数字化测量技术方案

《数字化测量技术方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、数字化测量技术方案在飞机大部件自动对接过程中，首先通过测量系统，进行大部件位置的准确测量，然后将数据传递给自动化定位控制系统，系统对数据进行分析、处理，再反馈给多个定位器，通过伺服电机带动自动定位器进行X、Y、Z三个方向的自由移动，从而实现大部件的精确定位，完成飞机大部件的对接。本测量方案以飞机大部件机身、左右外翼对接为对象进行规划的。通过研究和分析国外现代大型部件对接的结构形式和国际先进的对接方式，结合课题的研究要求，针对飞机大部件翼身对接，梳理并规划出适合的翼身数字化测量技术方案，通过数字化测量场构建方案设计，完成翼身对接测量场的构建，明确测量方法，保证测量场

2、中设计坐标系与测量坐标系一致。本方案主要内容包括：数字化测量场构建方案总体概述、数字化测量设备及技术基本原理、数字化测量布站方案设计、数字化测量场内坐标系构建方案、测量技术方案等5方面进行阐述。1数字化测量场构建方案总体概述本章基于激光跟踪测量技术和室内GPS技术，对大尺寸高精度测量场构建方案进行设计，如图1.1所示，其主要内容为：数字化测量设备及原理概述、测量场构建流程方案设计；其中测量场构建流程方案又由3个部分组成：数字测量场布站方案设计、数字测量场坐标系统构建方案设计和测量方法方案设计。其中：•数字测量场布站主要完成数字测量设备的空间架构方案设计，是整个测量

3、场构建的实施基础。•数字测量场坐标系统构建主要完成测量场中各测量对象与设计坐标系的绝对关系及各测量对象的相互关系的方案设计，是后续自动化对接轨迹规划与定位控制实施的数据链基础。•测量方法设计主要是对测量方式（手动或自动）进行规划和评估。图1.1数字化测量场构建方案总框图1.1数字化测量设备及技术基本原理随着数字化技术的进步，数字化测量技术得到了飞速的发展，先进的用于大空间范围测量的数字化测量设备相继出现，如激光跟踪仪（LaserTracker）、iGPS（IndoorGPS）、激光雷达（LaserRadar）等。这些先进数字化测量设备在汽车、轮船和飞机等先进制造领

4、域正在得到日益广泛的应用，大有取代在上述领域中已被长期使用的传统光学测量设备（如全站仪、经纬仪等）的趋势。1.2室内GPS组成及测量原理1.2.1室内GPS组成室内GPS网络系统与全球定位系统中的卫星网络类似，支持无穷多个用户。该系统由激光发射器、传感器、信号接收器以及计算机组成，其中红外脉冲激光发射器代替卫星的作用，接收器根据激光发射器投射来的激光时间特征参数，计算接收器所在点的角度和位置，并将模拟信号转换成数字脉冲信号，通过无线网络发送给中央控制室的计算机，最后通过室内GPS系统的随机测量软件或第三方测量软件处理数据获得高精度的信息，并供远端的多用户共享。室内

5、GPS的测量区域可小到一个工作单元或大到整个车间，也可根据客户的要求在车间里任意地进行布置。它的测量区域并不会受到已安装的激光发射器数量限制，只需增加激光发射器便可扩展测量范围。便携式激光发射器固定式激光发射器传感器图1.2室内GPS基本组成与使用模拟场景图1.2.2室内GPS工作原理室内GPS工作原理是：激光发射器发出两个呈扇形的激光面，这两个激光扇面与垂直平面的夹角分别为30°和-30°（图1.3左图），扇面的俯仰覆盖范围也为±30°（图1.3右图）。图1.3激光发射器两个扇形激光发射面范围测量区域内任何一个接收器只能获得来自激光发射器的两个角度信息，一个仰角

6、，另一个则为方位角，它们都是利用时间差计算出来的。仰角是通过激光发射器发射出来的两个扇面分别扫触到接收器的时间差计算而得。方位角是通过闸门脉冲信号扫触的时间与两个扇面扫触时间的平均值的时间差来获得。只有方位角和仰角两个元素是不足以计算接收器的空间位置，还需有另外一个激光发射器才可利用三角形原理计算得到，此计算原理与经纬仪相同（图1.4）。图1.4三角测量原理示意图1.3激光跟踪系统的组成及工作原理1.3.1激光跟踪测量系统的组成激光跟踪测量系统由激光跟踪仪、控制器、用户计算机、反射器及测量附件等部分组成，其组成图如图1.5左图所示。1）跟踪仪。跟踪仪是整个系统的主

7、体，内部集成角编码器、伺服马达和激光干涉仪等元件。2）跟踪仪控制机器。包括控制器、电源、电缆等其主要功能是为激光跟踪仪供电和进行数据交换。激光跟踪仪在进行测量时将与计算机之间进行大量的数据交换，而且要求很高的数据传输速度，因此计算机与激光跟踪仪间需通过控制器采用局域（LAN）形式传输数据。实际上控制器就是一台工控机。3）计算机。计算机用来存储数据、执行转换和数据传输等功能。4）反射镜（或T-Probe）。反射镜或T-Probe是被激光跟踪仪跟踪的光学目标，能使入射的激光束按原路平行返回跟踪仪。垂直测角目标点水平测角图1.5激光跟踪测量系统组成图及激光跟踪仪测量原理

8、图1.3.