[發明專利]空間定位系統的多發射站實現方法及裝置

有效

• 申請號: 202011072215.6
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112461123B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 楊凌輝;邾繼貴;任永杰;林嘉睿
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01C21/24
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

本發明涉及大尺寸精密測量定位領域，為提供一種空間定位系統的多發射站工作方法及裝置空間定位，實現半實物化的發射站信號模擬，滿足小環境下空間定位空間定位系統的算法及性能調試的需求，本發明，空間定位空間定位系統的多發射站工作方法，步驟如下：對發射站和接收器在全局坐標系下的坐標，發射站外部和內部參數進行配置；獲取發射站轉速；計算發射站兩個光平面P1、P2掃過接收器時的旋轉角度θ₁、θ₂；計算兩光平面掃過接收器所用時間t₁、t₂；信號產生平臺接受指令后，向上位機返回準備信號；上位機并發送產生信號的開始指令；產生特定的發射站模擬信號；多個發射站的模擬信號進行混疊，并根據混疊輸出結果。本發明主要應用于精密測量定位場合。

技術領域

本發明涉及大尺寸精密測量定位領域，涉及工作空間測量定位系統空間定位的發射站信號模擬技術。具體涉及一種一種空間定位系統的多發射站工作方法及裝置空間定位。

背景技術

隨著航空航天等先進制造業和大型裝備制造業的發展，對大空間尺寸精密測量定位技術的要求也日益提高?？臻g定位系統是一種針對大尺寸目標測量的新型網絡式三維坐標測量系統。它以光電掃描作為基本方式，具有自動化程度高、抗噪聲能力強以及量程大等優點，有廣泛的應用前景。

空間定位系統作為一種新型測量系統，無論是從基礎架構還是算法嘗試上，需要大量的調試工作，以實現平臺和算法的優化。然而該系統的測量體制決定，為了實現更高坐標測量精度和更大測量范圍，其測量網絡中的發射站基數一般較大，且分布較為分散，這為在小環境實驗室條件下的調試工作帶來了困難；同時，由于部分算法優化的實現，需要多樣化的發射站和接收站參數，如果使用實物調試，往往需要實物硬件結構上的改變，但發射站的制作周期偏長，無法滿足調試工作的需要。

因此，需要開發占地空間小、參數修改靈活可控的半實物化發射站模擬器，滿足實驗室條件下空間定位系統的調試需求，為離線平臺搭建和算法改進提供數據源支撐。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明旨在滿足上述系統調試需求，提供一種空間定位系統的多發射站工作方法及裝置空間定位，采用Zynq搭建嵌入式平臺，根據已知量產生參數可調的發射站模擬信號，從而實現半實物化的發射站信號模擬，滿足了實驗室小環境下空間定位系統的算法及性能調試的需求。為此，本發明采取的技術方案是，空間定位系統的多發射站工作方法,步驟如下：

a)對發射站和接收器在全局坐標系下的坐標，發射站外部和內部參數進行配置，所述配置的結果作為已知量；

b)獲取發射站轉速；

c)根據步驟a)中的已知量計算發射站兩個光平面P1、P2掃過接收器時的旋轉角度θ₁、θ₂；計算兩光平面掃過接收器所用時間t₁、t₂；

d)利用上位機向信號平臺發送準備指令；信號產生平臺接受指令后，向上位機返回準備信號；

e)上位機接收參數信號，并發送產生信號的開始指令；利用信號平臺根據上位機接收的參數信號，產生特定的發射站模擬信號；

f)多個發射站的模擬信號進行混疊，并根據混疊輸出結果。

所述外部參數包括：發射站編號、轉速、發射站坐標系相對于全局坐標系的旋轉矩陣；所述發射站的內部參數包括：發射站兩個激光平面P1、P2在空間中的位置和姿態信息。

步驟c)中所述計算發射站兩個光平面P1、P2掃過接收器時的旋轉角度θ₁、θ₂為根據空間定位系統的角度測量和正向坐標計算，具體計算步驟如下：