[發(fā)明專(zhuān)利]測(cè)量?jī)x和測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680050320.1
• 申請(qǐng)日: 2006-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101351684A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·赫茨曼;T·克朗;M·努登費(fèi)爾特
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 特里伯有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01C15/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C15/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所
• 代理人: 楊曉光;于靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及一種測(cè)量?jī)x和測(cè)量方法。本發(fā)明還涉及一種使測(cè)量?jī)x 執(zhí)行測(cè)量方法的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

背景技術(shù)

常規(guī)的測(cè)量?jī)x包括可安裝在三腳架上的底座和可相對(duì)于底座旋轉(zhuǎn)安裝 的光學(xué)系統(tǒng)，其中提供角度傳感器以測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于底座的取向。光 學(xué)系統(tǒng)可限定瞄準(zhǔn)方向，該方向可與光學(xué)系統(tǒng)的光軸一致或者由光學(xué)系統(tǒng) 光路上的十字線限定。操作員可查看光學(xué)系統(tǒng)并定位光學(xué)系統(tǒng)從而使瞄準(zhǔn) 方向朝向所感興趣的目標(biāo)。操作員然后還可在合適選擇的測(cè)量?jī)x坐標(biāo)系中 測(cè)量目標(biāo)方向的角度。

測(cè)量?jī)x可具有跟蹤功能，其中根據(jù)表示光學(xué)系統(tǒng)瞄準(zhǔn)方向與朝向目標(biāo) 方向之間的差別的誤差信號(hào)控制用于控制光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于底座的取向的電 動(dòng)機(jī)。為此，光學(xué)系統(tǒng)可包括用于產(chǎn)生限定光學(xué)系統(tǒng)瞄準(zhǔn)方向的成形測(cè)量 光束的光源，以及位置敏感輻射檢測(cè)器，例如四象限檢測(cè)器、位置檢測(cè)器 或者CCD檢測(cè)器，以接收從反射目標(biāo)反射的測(cè)量光。跟蹤系統(tǒng)控制電動(dòng) 機(jī)從而盡量減小從輻射檢測(cè)器的檢測(cè)器信號(hào)所獲得的誤差信號(hào)。在其中跟 蹤系統(tǒng)維持光學(xué)系統(tǒng)取向使得光學(xué)系統(tǒng)的瞄準(zhǔn)方向與目標(biāo)交叉的測(cè)量周期 內(nèi)累加角度傳感器的多個(gè)角度值讀數(shù)。然后對(duì)在測(cè)量周期內(nèi)所獲得的多個(gè) 角度值讀數(shù)進(jìn)行平均以產(chǎn)生表示坐標(biāo)系中目標(biāo)角度的角度值。

測(cè)量光束穿過(guò)的空氣體湍流可引起測(cè)量光束的光路偏離直線，從而造 成跟蹤誤差信號(hào)的波動(dòng)。由于跟蹤系統(tǒng)的跟蹤控制，考慮到盡量減小誤差 信號(hào)而連續(xù)控制電動(dòng)機(jī)。這一點(diǎn)造成了在測(cè)量周期期間所獲得的角度值的 波動(dòng)。為獲得充分的測(cè)量精度有必要累加足夠數(shù)量的角度值讀數(shù)以將其平 均而確定測(cè)量結(jié)果。因此，測(cè)量周期必須具有足夠長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，例如十 秒或更多以保證在強(qiáng)空氣湍流環(huán)境中獲得期望的測(cè)量精度。這一點(diǎn)產(chǎn)生了 長(zhǎng)期的測(cè)量計(jì)劃，其中測(cè)量多個(gè)關(guān)注目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

考慮到上述問(wèn)題完成了本發(fā)明。

本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于確定相對(duì)于目標(biāo)的取向的測(cè)量方法，其中 基于由測(cè)量?jī)x的跟蹤系統(tǒng)所產(chǎn)生的誤差信號(hào)讀數(shù)終止測(cè)量周期。

