[发明专利]一种车载光电经纬仪载车平台变形测量系统及方法

权利要求书

1.一种车载光电经纬仪载车平台变形测量方法，利用车载光电经纬仪载车平台变形测量系统，该系统由载车(1)、光电经纬仪(2)和变形测量单元(3)组成，载车(1)是光电经纬仪(2)的运输和工作平台，变形测量单元(3)安装于载车平台或者光电经纬仪底座，变形测量单元(3)敏感载车平台的变形量，由于变形测量单元(3)和载车平台是刚性连接关系，变形测量单元(3)的测量结果可等效为载车平台的变形量；变形测量单元由速率陀螺、倾角仪、安装组件、数据采集卡和数据处理单元组成，速率陀螺和倾角仪通过安装组件安装在载车平台或者光电经纬仪底座，当载车平台受到外力干扰时，速率陀螺、倾角仪、光电经纬仪底座和载车保持相对静止；速率陀螺测量载车平台的偏航角，倾角仪测量载车平台的俯仰角和横滚角，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：在采用速率陀螺进行偏航角测量之前，需要标定速率陀螺和光电经纬仪的安装关系，速率陀螺的输出包括地球自转角速度的分量、载车平台的角速度、陀螺零偏和陀螺随机误差，变形测量中，有效信息是载车平台的角速度，通过平台角速度的积分求得平台偏航角，为了准确测量偏航角，速率陀螺的敏感轴需要和标准水平面垂直；

步骤2：速率陀螺的标定方法如下：静止情况下，采集陀螺输出，调节陀螺的安装组件，使得陀螺的输出角速度等于地球自转角速度在竖直方向的分量和陀螺零偏的和，此时陀螺敏感轴和标准水平面垂直；

步骤3：安装位置确定以后，静止情况下采集陀螺输出作为陀螺的标定值，该标定值包含地球自转角速度的分量、陀螺零偏和陀螺随机误差，陀螺输出值和标定值的差值即为载车平台的角速度，对角速度进行积分可得载车平台的偏航角γ。

2.根据权利要求1所述的车载光电经纬仪载车平台变形测量方法，其特征在于：在步骤1之前，利用倾角仪安装结构确定倾角仪和光电经纬仪的安装关系，包括：

步骤A：静止情况下，调节倾角仪的安装组件，使得倾角仪输出的绝对值小于0.1°；

步骤B：控制光电经纬仪运动，使其方位角为0°，此时当俯仰角等于0°时，光电经纬仪视轴指向地理北向；

步骤C：光电经纬仪俯仰轴以天顶即俯仰角等于90°为中心进行正弦运动；此时，光电经纬仪在南北方向的加速度时刻在变，加速和减速产生的力会使载车平台沿南北方向发生变形，通过以下公式计算倾角仪和光电经纬仪的安装关系，

其中，Δθ_X和Δθ_Y分别为倾角仪X+和Y+轴的输出值，α和β分别为载车平台绕X轴和Y轴方向的变形角度，θ_IN为倾角仪X+轴和东向的夹角。