[发明专利]双经纬仪测量多波段光学系统光轴一致性的方法

摘要

为满足使用单位定量检测光电探测系统多光轴一致性偏差的需求，利用通用自准直经纬仪的特性，研究了一种使用双经纬仪和全波段平行光管测量大间距光轴一致性偏差的方法。该方法可以完成可见光轴和红外光轴等多个光轴之间的一致性偏差的定量检测，该方法测量精度高，操作方便，适用于多种光学系统间的光轴一致性检测，解决了使用单位定量检测光电探测系统多光轴一致性偏差的难题。

主权项

1.双经纬仪测量多波段光学系统光轴一致性，包括以下步骤：第一步，选用2台具有自准直功能的经纬仪、1台全波段平行光管和1台具有锁定功能的三维姿态调整台，平行光管十字分划可精确二维移动，经纬仪和平行光管精度可根据多轴一致性测量精度需求确定，若条件允许，测量两个红外系统光轴一致性时，可以再增加同功能的全波段平行光管和具有锁定功能的三维姿态调整台各1台，提高测试效率；第二步，测试方案一和测试方案二中，架设2台经纬仪分别对准需测量的光学系统光轴后(若是红外光学系统，需要借助全波段平行光管和三维姿态调整台)，操作2台经纬仪对瞄，对2台经纬仪置零，测试方案三中，借助全波段平行光管和三维姿态调整台，架设2台经纬仪分别对准需测量的红外光学系统光轴后，记录2台经纬仪俯仰角示数，将2台经纬仪置零，；第三步，测试方案一和测试方案二中，操作2台经纬仪分别对准需测量的光学系统光轴，记录2台经纬仪的方位角和俯仰角示数，测试方案三中，操作2台经纬仪对瞄，记录2台经纬仪方位角示数；第四步，根据基准光学系统光轴的空间指向，计算测量坐标系与大地坐标系的关系，建立测量坐标系，在测量坐标系中计算一个光学系统光轴相对基准光学系统光轴的偏差角。其特征在于：第一步所述经纬仪一般选用高精度自准直经纬仪，平行光管口径一般为200mm～300mm，该口径经济适用；所述平行光管十字分划移动分辨率优于0.1′，提高对准精度；所述三维姿态调整台分辨率高于20′，便于调整平行光管姿态；第二步中，所述经纬仪(1)和经纬仪(2)的对瞄和置零、经纬仪(11)和经纬仪(12)的对瞄和置零，建立了数据计算基准，使用全波段平行光管(15)和三维姿态调整台(16)，实现了经纬仪(12)对红外光学系统(14)光轴的瞄准；第三步中，测试方案三的测试方法，实现了借助1台全波段平行光管(25)和1台具有锁定功能的三维姿态调整台(27)，完成两个红外光学系统(23)和红外光学系统(24)之间的光轴一致性测试；所述的经纬仪(21)和经纬仪(22)首先测量红外光学系统(23)和红外光学系统(24)的俯仰角，然后将经纬仪(21)和经纬仪(22)置零，最后操作经纬仪(21)和经纬仪(22)对瞄，记录经纬仪(21)和经纬仪(22)方位角示数，这个测试方法与测试方案一的测量原理一样，利用经纬仪(21)和经纬仪(22)对瞄建立数据计算基准，区别是对瞄的时机不一样；第四步中，三种测试方案的数据处理，皆在图2所示的测量坐标系中计算一个光轴相对另一个光轴的偏差角。