多站异构网络动态测量及其布局优化算法研究

【摘要】：随着现代制造技术的迅猛发展,大型装备制造的测量需求在大空间、高精度、低成本等方面日益增加,由此多种测量系统组合的异构网络化测量成为新研究热点。然而,由于缺乏完善的精度分析方法及有效的理论方法的指导,导致异构网络化测量的应用受到了制约。本文深入研究了基于角度交会测量系统在动态测量环境中所面临的问题,重点对基于角度交会测量系统中的动态误差模型以及在特定条件下的布局优化问题展开了研究,最终搭建了基于w MPS系统的动态测量实验平台,对动态测量误差模型及布局优化算法进行了验证。主要研究内容如下:1、建立基于角度交会测量系统的动态误差模型。对基于角度交会测量系统的组成及测量原理进行了详细阐述。分析了系统的动态误差源,将动态误差分为由测站观测角误差引起的动态误差和被测目标的运动引起的动态误差,从原理层面建立动态误差模型。2、设计实验验证动态误差模型的适用性。在两站w MPS系统下,将接收器安装在直线导轨上,以匀速等间距的方式对其进行测量,将测量得到的运动轨迹直线度与仿真结果进行对比。结果表明:实验结果与仿真结果基本吻合。3、提出改进萤火虫算法的布局优化策略。以上述建立的动态误差模型为基础,建立了布局优化目标函数,并设计相应的优化流程。针对萤火虫算法容易陷入局部最优的缺陷,提出一种基于惯性权重对数递减的改进萤火虫算法并进行仿真分析,结果表明改进后的萤火虫算法能平衡算法的全局寻优能力和局部寻优能力。4、设计实验验证布局优化算法的可行性。以激光跟踪仪测得的坐标信息为理论值,w MPS测量系统测得的坐标信息为测量值,完成了四站测量系统的布局优化。并对优化前后的测量数据进行比较,结果验证了本文所提算法的有效性。