一種輔助飛機慣導(dǎo)成品組件安裝的測量校準方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛機慣導(dǎo)成品組件安裝過程中的校準方法，尤其涉及一種基于飛機航向、俯仰、橫滾基準點的輔助飛機慣導(dǎo)成品組件安裝的測量校準方法。
【背景技術(shù)】
[0002]慣性導(dǎo)航系統(tǒng)做為一種全天候的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)，為飛機提供位置、速度、航向和姿態(tài)角等數(shù)據(jù)信息，其系統(tǒng)的精度直接影響飛機的性能。
[0003]慣性導(dǎo)航系統(tǒng)成品組件在飛機總裝環(huán)節(jié)的航向、橫滾、俯仰三個方向的初始安裝誤差會嚴重影響試驗機的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航的精度。因此需要一套輔助慣導(dǎo)成品組件安裝的測量系統(tǒng)，快速定位慣性導(dǎo)航系統(tǒng)成品在機上的初始安裝誤差，從而使慣導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)航精度得以提高。
[0004]慣導(dǎo)成品組件安裝校準裝置，是針對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)成品基座初始安裝位校準而設(shè)計的快捷、準確、高精度的校準設(shè)備。針對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的初始安裝誤差無法消除，且該誤差會嚴重影響試驗機的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航精度的問題，研究了一套電子傳感器及全站儀測量的慣性導(dǎo)航部件安裝校準技術(shù)，通過高精度傾角傳感器完成慣導(dǎo)成品組件橫滾及俯仰角的校準;通過高精度全站儀測量并解算出飛機航向基準角，與機上慣導(dǎo)成品組件安裝基座的航向角進行對比，從而達到快速準確校準慣導(dǎo)成品組件安裝誤差的目的。
[0005]傳統(tǒng)慣導(dǎo)成品組件基座安裝校準方案全部采用靶板，通過經(jīng)瑋儀人工觀測，整個過程需要人工采集數(shù)據(jù)、人工讀取、人工操作及計算;精度低，人為因素多，校準流程繁瑣。
[0006]飛機機身在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，會在機身及機翼上標(biāo)注飛機航向基準點A點和B點、俯仰基準點C點和D點、橫滾基準點E點和F點，各基準點會以醒目的紅色圓點進行標(biāo)注，便于后續(xù)總裝、調(diào)試工序使用。全站儀，即全站型電子測距儀(Electronic Total Stat1n)，是一種集光、機、電為一體的高技術(shù)測量儀器，是集水平角、垂直角、距離(斜距、平距)、高差測量功能于一體的測繪儀器系統(tǒng)。本方案在對慣導(dǎo)成品組件進行校準時就是以上述3個方向6個基準點為參照并利用全站儀進行的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種利用全站儀輔助飛機慣導(dǎo)成品組件安裝的測量校準方法。
[0008]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:
一種輔助飛機慣導(dǎo)成品組件安裝的測量校準方法，飛機的機身及機翼上標(biāo)注有飛機航向基準點A點和B點、俯仰基準點C點和D點、橫滾基準點E點和F點，所述測量校準方法包括以下步驟:
(I)飛機機身的俯仰基準角、橫滾基準角的測量和飛機慣導(dǎo)成品基座的調(diào)整校準:
(1.1)在飛機機身側(cè)面的俯仰基準點旁邊架設(shè)全站儀，通過全站儀測量基準點C點和D點之間的高度差； (1.2)根據(jù)測量出的C點和D點之間的高度差，以及已知的C點和D點之間的距離，計算飛機俯仰基準角，即C點和D點之間連線與水平線之間的角度；
(1.3)在飛機機頭前側(cè)架設(shè)全站儀，并以機翼下方的橫滾基準點為參考懸掛全站儀棱鏡，通過全站儀測量出E點和F點之間的高度差；
(1.4)據(jù)測量出的E點和F點之間的高度差，以及已知的E點和F點之間的距離，計算飛機橫滾基準角，即E點和F點之間連線與水平線之間的角度；
