[發明專利]光瞄系統空間方位角標定方法

有效

• 申請號: 201210161414.3
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102679946A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 惠梅;鄧年茂
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01C1/02
• 分類號: G01C1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

■技術領域

本發明涉及瞄準系統，特別是光學瞄準系統中的一種空間方位角標定方法。

■背景技術

在光瞄系統中，一般包含有由下儀器與陀螺羅盤組成的北向基準測量傳遞組合。其中，下儀器內部的測角棱鏡與下部的基準棱鏡之間，在高度上不在一個水平面內，在方位角上彼此相差約90度。因此該兩者之間構成一個空間內的夾角。為了保證儀器的精度，需要對該空間夾角進行經常性測量。常規的測量方法采用自準直經緯儀分別在與該兩個被測棱鏡法線位置對應的兩個不同的高度和不同的位置進行兩次架設，并通過光瞄同一個大口徑的反射平面鏡進行角度基準的傳遞。顯然，為了測量該一個夾角，由于兩次在不同的方位和位置、不同的高度架設經緯儀，勢必需要對經緯儀進行兩次位置移動、固定和調平操作，并且需要分別瞄準被測的兩個棱鏡和兩次光瞄大反射鏡。由于準直經緯儀的測量屬于精密測量，測量和操作過程十分費時費力，效率低下。

■發明內容：

本發明的目的在于提供一種空間方位角標定方法，用于對北向基準測量與傳遞組合中的上下兩個方位夾角在90度左右的棱鏡法線之間的夾角進行快速測量，以縮短測量時間，降低測試人員的工作強度，提高工作效率。

空間方位角標定裝置的組成包括準直經緯儀、支架筒、儀器基座、支架下盤、支架上盤、壓緊機構，還包括折轉光路裝置、懸掛機構、分度臺轉盤。其中，折轉光路裝置與懸掛機構組合成為一個整體，使用時懸掛在北向基準測量傳遞組合的上表面及側面，分度臺轉盤位于支架下盤與儀器基座之間。折轉光路裝置采用一個截面形狀為平行四邊形的光學棱鏡及相應的光學固定機構組成，該平行四邊形棱鏡的長度由被測的測角棱鏡與基準棱鏡法線在空間的高度差決定。平行四邊形的兩個斜面之間通過光學加工保證具有高度的平行性。由于該平行四邊形棱鏡具有從一側入射到斜面內部的光線經過兩個斜面上的反射后出射光與入射光嚴格平行的特性，利用該特性可以實現將被測量的棱鏡法線在空間上平移到特定高度的功能。

采用該空間方位角標定方法，對北向基準測量傳遞組合中的上下兩個棱鏡法線之間夾角進行測量的過程如下：將北向基準測量傳遞組合架設在由儀器基座、分度臺轉盤、支架下盤、支架筒、支架上盤組成的支撐座上方，用壓緊機構壓緊。將折轉光路裝置用懸掛機構安置在北向基準測量傳遞組合上方，使平行四邊形棱鏡的側面對準下方的基準棱鏡。架設準直經緯儀，使其光軸方向對準平行四邊形棱鏡的上方通光孔，并進行整平。先通過平行四邊形棱鏡對下方基準棱鏡進行準直測量，記下準直經緯儀方位角讀數和此時的分度臺轉盤角度讀數。然后，通過分度臺轉盤的旋轉，帶動其上方的北向基準測量傳遞組合旋轉90度，這樣，準直經緯儀的光軸將基本對準下儀器內部的測角棱鏡法線方向。調整準直經緯儀的方位軸，使其對該測角棱鏡的法線方向進行準直測量，記下準直經緯儀此時的方位讀數，并記下分度臺轉盤轉動的精確角度。對兩次記下的準直經緯儀讀數進行求差計算，并與分度臺轉盤轉動的精確角度進行求和計算，即可得到北向基準測量傳遞組合內部棱鏡與下方的基準棱鏡法線之間的空間夾角。

■有益效果

本發明采用折轉光路裝置對基準棱鏡法線高度進行平移轉換，采用分度臺轉盤對北向基準測量傳遞組合的棱鏡法線進行90度夾角的轉換，避免了測量中需要兩次移動和重新架設準直經緯儀的麻煩。具有測量速度快，測量時間短，工作強度低，工作效率高的特點。

■附圖說明

圖1為空間方位角標定方法實施示意圖。

1.準直經緯儀??2.支架筒??3.儀器基座??4.支架下盤??5.支架上盤??6.壓緊機構??7.折轉光路裝置??8.懸掛機構??9.分度臺轉盤??10.北向基準測量傳遞組合??11.光學棱鏡??12.測角棱鏡??13.基準棱鏡

■具體實施方式

空間方位角標定裝置主要由準直經緯儀1、支架筒2、儀器基座3、支架下盤4、支架上盤5、壓緊機構6，以及折轉光路裝置7、懸掛機構8、分度臺轉盤9組成。其中，折轉光路裝置7與懸掛機構8組合成為一個整體，使用時懸掛在北向基準測量傳遞組合10的上表面及側面，分度臺轉盤9位于支架下盤4與儀器基座3之間。折轉光路裝置7采用一個截面形狀為平行四邊形的光學棱鏡11及相應的光學固定機構組成，該平行四邊形棱鏡的長度由被測的測角棱鏡12與基準棱鏡13法線在空間的高度差決定。平行四邊形的兩個斜面之間通過光學加工保證具有高度的平行性。由于該平行四邊形棱鏡具有從一側入射到斜面內部的光線經過兩個斜面上的反射后出射光與入射光嚴格平行的特性，利用該特性可以實現將被測量的棱鏡法線在空間上平移到特定高度的功能。

使用時，將北向基準測量傳遞組合10架設在由儀器基座3、分度臺轉盤9、支架下盤4、支架筒2、支架上盤5組成的支撐座上方，用壓緊機構6壓緊。將折轉光路裝置7用懸掛機構8安置在北向基準測量傳遞組合10上方，使平行四邊形棱鏡11的側面對準下方的基準棱鏡13。架設準直經緯儀1，使其光軸方向對準平行四邊形棱鏡的上方通光孔，并進行整平。先通過平行四邊形棱鏡11對下方基準棱鏡13進行準直測量，記下準直經緯儀方位角讀數和此時的分度臺轉盤9角度讀數。然后，通過分度臺轉盤9的旋轉，帶動其上方的北向基準測量傳遞組合10旋轉90度，這樣，準直經緯儀1的光軸將基本對準下儀器內部的測角棱鏡法線12方向。調整準直經緯儀1的方位軸，使其對該測角棱鏡12的法線方向進行準直測量，記下準直經緯儀1此時的方位讀數，并記下分度臺轉盤9轉動的精確角度。對兩次記下的準直經緯儀讀數進行求差計算及與分度臺轉盤轉動的精確角度進行求和計算，即可得到北向基準測量傳遞組合內部棱鏡12與下方的基準棱鏡13法線之間的空間夾角。