[发明专利]一种采用电子经纬仪标定雷达转台置位精度的装置和方法

权利要求书

1.一种标定雷达转台置位精度与同轴度的方法，其特征在于采用的装置包括AC220V电源、DC28V电源、工控机、电子经纬仪、Uport转接卡及打印有十字线的A4信标纸片，所述AC220V电源用于给工控机供电；所述DC28V电源用于给被测雷达转台配装的旋转变压器所用的轴角解码板供电；所述工控机安装有Uport转接卡的驱动软件，在工控机运行上位机标定程序后，能通过Uport转接卡和连接线缆读取到被测雷达转台配装旋转变压器送至轴角解码板处理之后的被测转角数字量信号；所述电子经纬仪水平固定在雷达转台天线座；所述打印有十字线的A4信标纸片被平整的粘贴在距电子经纬仪至少30m之外的建筑物或设备表面，并且调整电子经纬仪的望远镜焦线处于水平位置时，通过望远镜刚好能瞄准该纸片打印的十字线中心点；包括正向标定和反向标定，其中正向标定的步骤如下：

步骤a1：按要求接好AC220V电源、工控机、DC28V电源、轴角解码板、Uport转接卡之间各自的连接线缆，检查无误后，开启AC220V电源和DC28V电源进行供电；

步骤a2：在工控机运行上位机标定程序，检查是否能通过Uport转接卡和连接线缆读取到被测雷达转台转动角度数字量信号，如果能读取到被测雷达转台转动的角度数字量信号，则转至步骤a3，否则返回步骤a1重新执行；

步骤a3：将被测雷达转台转至事先标记的初始0位置，并停止转动；

步骤a4：操作员A调整通过转接工装被水平固定在雷达转台天线座的电子经纬仪，直到刚好能通过望远镜水平瞄准远处粘贴纸片打印的“十”字线中心点，然后按动电子经纬仪上的清“0”按钮，使电子经纬仪刻度窗口显示的方位角数据Y₀和垂直角数据Z₀均显示为0；

步骤a5：操作员B按位置对应关系记录此时通过上位机标定程序读取的被测雷达转台转动的角度值X₀，并记录操作员A读取的经纬仪方位角数据Y₀和垂直角数据Z₀；

步骤a6：操作员A基于操作员B通过上位机标定程序实时读取的被测雷达转台转动的角度值，使被测雷达转台接着顺时针缓慢转动10°，至下一个角位置X_i处并停止，其中，i＝1,2,3…36，然后调整电子经纬仪的方位调节旋钮，直到能通过望远镜清晰水平瞄准远处粘贴纸片打印的“十”字线中心点为止，最后将电子经纬仪刻度窗口显示的方位角数据Y_i和垂直角数据Z_i报送操作员B进行记录；

步骤a7：操作员B记录此时通过上位机标定程序读取的被测雷达转台转动的角度值X_i，并记录操作员A读取的经纬仪方位角数据Y_i和垂直角数据Z_i；

步骤a8：重复上述步骤a6-a7，直到被测雷达转台以10°为间隔，顺时针遍历完成36个测点后转至步骤a9；

步骤a9：按下式计算雷达转台正向置位精度δ_正的大小：

步骤a10：读取的经纬仪垂直角数据Z_i反应了被测雷达转台在每个正向转动角位置X_i处的同轴度误差；

步骤a11：按下式计算被测雷达转台在每个正向转动角位置X_i由经纬仪标定的误差δ_i的大小：

δ_i＝X_i-Y_i

步骤a12：基于最小二乘拟合法求取被测雷达转台在每个正向转动角位置X_i由经纬仪标定的误差δ_i的拟合函数；误差δ_i的拟合函数表达式如下：

在上式中，A,M,K,N分别为被拟合参数；

其中反向标定的步骤如下：

步骤b1：将被测雷达转台停止在正向标定完成后的最终角位置处，也即角度值为360°处；

步骤b2：操作员A调整通过转接工装被水平固定在雷达转台天线座的电子经纬仪，直到刚好能通过望远镜水平瞄准远处粘贴纸片打印的“十”字线中心点为止，然后将经纬仪刻度窗口显示的方位角数据Y₃₆和垂直角数据Z₃₆报送给操作员B；

步骤b3：操作员B按位置对应关系记录此时通过上位机标定程序读取的被测雷达转台转动的角度值X₃₆，并记录操作员A读取的经纬仪方位角数据Y₃₆和垂直角数据Z₃₆；

步骤b4：操作员A基于操作员B通过上位机标定程序实时读取的被测雷达转台转动的角度值，使被测雷达转台逆时针缓慢转动10°至下一个角位置X_j处并停止，其中，j＝36,35,34…3,2,1，然后调整电子经纬仪的方位调节旋钮，直到能通过望远镜清晰瞄准远处粘贴纸片打印的“十”字线中心点为止，最后将电子经纬仪刻度窗口显示的方位角数据Y_j和垂直角数据Z_j报送操作员B进行记录；

步骤b5：操作员B记录此时通过上位机标定程序读取的被测雷达转台转动的角度值X_j，并记录操作员A读取的经纬仪方位角数据Y_j和垂直角数据Z_j；

步骤b6：重复上述步骤b4-b5，直到被测雷达转台以10°为间隔，逆时针遍历完成36个测点后转至步骤b7；

步骤b7：按下式计算被测雷达转台反向置位精度δ_反的大小：

步骤b8：读取的经纬仪垂直角数据Z_j反应了被测雷达转台在每个反向转动角位置X_j处的同轴度误差；

步骤b9：按下式计算被测雷达转台在每个反向转动角位置X_j处，由经纬仪标定的误差δ_j的大小：

δ_j＝X_j-Y_j

步骤b10：基于最小二乘拟合法求取被测雷达转台在每个转动角位置X_j处，由经纬仪标定的误差δ_j的拟合函数；误差δ_j的拟合函数表达式如下：

在上式中，H,φ,λ,L,P分别为被拟合参数；

对标定的误差δ_i和δ_j的拟合函数进行反复测试，确定没有问题后写入轴角解码板，进行每次转台正、反转运动过程的角度输出误差补偿。