而確定出俯仰跟蹤極限，以便為評價(jià)激光跟蹤儀提供有效的數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例中，俯仰跟蹤極限確定之后，還包括如下步驟：

S19＇、計(jì)算俯仰跟蹤極限的速度偏差絕對值和加速度偏差絕對值，并將速度偏差絕對值與俯仰跟蹤極限的速度的比值和加速度偏差絕對值與俯仰跟蹤極限的加速度的比值作為俯仰相對跟蹤能力的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；速度偏差絕對值為通過復(fù)核的固定座5上靶球13的速度與激光跟蹤儀11輸出的速度的差值的絕對值；加速度偏差為通過復(fù)核的固定座5上靶球13的加速度與激光跟蹤儀11輸出的加速度的差值的絕對值。

本發(fā)明提供的激光跟蹤能力測試方法，將一維狀態(tài)下方位和俯仰的跟蹤極限的偏差絕對值與跟蹤極限的比值一維狀態(tài)下相對跟蹤能力的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，比值越小，則跟蹤能力越好，通過該評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，可以有效評價(jià)激光跟蹤儀11的一維狀態(tài)的跟蹤能力。

如圖4所示，本實(shí)施例中，一維跟蹤能力測試還包括測距響應(yīng)能力測試，測距響應(yīng)能力測試包括如下步驟：

S11＂、將長直線電機(jī)平臺1水平放置在光學(xué)平臺12上；

S12＂、將激光跟蹤儀11水平放置在基座上，調(diào)整基座的高度，使得激光跟蹤儀11的反射鏡中心與固定座5上靶球13的球心等高；調(diào)整基座的位置，使得激光跟蹤儀11與固定座5上靶球13的水平距離為預(yù)設(shè)值；

S13＂、啟動控制單元，控制長直線電機(jī)平臺1單獨(dú)運(yùn)動，使得固定座5上靶球13沿水平直線進(jìn)行較低速的往復(fù)運(yùn)動；

S14＂、固定座5上靶球完成N(N≥1)次往復(fù)運(yùn)動后，分別增加一次固定座5上靶球13的速度和加速度，記錄固定座5上靶球13的速度和加速度；

S15＂、重復(fù)S14＂的步驟，直到激光跟蹤儀11的跟蹤頭不能實(shí)現(xiàn)對固定座5上靶球13的跟蹤；

S16＂、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的最大的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，固定座5上靶球在最大的速度和加速度下進(jìn)行至少2N次往復(fù)運(yùn)動，若是激光跟蹤儀11復(fù)現(xiàn)固定座5上靶球的跟蹤，則最大的速度和加速度即為測距響應(yīng)的跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；可以理解的是，在進(jìn)行復(fù)核時(shí)，為了能夠保證復(fù)核準(zhǔn)確性，以及保證確定的跟蹤極限的準(zhǔn)確性，復(fù)核時(shí)要進(jìn)行至少2N次的往復(fù)運(yùn)動，即復(fù)核時(shí)往復(fù)運(yùn)動的次數(shù)要為S14中的初次往復(fù)運(yùn)動次數(shù)的2倍以上；

S17＂、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的次一級的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，固定座5上靶球在次一級的速度和加速度下進(jìn)行至少2N次往復(fù)運(yùn)動，若是激光跟蹤儀11復(fù)現(xiàn)固定座5上靶球的跟蹤，則次一級的速度和加速度即為測距響應(yīng)的跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；

S18＂、重復(fù)步驟S17＂，直至確定出測距響應(yīng)的跟蹤極限。

本發(fā)明提供的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，通過一維跟蹤能力測試模塊的長直線電機(jī)平臺水平放置，控制單元控制長直線電機(jī)平臺單獨(dú)作用，實(shí)現(xiàn)對測距響應(yīng)跟蹤能力的測試，從而確定出測距相應(yīng)的跟蹤極限，以便為儀器開發(fā)人員評價(jià)激光跟蹤儀提供有效的數(shù)據(jù)。

如圖5所示，本實(shí)施例中，本發(fā)明提供的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置還包括二維跟蹤能力測試模塊200，二維跟蹤能力測試模塊200包括支撐架7、旋轉(zhuǎn)電機(jī)8和旋轉(zhuǎn)臂9，支撐架7的頂端設(shè)有旋轉(zhuǎn)電機(jī)8，旋轉(zhuǎn)電機(jī)8的輸出軸垂直連接旋轉(zhuǎn)臂9，旋轉(zhuǎn)臂9的頂端連接靶球座10；旋轉(zhuǎn)電機(jī)8與控制單元6連接。更進(jìn)一步的，為了保持力矩的平衡，旋轉(zhuǎn)臂9設(shè)有兩個(gè)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)臂9相對旋轉(zhuǎn)電機(jī)8的輸出軸的軸線對稱布置。此外，為了實(shí)現(xiàn)靶球座10上靶球的運(yùn)動軌跡為不同的圓形，旋轉(zhuǎn)臂9設(shè)計(jì)為可伸縮式的旋轉(zhuǎn)臂，通過改變旋轉(zhuǎn)臂的長度，實(shí)現(xiàn)不同直徑狀態(tài)的圓形軌跡。

