[發明專利]一種雙冗余PSD自準直儀吊索擺角的測量方法

有效

• 申請號: 201711071977.2
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107830836B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 謝文博;卜林衛;張健;許家忠;尤波;黃玲
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳昕

1.一種雙冗余PSD自準直儀吊索擺角的測量方法，所述PSD自準直儀為位置檢測自準直儀，其特征在于，所述測量方法是基于PSD自準直儀角度測量系統實現的，所述系統包括：隨動平臺(1)、上位PSD自準直儀(2)、吊索(3)、下位反射鏡(4)、懸吊物(5)、下位PSD自準直儀(6)和上位反射鏡(7)；

上位反射鏡(7)固定在隨動平臺(1)底面，上位反射鏡(7)中心處固定有吊索(3)，下位反射鏡(4)和懸吊物(5)由上至下依次懸吊在吊索(3)上，上位PSD自準直儀(2)和下位PSD自準直儀(6)均用于采集吊索擺角，上位PSD自準直儀(2)的出射光能夠照射到下位反射鏡(4)上，下位PSD自準直儀(6)的出射光能夠照射到上位反射鏡(7)上；

所述測量方法為：

使懸吊物(5)鉛錘，分別記錄上位PSD自準直儀(2)和下位PSD自準直儀(6)在各個時刻所采集的角度值，并判斷角度值是否為零；

若角度值均為零，則下位反射鏡(4)和上位反射鏡(7)處于水平狀態，當前上位PSD自準直儀(2)和下位自準直儀(6)所采集的角度值為吊索擺角；

若角度值不為零且呈現周期性變化，則建立系統模型構成的非線性方程，選取至少5個相鄰時刻的角度值代入非線性方程中構成方程組，構造誤差函數對方程組求解，將求解獲得的參數值與t_n時刻的上位PSD自準直儀(2)和下位PSD自準直儀(6)采集的角度值代入測量系統所測角度的數學模型，獲得t_n時刻的吊索擺角θ_x；

所述求解獲得的參數值為：下位反射鏡(4)的傾斜角A₁，上位反射鏡(7)的傾斜角A₂，上位PSD自準直儀(2)的初始相位下位PSD自準直儀(6)的初始相位吊索的轉動角頻率ω。

2.根據權利要求1所述的一種雙冗余PSD自準直儀吊索擺角的測量方法，其特征在于，系統模型構成的非線性方程為：

其中，y_1n為上位PSD自準直儀(2)在t_n時刻采集的角度值，y_2n為下位PSD自準直儀(6)在t_n時刻采集的角度值。

3.根據權利要求1所述的一種雙冗余PSD自準直儀吊索擺角的測量方法，其特征在于，測量系統所測角度的數學模型為：

其中，y_1n為上位PSD自準直儀(2)在t_n時刻采集的角度值，y_2n為下位PSD自準直儀(6)在t_n時刻采集的角度值。

4.根據權利要求1所述的一種雙冗余PSD自準直儀吊索擺角的測量方法，其特征在于，上位PSD自準直儀(2)在t_n時刻采集的角度值y_1n和下位PSD自準直儀(6)在t_n時刻采集的角度值y_2n分別為：

5.根據權利要求1所述的一種雙冗余PSD自準直儀吊索擺角的測量方法，其特征在于，構造誤差函數對方程組求解的具體方法為：

選取5個相鄰時刻的角度值構造誤差函數：

令：

解出A₁、A₂、和ω。