[实用新型]提高激光跟踪仪测量精度的装置

说明书

一种提高激光跟踪仪测量精度的装置，包括长度标准装置和激光跟踪仪；基于长度标准装置对激光跟踪仪进行标定，获得标定点的观测量，根据标定点的观测量以及计算得到的标定点观测量的改正数和标定点观测量平差值的精度对目标点的观测量进行改正，得到目标点观测量的改正数，将目标点的观测量与目标点观测量的改正数相加，获得目标点改正后的观测量。基于长度标准装置对激光跟踪仪进行标定，然后将标定获得的标定点的观测量用于对激光跟踪仪实际测量的目标点的观测量进行误差改正，从而提高激光跟踪仪的测量精度。

技术领域

本申请涉及激光测量技术领域，具体涉及一种提高激光跟踪仪测量精度的 装置。

背景技术

激光跟踪仪是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器，它具有高精 度、高效率、实时测量等特点。其测量原理是通过获取仪器中心至反射球球心 的水平角、垂直角以及边长，从而计算出反射球球心的坐标。

影响激光跟踪仪自身测量精度的因素主要为测角误差和测距误差，而这些 误差主要是由激光跟踪仪内部部件几何位置不正确造成，虽然可以通过建立仪 器几何误差模型对测角和测距误差进行补偿，但是几何误差模型参数较多而且 具有相关性，使得激光跟踪仪目前的精度水平不高。

随着我国航空航天、造船、核能、轨道交通、大科学装置等领域中对工件 制造及装配的精度要求越来越高，相应地对仪器的测量精度也提出了更高的要 求。

实用新型内容

本申请提供一种提高激光跟踪仪测量精度的装置，以提高激光跟踪仪的测 量精度。

一种提高激光跟踪仪测量精度的装置，包括长度标准装置和激光跟踪仪； 长度标准装置的激光干涉仪固定在长度标准装置上，激光跟踪仪稳固架设；使 运动平台在长度标准装置的导轨上运动，在运动路径上选取复数个停留点作为 标定点，激光干涉仪对标定点测量获得长度观测量，激光跟踪仪对标定点测量 获得水平方向观测量、天顶距观测量、边长观测量；变换激光跟踪仪的架设方 向和/或位置，重复上述测量步骤，使激光跟踪仪的水平方向观测量覆盖0° -360°范围、天顶距观测量覆盖0°-180°范围、边长观测量覆盖激光跟踪仪测 量半径；根据标定点的观测量及计算得到的标定点观测量的改正数和标定点观 测量平差值的精度对目标点的观测量进行改正，得到目标点观测量的改正数， 将目标点的观测量与目标点观测量的改正数相加，获得目标点改正后的观测量。

优选地，获得目标点观测量改正数的计算过程为：建立标定点观测量的函 数模型和随机模型，结合函数模型和随机模型，依据最小二乘原理得到观测量 的改正数方程及观测量平差值的方差阵，将标定点的观测量代入观测量的改正 数方程和观测量平差值的方差阵分别得到标定点观测量的改正数和标定点观测 量平差值的精度；根据标定点的观测量、标定点观测量的改正数以及标定点观 测量平差值的精度对目标点的观测量进行插值改正，获得目标点观测量的改正 数。

优选地，对目标点的观测量插值改正的计算过程为：以激光跟踪仪仪器坐 标系的原点为球心，构建一个球体，将标定点和目标点映射在这个球体表面上， 对目标点的水平方向观测量进行插值，选取其周围相邻的且其水平方向观测量 的平差值的精度比先验精度高的标定点进行插值计算，得到目标点水平方向观 测量的改正数；同理，对目标点的天顶距观测量进行插值，得到目标点天顶距 观测量的改正数。

优选地，结合函数模型和随机模型，依据最小二乘原理还得到观测量的后 验方差阵。

优选地，所述建立标定点观测量的函数模型包括建立激光跟踪仪仪器坐标 系、全局坐标系、激光干涉仪坐标系；引入方位角W进行激光跟踪仪仪器坐标 系与全局坐标系的转换，引入旋转角R进行全局坐标系与激光干涉仪坐标系的转 换。