本發(fā)明的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置，通過二維跟蹤能力測試模塊200能夠?qū)崿F(xiàn)對二維跟蹤能力的測試，在控制單元的控制下，旋轉(zhuǎn)電機(jī)8帶動旋轉(zhuǎn)臂9在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，靶球座10上靶球13產(chǎn)生方位、俯仰方向上的速度和加速度，從而使得其繞著輸出軸的軸線做圓周運(yùn)動，完成對激光跟蹤儀的二維跟蹤能力測試；激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置既能通過一維跟蹤能力測試模塊對一維跟蹤能力進(jìn)行測試又能通過二維跟蹤能力測試模塊對二維跟蹤能力進(jìn)行測試；通過對一維和二維的兩種狀態(tài)下的測試結(jié)果，能夠?qū)す飧檭x進(jìn)行較為綜合以及全面的評價(jià)。

具體的，二維跟蹤能力測試包括如下步驟：

S21、將激光跟蹤儀11水平放置在基座上，調(diào)整基座的高度，使得激光跟蹤儀11的反射鏡中心與旋轉(zhuǎn)電機(jī)8的中心等高；調(diào)整基座的位置，使得反射鏡中心與旋轉(zhuǎn)電機(jī)8的中心的連接線垂直于旋轉(zhuǎn)臂9；

S22、啟動控制單元6，控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)8動作，旋轉(zhuǎn)電機(jī)8的輸出軸在旋轉(zhuǎn)電機(jī)8的電動下旋轉(zhuǎn)，與輸出軸垂直連接的旋轉(zhuǎn)臂9圍繞輸出軸做圓周運(yùn)動，則靶球座10上靶球的運(yùn)動軌跡為豎直平面上的圓周運(yùn)動，并通過控制單元實(shí)現(xiàn)靶球座10上靶球沿圓周進(jìn)行較低速的往復(fù)運(yùn)動；

S23、靶球座10上靶球完成N＇(N＇≥1)次往復(fù)運(yùn)動后，分別增加一次靶球座10上靶球的速度和加速度，記錄靶球座10上靶球的速度和加速度；

S24、重復(fù)S23的步驟，直到激光跟蹤儀11的跟蹤頭不能實(shí)現(xiàn)對靶球座10上靶球的跟蹤；

S25、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的最大的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，靶球座10上靶球在最大的速度和加速度下進(jìn)行至少2N＇次往復(fù)運(yùn)動，若是激光跟蹤儀11復(fù)現(xiàn)靶球座10上靶球的跟蹤，則最大的速度和加速度即為二維跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；可以理解的是，在進(jìn)行復(fù)核時(shí)，為了能夠保證復(fù)核準(zhǔn)確性，以及保證確定的跟蹤極限的準(zhǔn)確性，復(fù)核時(shí)要進(jìn)行至少2N＇次的往復(fù)運(yùn)動，即復(fù)核時(shí)往復(fù)運(yùn)動的次數(shù)要為S14中的初次往復(fù)運(yùn)動次數(shù)的2倍以上；

S26、對能夠?qū)崿F(xiàn)跟蹤的次一級的速度和加速度進(jìn)行復(fù)核，靶球座10上靶球在次一級的速度和加速度下進(jìn)行至少2N＇次往復(fù)運(yùn)動，若是激光跟蹤儀11復(fù)現(xiàn)靶球座10上靶球的跟蹤，則次一級的速度和加速度即為二維跟蹤極限；若是不能復(fù)現(xiàn)，則進(jìn)行下一步；

S27、重復(fù)步驟S26，直至確定出二維跟蹤極限。

本實(shí)施例中，二維跟蹤極限確定之后，還包括如下步驟：

S28、計(jì)算二維跟蹤極限的速度偏差絕對值和加速度偏差絕對值，并將速度偏差絕對值與二維跟蹤極限的速度的比值和加速度偏差絕對值與二維跟蹤極限的加速度的比值作為二維的相對跟蹤能力的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；速度偏差絕對值為通過復(fù)核的靶球座10上靶球的速度與激光跟蹤儀11輸出的速度的差值的絕對值；加速度偏差為通過復(fù)核的靶球座10上靶球的加速度與激光跟蹤儀11輸出的加速度的差值的絕對值。

可以理解的是，二維狀態(tài)下的跟蹤能力測試過程中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的作用下，作為目標(biāo)的靶球產(chǎn)生豎直平面上的方位、俯仰方向的速度、加速度矢量，且激光跟蹤儀也是分別輸出方位、俯仰方向上的速度、俯仰加速度，在確定二維跟蹤極限之后，應(yīng)首次通過靶球座10上靶球的方位、俯仰方向上的速度和加速度求得二維跟蹤極限的合速度和合加速度，通過激光跟蹤儀11輸出的方位、俯仰方向上的速度和加速度求得此時(shí)激光跟蹤儀11輸出的合速度和合加速度，再通過靶球座10上靶球的合速度以及激光跟蹤儀11的合速度計(jì)算出二者的速度偏差值，通過靶球座10上靶球的合加速度以及激光跟蹤儀11的合加速度計(jì)算出二者的加速度偏差絕對值。

本發(fā)明的激光跟蹤儀跟蹤能力測試裝置及方法，通過一維跟蹤能力測試模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)直徑可變的標(biāo)準(zhǔn)圓弧，能夠在大范圍內(nèi)測試激光跟蹤儀的方位、俯仰一維跟蹤能力；通過二維跟蹤能力測試模塊，通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)臂，能夠進(jìn)行大范圍內(nèi)的二維跟蹤能力測試；測試過程中不僅得出相應(yīng)的跟蹤極限，還根據(jù)跟蹤極限確定出速度偏差值與目標(biāo)速度的比值以及加速度偏差絕對值與目標(biāo)加速度的比值；兩方面的評價(jià)，既能為儀器開發(fā)人用提供重要分析決策數(shù)據(jù)，又能為儀器使用人員提供重要的參考數(shù)據(jù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。