[发明专利]一种基于非标准柱面角锥镜的滚转角测量方法

权利要求书

1.一种基于非标准柱面角锥镜的滚转角测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

运用空间坐标向量解析方法，在保留传统自准直仪的基本内部结构下，将标准角锥镜的一个反射平面加工为特定规律的圆柱面，形成了一种能够对滚转角敏感的反射体；

使用非标准柱面角锥镜代替平面反射镜，从而构建用于测量滚转角的改进自准直仪测量系统；

推导特殊反射体的结构与反射光束空间坐标矢量变化的数学关系，并基于这种数学关系建立了滚转角自准直测量系统的测量公式。

2.根据权利要求1所述的一种基于非标准柱面角锥镜的滚转角测量方法，其特征在于，所述运用空间坐标向量解析方法，在保留传统自准直仪的基本内部结构下，将标准角锥镜的一个反射平面加工为特定规律的圆柱面，形成了一种能够对滚转角敏感的反射体，具体包括：

运用空间坐标向量解析方法，并结合欧拉空间旋转关系，柱面角锥镜的反射面夹角关系为L_1-2＝90°，L_2-3＝L_1-3＝90°-δ，L_1-2、L_2-3、L_1-3分别表示1面与2面、2面与3面、1面与3面的夹角；δ为角锥镜的有效结构角；按照该关系，将第三个反射平面定向形变为柱面；而柱面的设计遵循圆柱轴O'O”垂直于角锥镜1和2面的交线，即圆柱轴垂直于角锥镜的OZ轴；圆柱轴O'O”与反射平面1和2分别形成相等角度，据以上原则从而实现柱面角锥镜的设计。

3.根据权利要求2所述的一种基于非标准柱面角锥镜的滚转角测量方法，其特征在于，所述柱面角锥镜1面与2面的法向量满足以下关系：N₁＝[1 0 0]^T；N₂＝[0 1 0]^T，N₁与N₂分别为柱面角锥镜OX和OY轴的单位矢量；第3柱面的法向量N₃可表达为:

其中β是第3圆柱面的法线与柱面角锥镜OZ轴之间所形成的夹角，β的角度范围为0°到β_max，而β_max值将由第2柱面的尺寸和圆柱体的半径r所决定，而面1和面3之间的夹角L_1-3则可以表达为：

由于L_1-3＝(90°+δ),再根据关系式δ1＝0；δ2＝δ3＝δ和公式(2)推导可得：

4.根据权利要求2所述的一种基于非标准柱面角锥镜的滚转角测量方法，其特征在于，还包括计算柱面角锥镜的反射矩阵的步骤，具体包括：分析柱面角锥镜内光束的反射情况，根据标准角锥镜中三个反射平面的不同排列顺序的六种反射光束，计算得出柱面角锥镜的反射矩阵M_123or321、M_213or312、M_231or132。