[发明专利]激光跟踪仪姿态测量校准装置及方法

权利要求书

1.一种激光跟踪仪姿态测量校准装置，其特征在于，包括姿态测量靶标和二维精密转台；所述二维精密转台包括转台主体、俯仰轴和横滚轴，所述俯仰轴转动连接于所述转台主体的上方，所述横滚轴的一端转动连接于所述俯仰轴，所述姿态测量靶标连接于所述横滚轴的另一端；所述横滚轴和所述俯仰轴沿轴向相互垂直。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述姿态测量靶标包括连接平面、第一部分和第二部分以及设置在所述第一部分和第二部分之间的中间部位；所述中间部位的高度大于所述第一部分和所述第二部分的高度；所述连接平面通过螺栓固定连接于所述第一部分和所述第二部分。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一部分、所述第二部分和所述中间部位设有光源标志点，所述中间部位还设有角锥棱镜。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述连接平面固定连接于所述横滚轴的另一端。

5.使用如权利要求1至4任意一项所述的装置进行激光跟踪仪姿态测量校准的方法，其特征在于，包括：

将激光跟踪仪和所述二维精密转台相对放置；

调整所述激光跟踪仪，使所述激光跟踪头发射出的测量光束射向所述姿态测量靶标的中心；

通过调整所述二维精密转台带动所述姿态测量靶标转动，实现所述激光跟踪仪的姿态角测量，计算测量误差；其中，所述姿态角包括俯仰角、方位角和横滚角；

根据所述测量误差计算所述姿态角的测量精度，完成所述激光跟踪仪的姿态测量校准；其中，所述姿态角的测量精度包括所述俯仰角、所述方位角和所述横滚角的均方根误差。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过调整所述二维精密转台带动所述姿态测量靶标转动，实现所述激光跟踪仪的姿态角测量，计算测量误差，包括：

控制所述二维精密转台在所述俯仰轴方向带动所述姿态测量靶标转动，用所述激光跟踪仪测量所述俯仰角，并计算所述俯仰角的测量误差；

控制所述二维精密转台在所述俯仰轴方向带动所述姿态测量靶标转动，用所述激光跟踪仪测量所述方位角，并计算所述方位角的测量误差；

控制所述二维精密转台在所述横滚轴方向带动所述姿态测量靶标转动，用所述激光跟踪仪测量所述横滚角，并计算所述横滚角的测量误差。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制所述二维精密转台在所述俯仰轴方向带动所述姿态测量靶标转动，用所述激光跟踪仪测量所述俯仰角，并计算所述俯仰角的测量误差，包括：

使所述姿态测量靶标、所述二维精密转台和所述激光跟踪仪的自身坐标系相互平行；

记录所述二维精密转台的初始俯仰角，并测量所述姿态测量靶标的初始零位俯仰角；

以所述初始俯仰角和所述初始零位俯仰角为基准，调整所述二维精密转台的参数，以5°为步长，在±30°范围内取俯仰角测量点；

记录所述二维精密转台计量的俯仰角，将所述二维精密转台计量的俯仰角作为所述二维精密转台转动的标准俯仰角度，同时测量所述俯仰角测量点的所述俯仰角；

根据所述俯仰角和所述标准俯仰角度计算所述俯仰角的测量误差。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制所述二维精密转台在所述俯仰轴方向带动所述姿态测量靶标转动，用所述激光跟踪仪测量所述方位角，并计算所述方位角的测量误差，包括：

使所述姿态测量靶标、所述二维精密转台和所述激光跟踪仪的自身坐标系相互平行；

调整所述二维精密转台在横滚轴方向带动所述姿态测量靶标旋转90°；

记录所述二维精密转台的初始俯仰角，并测量所述姿态测量靶标的初始零位俯仰角；

以所述初始俯仰角和所述初始零位俯仰角为基准，调整所述二维精密转台的参数，以5°为步长，在±30°范围内取方位角测量点；

记录所述二维精密转台计量的俯仰角，将所述二维精密转台计量的俯仰角作为所述二维精密转台转动的标准俯仰角度，同时测量所述方位角测量点的所述方位角；

根据所述方位角和所述标准俯仰角度计算所述方位角的测量误差。