[发明专利]一种三基座间相对三维姿态角测量系统及方法

权利要求书

1.一种三基座间相对三维姿态角测量系统，其特征在于，所述系统包括：

第一二维自准直仪，用于发射一束自准直的光束；

第一折转光管，位于所述第一二维自准直仪的前方，用于将所述第一二维自准直仪所发出的光束分成第一光束和第二光束；

第二二维自准直仪，用于发射一束自准直的光束；

第二折转光管和第三折转光管，所述第二折转光管和所述第三折转光管平行间隔地位于所述第二二维自准直仪的前方；

所述第三折转光管位于所述第二二维自准直仪的前方，用于将所述第二二维自准直仪发出光束分成第三光束和第四光束；

所述第二折转光管位于所述第三折转光管的前方，用于接收所述第三光束并将所述第三光束分成第五光束和第六光束；

第一目标棱镜，设置于所述第一光束的光路和所述第五光束的光路交叉位置处；

第二目标棱镜，设置于所述第二光束的光路和所述第六光束的光路交叉位置处；

第三目标棱镜，设置于所述第四光束的光路和所述第二光束的光路交叉位置处；

其中，所述第一二维自准直仪和所述第二二维自准直仪成正交布局；

所述第一目标棱镜的位置处为第一基座的位置，所述第二目标棱镜的位置处为第二基座的位置，所述第三目标棱镜的位置处为第三基座的位置，所述第一基座、所述第二基座、所述第三基座成三角布局。

2.根据权利要求1所述的一种三基座间相对三维姿态角测量系统，其特征在于，所述第一折转光管、第二折转光管和第三折转光管各自包括一个分光镜和反射镜。

3.根据权利要求1所述的一种三基座间相对三维姿态角测量系统，其特征在于，第二二维自准直仪通过所述第一折转光管实现对所述第二基座、第三基座与第一基座的绕y轴和z轴两个方向上的相对二维姿态角的测量。

4.根据权利要求1所述的一种三基座间相对三维姿态角测量系统，其特征在于，所述第一目标棱镜的位置处为第一基座的位置，所述第二目标棱镜的位置处为第二基座的位置，所述第三目标棱镜的位置处为第三基座的位置，所述第一二维自准直仪通过所述第二折转光管和第三折转光管实现对所述第二基座、第三基座与第一基座的绕x轴和z轴两个方向上的相对二维姿态角的测量。

5.根据权利要求1所述的一种三基座间相对三维姿态角测量系统，其特征在于，所述第一二维自准直仪的参数与第二二维自准直仪的参数保持一致。

6.根据权利要求5所述的一种三基座间相对三维姿态角测量系统，其特征在于，所述参数包括口径、焦距、视场和波段。

7.根据权利要求1所述的一种三基座间相对三维姿态角测量系统，其特征在于，所述第三目标棱镜包括六个外表面，所述六个外表面的底面、顶面和前面镀全反射膜，左侧面镀增透膜，右侧面镀半反半透膜，后面镀全反射膜。

8.一种三基座间相对三维姿态角测量方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：构建三维姿态角测量坐标系，并按照所述坐标系布局第一基座、第二基座和第三基座的位置，使得第二基座和第三基座的中心连线为所述三维姿态角测量坐标系的x轴正向；

步骤S2：在所述三维姿态测量坐标系中，通过标定使得第二二维自准直仪的光轴方向与所述三维姿态角测量坐标系中的x轴方向一致，使得第一二维自准直仪的光轴方向与所述三维姿态角测量坐标系中的y轴方向一致；

步骤S3：第二二维自准直仪通过第一折转光管实现对第二基座、第三基座与第一基座的绕y轴和z轴两个方向上的相对二维姿态角的测量；

步骤S4：第一二维自准直仪通过第二折转光管和第三折转光管实现对第二基座、第三基座与第一基座的绕x轴和z轴两个方向上的相对二维姿态角的测量；

步骤S5：对第一二维自准直仪的测量结果与第二二维自准直仪的测量结果进行融合处理，获得三维姿态角的测量数据。