[发明专利]一种船载大型雷达基座垂直段变形测量方法

摘要

本发明属于空间飞行器测控技术领域，公开了一种船载大型雷达基座垂直段变形测量方法。针对当前船载大型雷达天线基座垂直方向结构变形缺少可用测量方法的问题，公布了一种利用光纤布拉格光栅传感器高精度结构应变测量能力，通过合适的安装方案设计和对应的局部应变量与全局变形值计算模型，获得雷达基座垂直方向变形量实测值的测量方法。该方法克服了雷达基座内部因安装空间受限导致传统的利用直通光路进行光学变形测量方法难以实施的困难。该方法光纤光栅传感器可以紧贴雷达基座桶壁安装，占用空间小，变形测量精度高，可在海上动态情况下实时获取雷达基座垂直方向的变形量，从而可提高船载雷达测量精度。

主权项

1.一种船载大型雷达基座垂直段变形测量方法，其特征在于，所述测量方法为沿船舶左舷、右舷和船艏舷、船艉舷方向将光纤布拉格光栅传感器分段、对称贴面安装于雷达基座桶壁的内壁，根据安装方案确定变形测量与计算方法，包括以下测量步骤：步骤1、确定传感器安装部位：将用于变形测量的光纤传感器沿船舶的左舷、右舷和船艏舷、船艉舷方向上下四条线分段安装，根据船载雷达基座实物结构确定分段位置和安装部位，分段的基本原则按结构件连接处和直线无法通过处作为分段部位或分界点；各相邻分段光纤传感器相邻连接焊点间无变形或变形量小到可忽略；步骤2、确定传感器类型：根据被测部位的上下高度确定所选用的传感器，20cm以内的应变测量使用通用应变计，20～100cm使用引申应变计，100cm以上的使用高精位移计；步骤3、传感器安装：对步骤1所确定的安装部位进行标记，并对安装点周边进行除锈、磨平，利用焊机点焊传感器安装螺柱，根据安装部位特点及预定的传感器类型选择合适工装；步骤4、传感器连接：根据测试仪器每通道同步采集串联传感器节点数量能力，分别将船舶左舷、右舷、船艏舷、船艉舷向四条安装舷上的多只传感器光纤接头相互串联熔接为若干条，各节点数据易读取并比较的组合；步骤5、数据采集与变形量计算：安装连接完成后，打开测试仪器，同步采集各传感器应变量数据；由于船舶摇摆和变形一般定义为船舶左舷、右舷及船艏舷、船艉舷方向，按照方位角船艏舷方向为0度的定义，4条测舷的方位角分别记为0度、90度、180度、270度，利用四个典型方向应变值及结构力学原理计算雷达基座垂直方向横摇、纵摇变形角；符号标记：ε表示应变量，为光纤传感器测量值；θ表示船舶横摇；表示船舶纵摇；H_i、R_i分别为第i(i＝1,2,3，,n)分段高度、基座对应半径；按下列公式计算分段横摇应变：分段纵摇应变：分段横摇角分段纵摇角总的横摇角总的纵摇角