[发明专利]天幕立靶结构参数出厂标定系统及其标定方法

权利要求书

1.一种天幕立靶结构参数出厂标定系统，其特征在于：包括天幕立靶一(1-1)、天幕立靶二(1-2)、面光源(3)、经纬仪一(2-1)、经纬仪二(2-2)光幕接收装置(4)和基准尺(14)；

所述的面光源(3)设置于天幕立靶一(1-1)或者天幕立靶二(1-2)内，天幕立靶一(1-1)和天幕立靶二(1-2)设置于同一轴线上，经纬仪一(2-1)、经纬仪二(2-2)设置于同一轴线上，其轴线与两个天幕立靶的轴线相垂直，基准尺(14)设置于光幕接收装置(4)的一侧；

所述的光幕接收装置(4)的结构包括支撑机构(5)、升降机构(6)、旋转机构(7)、水平微调机构(8-1)、上下微调机构(8-2)、CCD相机(10)和接收屏(13)；

所述的支撑机构(5)和升降机构(6)分别设置有两个，两个升降机构(6)上下可调节插设于支撑机构(5)内，两个升降机构(6)的顶端分别设置有旋转机构(7)，两个旋转机构(7)之间通过支撑杆连接有内凹式外框(15)，所述的外框(15)的伸出面的边框上通过支杆设置有CCD相机(10)，外框(15)上相对伸出面的面上通过上下微调机构(8-2)设置有接收屏固定板(16)，所述的接收屏固定板(16)上通过水平微调机构(8-1)连接有接收屏(13)，所述的接收屏(13)内设置有半透明硫酸纸，半透明硫酸纸上印设有圆环(12)，接收屏(13)相互垂直的边框上分别设置有一字型激光器一(9-1)和一字型激光器二(9-2)，所述的一字型激光器一(9-1)和一字型激光器二(9-2)的激光交线经过圆环(12)的圆心。

2.根据权利要求1所述的一种天幕立靶结构参数出厂标定系统，其特征在于：所述的水平微调机构(8-1)、上下微调机构(8-2)两层分布，分别沿着各自的滑轨移动，且移动方向互相垂直。

3.根据权利要求1或2所述的一种天幕立靶结构参数出厂标定系统，其特征在于：所述的一字型激光器(9-1)、一字型激光器(9-2)的发光面相互垂直，两个发光面的交线通过接收屏上圆环(12)中心点且垂直于接收屏(13)，构成了垂直接收光幕的激光指示线。

4.根据权利要求3所述的一种天幕立靶结构参数出厂标定系统，其特征在于：所述的圆环(12)为多个间距为0.5mm的同心细圆环，圆心为靶心标志。

5.根据权利要求4所述的一种天幕立靶结构参数出厂标定系统，其特征在于：所述的CCD相机(10)的拍摄角度与接收屏(13)屏幕垂直。

6.根据权利要求5所述的一种天幕立靶结构参数出厂标定系统，其特征在于：所述的接收屏(13)为矩形框，矩形边框内侧设置为凹槽式轨道。

7.根据权利要求1所述的一种天幕立靶结构参数出厂标定系统的标定方法，其特征在于：所述的标定方法的步骤为：

1)放置天幕立靶以及两台经纬仪，将天幕立靶调平；双经纬仪调平、互瞄、置零，记录标定坐标系的原点与坐标系方向；

2)双经纬仪观测基准尺，分别瞄准基准尺上不同刻度，并分别记录两台经纬仪读数，由双经纬仪点坐标计算公式(1)以及空间中两点距离公式(2)，可反解求出双经纬仪基线b与高度差h；

其中(1)式中α_A、β_A、α_B、β_B为双经纬仪测点的俯仰角和方位角，(2)式中L为基准尺上对应两点的距离；

双经纬仪测量天幕立靶的指示弹道的激光出光口坐标作为天幕立靶的测量坐标系原点；

3)将面光源(3)置于天幕立靶壳体内狭缝处，使其经过狭缝及镜头投射出光幕，其次，光幕接收装置(4)通过脚轮移动到接收光幕的位置，然后固定，调节接收屏的升降机构与旋转机构，使其一字型激光器一(9-1)和一字型激光器二(9-2)射出的激光指示线沿面光源(3)投射出的光幕对称入射到天幕立靶的镜头上，使接收屏(13)垂直接收投射出的光幕，调整镜头焦距与面光源(3)，使面光源(3)通过狭缝投射出的光幕清晰成像，根据CCD相机(10)拍摄的光幕条与圆环(12)图像，判断光幕条与圆环的位置关系，若光幕条的宽度在接收屏的圆环上不是对称分布，则通过水平微调机构(8-1)和上下上下微调机构(8-2)调整其至对称分布，然后，双经纬仪观瞄圆环(12)的中心点，获取光幕中心面上该点坐标的俯仰角和方位角；

4)对于同一个投射光幕，选取相距较大的非共线的五点，重复步骤3)，分别记录经纬仪显示的俯仰角和方位角数值；

5)根据计算公式(1)，求解出对于同一个投射光幕上的多个空间点的坐标，对于一系列的n个点(x_i,y_i,z_i)，利用最小二乘法拟合得到光幕平面方程表达式z＝ax+by+c，其中a,b,c可由公式(3)获得：

同理，重复步骤2)至5)，可标定天幕立靶其他光幕面的空间平面方程；

通过数学解算夹角公式(4)，可得知实现天幕立靶结构参数的标定；