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车载平台变形测量技术的研究

张东梅  
【摘要】: 现代靶场上广泛装备的光电经纬仪有固定站式和活动站式两种类型。国内靶场广泛采用的固定站式经纬仪安装到地基座上,工作时,带动误差较小,测量精度高。但是单一的固定站式已不能满足现代化装备的精度高、射程远等要求,而活动站式具备了以上优点,执行任务时方便灵活,这就对经纬仪车载平台精度的响应提出了更高要求,它工作时的变形、动态稳定性等因素直接影响经纬仪工作时的测量精度。 为了研究车载平台变形对经纬仪使用精度的影响,设计了一套高精度非接触光电测量系统,该系统可对车载平台的变形进行实时测量,采用面阵CCD相机接收平面镜返回的图像,再由图像采集卡采集,利用视频图像处理系统对图像进行二值化处理,得到实时测量的变形数据,即得出X,Y方向上的脱靶量Δx、Δy。再利用最小二乘法和正交多项式等方法对车载平台变形的大量实验数据进行处理,绘制出平台变形与经纬仪工作速度和加速度的拟合曲线,进而建立平台变形与经纬仪工作加速度关系的数学模型。 利用设计的测量系统在GJ1101和150(改造)经纬仪上进行了实验,对经纬仪在正弦引导、等速引导、风载荷以及人在平台上走动等情况下车载平台的变形进行了测量分析。结果表明:正弦引导速度从5°~60°/s变化时,变形随着引导速度的增大而增大,且方位速度和加速度对变形影响大,最大变形为12.57″,而高低速度和加速度对变形影响很小;等速引导时,车载平台变形较小;四级风作用时变形为小于2″;人走动时对变形小于1″。当经纬仪启动、转向、停车时变形量较大,而且变形量随速度和加速度呈周期变化,变形周期是速度和加速度周期的两倍。 从力学角度分析了车载平台的静态变形和动态特性,通过简化模型对经纬仪的静态变形分析表明:平台在垂直静载荷作用下最大变形为282.2″,扭转载荷作用下最大变形为1. 32×10~(-3)″,可见扭转载荷作用下变形较小;建立了平台受载荷作用下的振动模型,并讨论了振动测试的方法和测试设备,给出振动数据的处理方法。本文分析了车载平台的变形对经纬仪测量精度的影响,导出误差的数学模


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