[發(fā)明專利]雙經(jīng)緯儀測量多波段光學(xué)系統(tǒng)光軸一致性的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810855035.1
• 申請日: 2018-07-21
• 公開（公告）號: CN108956099A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡林亭;李佩軍;劉泓佚;任成才;何洋;史圣兵;吳巖;廖旭博
• 申請（專利權(quán)）人: 胡林亭;李佩軍;劉泓佚
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.雙經(jīng)緯儀測量多波段光學(xué)系統(tǒng)光軸一致性，包括以下步驟：

第一步，選用2臺具有自準(zhǔn)直功能的經(jīng)緯儀、1臺全波段平行光管和1臺具有鎖定功能的三維姿態(tài)調(diào)整臺，平行光管十字分劃可精確二維移動，經(jīng)緯儀和平行光管精度可根據(jù)多軸一致性測量精度需求確定，若條件允許，測量兩個紅外系統(tǒng)光軸一致性時，可以再增加同功能的全波段平行光管和具有鎖定功能的三維姿態(tài)調(diào)整臺各1臺，提高測試效率；

第二步，測試方案一和測試方案二中，架設(shè)2臺經(jīng)緯儀分別對準(zhǔn)需測量的光學(xué)系統(tǒng)光軸后(若是紅外光學(xué)系統(tǒng)，需要借助全波段平行光管和三維姿態(tài)調(diào)整臺)，操作2臺經(jīng)緯儀對瞄，對2臺經(jīng)緯儀置零，測試方案三中，借助全波段平行光管和三維姿態(tài)調(diào)整臺，架設(shè)2臺經(jīng)緯儀分別對準(zhǔn)需測量的紅外光學(xué)系統(tǒng)光軸后，記錄2臺經(jīng)緯儀俯仰角示數(shù)，將2臺經(jīng)緯儀置零，；

第三步，測試方案一和測試方案二中，操作2臺經(jīng)緯儀分別對準(zhǔn)需測量的光學(xué)系統(tǒng)光軸，記錄2臺經(jīng)緯儀的方位角和俯仰角示數(shù)，測試方案三中，操作2臺經(jīng)緯儀對瞄，記錄2臺經(jīng)緯儀方位角示數(shù)；

第四步，根據(jù)基準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)光軸的空間指向，計算測量坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系的關(guān)系，建立測量坐標(biāo)系，在測量坐標(biāo)系中計算一個光學(xué)系統(tǒng)光軸相對基準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)光軸的偏差角。其特征在于：

第一步所述經(jīng)緯儀一般選用高精度自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀，平行光管口徑一般為200mm～300mm，該口徑經(jīng)濟適用；

所述平行光管十字分劃移動分辨率優(yōu)于0.1′，提高對準(zhǔn)精度；

所述三維姿態(tài)調(diào)整臺分辨率高于20′，便于調(diào)整平行光管姿態(tài)；

第二步中，所述經(jīng)緯儀(1)和經(jīng)緯儀(2)的對瞄和置零、經(jīng)緯儀(11)和經(jīng)緯儀(12)的對瞄和置零，建立了數(shù)據(jù)計算基準(zhǔn)，使用全波段平行光管(15)和三維姿態(tài)調(diào)整臺(16)，實現(xiàn)了經(jīng)緯儀(12)對紅外光學(xué)系統(tǒng)(14)光軸的瞄準(zhǔn)；

第三步中，測試方案三的測試方法，實現(xiàn)了借助1臺全波段平行光管(25)和1臺具有鎖定功能的三維姿態(tài)調(diào)整臺(27)，完成兩個紅外光學(xué)系統(tǒng)(23)和紅外光學(xué)系統(tǒng)(24)之間的光軸一致性測試；

所述的經(jīng)緯儀(21)和經(jīng)緯儀(22)首先測量紅外光學(xué)系統(tǒng)(23)和紅外光學(xué)系統(tǒng)(24)的俯仰角，然后將經(jīng)緯儀(21)和經(jīng)緯儀(22)置零，最后操作經(jīng)緯儀(21)和經(jīng)緯儀(22)對瞄，記錄經(jīng)緯儀(21)和經(jīng)緯儀(22)方位角示數(shù)，這個測試方法與測試方案一的測量原理一樣，利用經(jīng)緯儀(21)和經(jīng)緯儀(22)對瞄建立數(shù)據(jù)計算基準(zhǔn)，區(qū)別是對瞄的時機不一樣；

第四步中，三種測試方案的數(shù)據(jù)處理，皆在圖2所示的測量坐標(biāo)系中計算一個光軸相對另一個光軸的偏差角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙經(jīng)緯儀測量多波段光學(xué)系統(tǒng)光軸一致性的方法，其特征在于：

使用2臺具有自準(zhǔn)直功能的經(jīng)緯儀，通過2臺經(jīng)緯儀對瞄和置零，建立方位角的計算基準(zhǔn)，利用經(jīng)緯儀俯仰角以天頂角為零點的特性，建立俯仰角的計算基準(zhǔn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙經(jīng)緯儀測量多波段光學(xué)系統(tǒng)光軸一致性的方法，其特征在于：

使用十字分劃精確可調(diào)的全波段平行光管和三維姿態(tài)調(diào)整臺，操作平行光管和三維姿態(tài)調(diào)整臺使紅外光學(xué)系統(tǒng)瞄準(zhǔn)平行光管光軸，解決了經(jīng)緯儀不能直接瞄準(zhǔn)紅外光學(xué)系統(tǒng)光軸的問題。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙經(jīng)緯儀測量多波段光學(xué)系統(tǒng)光軸一致性的方法，其特征在于：

通過設(shè)計測試流程，實現(xiàn)了使用1臺全波段平行光管和1臺三維姿態(tài)調(diào)整臺完成兩個紅外光學(xué)系統(tǒng)之間光軸一致性的測量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙經(jīng)緯儀測量多波段光學(xué)系統(tǒng)光軸一致性的方法，其特征在于：

利用經(jīng)緯儀的測角特性，建立了以基準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)光軸指向為Z軸的測量坐標(biāo)系OXYZ，如圖2所示，給出了測量坐標(biāo)系OXYZ與大地坐標(biāo)系的關(guān)系參數(shù)，方便與其它測試設(shè)備的測量數(shù)據(jù)相互比對。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙經(jīng)緯儀測量多波段光學(xué)系統(tǒng)光軸一致性的方法，其適用范圍不局限于可見光和紅外光，也適用于其它光譜段，如紫外光。