测量机器人在FAST馈源动态跟踪测量中的应用

【摘要】： 全站仪发展到今天，可以实现测量的全自动化、智能化。自动目标识别跟踪的功能在动态测量中有着广阔应用领域，尤其在小尺度局部坐标测量当中，测量精度、灵活机动、快速便捷、无接触等方面，有着其它测量技术不可比拟的优势。FAST总体组为此购进三台套TCRA1101plus全自动全站仪用于FAST50缩比模型馈源的动态跟踪测量。 基于上述背景，本文对全自动全站仪及其相关测量设备进行了相应的研究，论述了全自动全站仪的跟踪测量原理，分析了动态测量的跟踪特性。对观测合作目标进行实验测试，解释了棱镜定位误差的成因，并给出相应改正公式。 在此基础上研制了多台仪器在线控制高频采样动态跟踪测量系统，采样率大于5Hz，在跟踪小于2cm/s低速运动目标时，测量精度好于2mm；完成对馈源二次精调系统的检测，包括对二次精调平台位置基准的标定和观测棱镜偏心差的测定；设计不同动态测量实验，对全站仪动态跟踪的误差来源和特点进行了分析；从实验角度，对全站仪的测量时滞及其稳定性进行了测试分析，给出了定量的结果；比较了全站仪和计算机的内部时间系统，发现两者存在较大差异。研究成果在西安电子科技大学和清华大学FAST50米缩比模型实验中得以成功应用，为FAST馈源动态测量提供一种有效可行的测量技术方案。