(1.5)在已知機身俯仰基準角和橫滾基準角的前提下，將集成了電子傾角傳感器的校準工裝安裝在飛機慣導(dǎo)成品基座上，通過內(nèi)置的電子傾角傳感器測量飛機成品安裝基座的俯仰角度和橫滾角度，并將其與飛機成品安裝基座進行常規(guī)計算得出托架調(diào)整意見，根據(jù)該調(diào)整意見完成飛機成品安裝基座的調(diào)整校準；
(2 )飛機機身航向測量及成品安裝基座航向校準:
(2.1)在飛機機身前側(cè)架設(shè)全站儀，分別測量飛機航向基準點A點和B點，以及飛機慣導(dǎo)成品托架工裝的基準點X點和Y點；
(2.2)通過測量A點、BA、X點和Y點，可以得到以全站儀為坐標(biāo)原點的A、B、X、Y各點的相對空間坐標(biāo)位置，再結(jié)合步驟(I)測量到的飛機機身俯仰基準角和橫滾基準角，通過空間幾何運算可以得到A點、B點、X點和Y點組成的一個四邊形及其至機身水平面的投影，已知這個四邊形的各邊的長度及4個角的角度，計算出邊AB與邊XY的夾角，即得到飛機慣導(dǎo)成品托架航向與機身航向基準線之間的角差，即完成飛機機身航向測量；
(2.3)通過測量出的飛機慣導(dǎo)成品托架航向與機身航向基準線之間的角差，通過常規(guī)計算得出飛機慣導(dǎo)成品基座的調(diào)整意見，根據(jù)該調(diào)整意見對成品安裝基座進行調(diào)整后，再次測量X點和Y點的數(shù)據(jù)得到新的航向角差，直至角差在允許的范圍內(nèi)，完成成品安裝基座航向校準。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明采用高精度的全站儀測量飛機機身俯仰基準角和橫滾基準角、以及飛機航向基準點A點、B點、飛機慣導(dǎo)成品托架工裝的基準點X點和Y點，采用電子傾角傳感器測量飛機成品安裝基座的俯仰角度和橫滾角度，測量精確，具有在飛機不擺水平的前提下完成對飛機成品托架的基準位調(diào)整的功能;通過全站儀實現(xiàn)了自動計算，無需人工讀取和計算，測量精度和效率都有很大提高，全站儀的測量精度可達I’，測量時間小于10秒;電子傾角傳感器的測量精度可達I’，穩(wěn)定時間小于5秒;實現(xiàn)了航向角校準誤差在V以內(nèi)。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明實施例的步驟(1.1)中通過全站儀測量基準點C點和D點之間的高度差的示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例的步驟(1.2)中計算飛機俯仰基準角的示意圖；
圖3是本發(fā)明實施例的步驟(1.3)中通過全站儀測量基準點E點和F點之間的高度差以及步驟(1.4)中計算飛機橫滾基準角的示意圖；
圖4是本發(fā)明實施例的步驟(2.1)中通過全站儀測量飛機航向基準點A點和B點、以及飛機慣導(dǎo)成品托架工裝的基準點X點和Y點的示意圖；
圖5是本發(fā)明實施例的步驟(2.2)中通過A點、B點、X點和Y點得到以全站儀為坐標(biāo)原點的A、B、X、Y各點的相對空間坐標(biāo)位置的示意圖；
圖6是本發(fā)明實施例中通過全站儀測量基準角中測量高差的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0011 ]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明:
實施例:
飛機的機身及機翼上標(biāo)注有飛機航向基準點A點和B點、俯仰基準點C點和D點、橫滾基準點E點和F點。
[0012]按以下步驟完成輔助飛機慣導(dǎo)成品組件安裝的測量校準過程:
(I)飛機機身的俯仰基準角、橫滾基準角的測量和飛機慣導(dǎo)成品基座的調(diào)整校準:
(1.1)如圖1所示，在飛機機身側(cè)面的俯仰基準點旁邊架設(shè)全站儀I，通過全站儀I測量基準點C點和D點之間的高度差；
(1.2)如圖2所示，設(shè)C點所在水平線與D點所在豎直線相交的點為O點，根據(jù)測量出的C點和D點之間的高度差，以及已知的C點和D點之間的距離，計算飛機俯仰基準角，S卩C點和D點之間連線與水平線之間的角度，即ZDC0;
(1.3)如圖3所示，在飛機機頭前側(cè)架設(shè)全站儀I，并以機翼下方的橫滾基準點為參考懸掛全站儀I的棱鏡，通過全站儀測量出E點和F點之間的高度差；
(1.4)設(shè)E點所在水平線與F點所在豎直線相交的點為O’點，據(jù)測量出的E點和F點之間的高度差，以及已知的E點