[發明專利]一種轉臺傾角測量系統及其測量方法

有效

• 申請號: 201610206447.3
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN105627989B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 馮冰硯;李勁松;李琦;沈曉飛
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙)34124
• 代理人: 丁瑞瑞

技術領域

本發明屬于平臺調平技術領域，具體涉及一種轉臺傾角測量系統及其測量方法。

背景技術

雷達天線支撐臂的安裝與轉臺的水平度有直接的關系，水平度不夠精確，轉臺轉動時，雷達天線會隨著轉臺水平面上下跳動而跳動，雷達所測得目標的坐標就不是真實位置。為了得到雷達探測目標的真實位置，需要對雷達轉臺的進行精確的水平調整，使雷達轉臺水平度滿足要求。現階段是把雙軸水平傾角傳感器安裝在雷達車的平臺上，水平傳感器把測量的雷達車平臺的傾角數據傳送給平臺控制調平機構，平臺控制調平機構對雷達車平臺進行調平。在使用水平傾角傳感器對雷達車平臺傾角測量前，需要對水平傾角傳感器進行校零。現階段采用人工校零，把單軸傾角傳感器放置在雷達轉臺上，由于雷達轉臺表面并不平整，還需要借助于工裝。采用這種校零方式時間長、精度低，對調試人員還有一定的危險性。雷達車長時間使用后，由于狀態的變化，還需要重復對雙軸水平傳感器進行校零。鑒于以上缺點，現亟需要研究自動化程度高的轉臺傾角測量系統。

發明內容

本發明的目的是提供一種自動化程度高的轉臺傾角測量系統及其測量方法。

為實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

一種利用轉臺傾角測量系統測量轉臺傾角的測量方法，所述轉臺設置在車體平臺上，所述轉臺上設有傾角測量儀和數據采集板，所述傾角測量儀沿轉臺徑向設置，所述數據采集板包括一個DSP部件，數據采集板有三個通信接口，其中一個通信接口與傾角測量儀通信獲取轉臺傾角測量數據，另一通信接口與轉臺電機編碼器通信獲取轉臺方位信息，最后一個通信接口與平臺控制調平機構通信；數據采集板通過采集到的數據，計算出轉臺傾角并傳送給平臺控制調平機構，由平臺控制調平機構對轉臺進行調平，其特征在于包括如下步驟：

S1：將轉臺鎖死在平臺上，此時作為轉臺的初始位置；

S2：在轉臺上畫出兩條相互垂直的a線和b線，a線和b線過旋轉軸中心點，a線和b線分別和撐腿形成的四條線正交，其中，傾角測量系統放置在a線和b線邊緣處的四個位置中；

S3：轉臺待調平面與轉臺的旋轉軸OO’的交點為全局坐標系的O點，坐標系的X軸和Y軸位于同一水平面內，Z軸鉛錘向上；

S4：將在轉臺a線上安裝的轉臺傾角測量系統平移到OC上安裝，OC是與a線平行并過O點的一條參考線，平移并不影響校正傳感器傾角測量結果，則α₀即為傾角測量儀測量到的傾角，OC的單位方向向量為[cosα₀,0,sinα₀]^T；設旋轉軸單位方向向量[a,b,c]^T，旋轉平臺繞OO’軸旋轉角度為θ，則繞OO’軸旋轉矩陣為：

；

則OC旋轉后的單位方向向量為：

；

設旋轉后傾角為α，則(ac(1-cosθ)-bsinθ)cosα₀+(c²+(1-c²)cosθ)sinα₀＝sinα。由于[a,b,c]^T為單位向量，且OO’軸與Z軸基本一致，所以Z>0，方程變成式中，待求解變量有a，b和α₀

S5：轉動旋轉平臺，在此過程中記錄旋轉角θ和傾角α，由于變量數為3個，因此至少需要三個旋轉位置及其傾角才能確定參數；為了保證精度，分布應盡量均勻；

最后求出轉臺傾角測量值為：

。

本發明的技術效果在于：該系統具有精度高和自動化的特點，為轉臺調平提供一套全新的解決方案。

附圖說明

圖1為轉臺傾角測量系統原理框圖；

圖2為轉臺傾角測量系統在轉臺的安裝示意圖；

圖3為全局坐標系示意圖；

附圖序號說明：1、撐腿；5、車體平臺；6、轉臺；7、轉臺傾角測量儀。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案更加清楚明白，以下結合具體實施方式，并參照附圖，對本發明進一步詳細說明。

如圖1轉臺傾角測量系統組成示意圖所示，所述本系統由傾角測量儀7和數據采集板組成，兩者均安裝在轉臺6表面。數據采集板以一個DSP為核心部件，有三個通信接口，與傾角測量儀7通信獲取轉臺傾角測量數據，與轉臺電機編碼器通信獲取轉臺方位信息，與平臺控制調平機構通信。轉臺需要旋轉360度。數據采集板通過采集到的數據計算出的結果傳送給平臺控制調平機構。