可以以規(guī)則的時(shí)間間隔或者不規(guī)則的時(shí)間間隔重復(fù)獲得在測(cè)量周期內(nèi) 獲得的誤差信號(hào)讀數(shù)，該時(shí)間間隔在執(zhí)行該方法時(shí)例如根據(jù)控制測(cè)量的處 理單元的工作量而確定。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，終止測(cè)量周期包括確定在測(cè)量周期內(nèi)所獲得的 多個(gè)誤差信號(hào)讀數(shù)的誤差信號(hào)值的變率(variability)。例如可確定誤差信 號(hào)值的標(biāo)準(zhǔn)誤差并將其用作變率。

根據(jù)示例性實(shí)施例，當(dāng)變率低于預(yù)定閾值時(shí)終止測(cè)量周期。根據(jù)這里 的示例性實(shí)施例，可由用戶(hù)設(shè)置預(yù)定的閾值。

本發(fā)明的其它實(shí)施例提供了一種確定相對(duì)于目標(biāo)取向的測(cè)量方法，其 中基于由測(cè)量?jī)x的角度測(cè)量系統(tǒng)所產(chǎn)生的角度信號(hào)讀數(shù)終止測(cè)量周期。可 以以測(cè)量周期內(nèi)規(guī)則的時(shí)間間隔或者以不規(guī)則的時(shí)間間隔獲得角度信號(hào)的 多個(gè)讀數(shù)。

根據(jù)實(shí)施例，通過(guò)對(duì)在測(cè)量周期內(nèi)獲得的多個(gè)角度信號(hào)讀數(shù)的角度信 號(hào)值進(jìn)行平均而確定方向。

根據(jù)示例性實(shí)施例，可根據(jù)多個(gè)誤差信號(hào)讀數(shù)和多個(gè)角度信號(hào)讀數(shù)確 定測(cè)量周期的終止。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測(cè)量?jī)x包括構(gòu)造為使得測(cè)量?jī)x執(zhí)行上述測(cè)量方法 的處理單元。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，測(cè)量?jī)x包括：底座；可相對(duì)于底座旋轉(zhuǎn) 安裝的光學(xué)系統(tǒng)；至少一個(gè)用于控制光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于底座的取向的電動(dòng)機(jī)； 用于測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于底座的取向的角度測(cè)量系統(tǒng)；用于控制該至少一 個(gè)電動(dòng)機(jī)從而使得光學(xué)系統(tǒng)指向目標(biāo)的跟蹤系統(tǒng)；和處理單元，其被構(gòu)造 為重復(fù)獲得在測(cè)量周期內(nèi)由角度測(cè)量系統(tǒng)所產(chǎn)生的角度信號(hào)讀數(shù)、重復(fù)獲 得跟蹤系統(tǒng)在測(cè)量周期內(nèi)所產(chǎn)生的誤差信號(hào)的讀數(shù)、基于在測(cè)量周期內(nèi)獲 得的多個(gè)誤差信號(hào)讀數(shù)終止測(cè)量周期、以及基于在測(cè)量周期內(nèi)獲得的多個(gè) 角度信號(hào)讀數(shù)計(jì)算角度值。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，測(cè)量?jī)x包括：底座；可相對(duì)于底座旋轉(zhuǎn) 安裝的光學(xué)系統(tǒng)；至少一個(gè)用于控制光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于底座的取向的電動(dòng)機(jī)； 用于測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于底座的取向的角度測(cè)量系統(tǒng)；用于控制該至少一 個(gè)電動(dòng)機(jī)從而使得光學(xué)系統(tǒng)指向目標(biāo)的跟蹤系統(tǒng)；和處理單元，其被構(gòu)造 為重復(fù)獲得在測(cè)量周期內(nèi)由角度測(cè)量系統(tǒng)所產(chǎn)生的角度信號(hào)讀數(shù)、基于在 測(cè)量周期內(nèi)獲得的多個(gè)角度信號(hào)讀數(shù)終止測(cè)量周期、以及基于在測(cè)量周期 內(nèi)獲得的多個(gè)角度信號(hào)讀數(shù)計(jì)算角度值。