iGPS测量不确定度空间分布分析方法

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1、2015年1月北京航空航天大学学报January2015第41卷第1期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．41No·1http：／／bhxb．buaa．edu．onjbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001·5965．2014．0044iGPS测量不确定度空间分布分析方法孙涪龙1，赵罡“，王伟1，陈磊2(1．北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191；2．上海飞机制造有限公司

2、，上海200436)摘要：针对iGPS实际测量现场的快速评估与布局优化问题，研究了iGPS测量不确定度空间分布规律．给出了iGPS测量模型，据此建立了iGPS测量不确定度通用两站分析模型，进一步提出了基于两站模型变换的测量不确定度空间分布分析方法，并根据发射器覆盖范围进行了修正．该方法适用于发射器为任意数目与空间布局的iGPS测量环境，可用于计算iGPS测量环境中任一空间点的测量不确定度．构建了iGPS两站与四站实际测量环境，并进行了数值仿真计算与实际测量偏差对比．结果表明，两者数据吻合良好，该iGP

3、S测量不确定度空间分布分析方法能有效描述iGPS测量不确定度空间分布规律．关键词：iGPS；测量模型；测量不确定度；两站模型；空间分布中图分类号：TH741文献标识码：A文章编号：1001．5965(2015)01—0174旬7iGPS是一种新型数字化大尺寸空间测量设备，相较于其他数字化测量设备，它凭借其大尺寸测量精度高、测量实时性好、可同时多点测量、无光路遮挡失效问题、扩展方便等优势¨‘2。，已逐渐在航空航天制造领域得以应用，如美国波音公司将iGPS应用于747，777与787等型号飞机的总装对接中

4、旧。1，加拿大庞巴迪公司将其用于C系列飞机的装配对接过程等，目前我国的航空航天企业也开始引进iGPS，并对其应用进行了初步探索．使用iGPS进行实际测量时，为满足测量精度要求，需根据其测量不确定度对测量现场进行快速评估与布局优化，因此对iGPS测量不确定度，尤其是其空间分布规律进行研究具有重要意义．该分布规律与发射器数目与空间布局形式密切相关，不同的发射器的数目与布局方案下测量不确定度空间分布规律差异显著．目前的研究中，文献[4—5]对iGPS角度测量不确定度进行了研究并给出了其变化规律；文献[6]研

5、究了iGPS测量的动态跟踪性能，说明了其在动态测量方面的不足；文献[7]提出了iGPS测量单元与测量网络的概念，对基于单元测量场的iGPS测量网络测量精度进行了分析与仿真，但未涉及发射器不同布局的精度分析；文献[8]研究分析了几种典型发射器布局的iGPS测量精度，但难以推广到任意布局的情况；文献[9]提出了一种基于多不确定度融合的iGPS测量网评价方法，但其建立的两站测量网使用传统的计算方法，且未考虑发射器分布的任意性及其覆盖范围的影响．本文依据iGPS测量原理，给出了iGPS测量模型，建立了测量不确

6、定度通用两站分析模型，并结合发射器覆盖范围，提出了基于两站模型变换的iGPS测量不确定度空间分布分析方法；通过实验，对比数值仿真结果与实际测量数据，对该方法收稿日期：2014-01-23；录用日期：2014-03-26；网络出版时间：2014-04．1508：55网络出版地址：WWW．enki．net／kcms／doi／10．13700／j．bh．1001-5965．2014．0044．html基金项目：国家商用飞机制造工程技术研究中心创新基金资助项目(SAMCl3一JS一15-027)；北京市重点实

7、验室2013年度创新基地培育与发展工程专项资助项目(Z131104002813099)作者简介：孙涪龙(1989一)，男，四川江油人，硕士生，eric794466659@126．eomt通讯作者：赵罡(1972一)，男，河北文安人，教授，zhaog@buaa．edu．en，主要研究方向为飞机数字化装配．；f用格式：孙涪龙，赵罡，王伟，等．iGPS测量不确定度空间分布分析方法fJj．北京航空航天大学学报，2015，41(1)：174．180．SunFL，ZhaoG，WangW，eta1．Analysis

8、methodofiGPSmeasurementuncertaintyspatialdistributionEJJ，JournalofBeqingUniversityofAeronauticsandAstronautics，2015，41(J)：174—180(inChinese)．176北京航空航天大学学报2015焦使用加权平均法进行数据融合应保证融合后数据的标准差最小，并据此确定各原始数据的权因子⋯川．据此，n个数据的融合结果q的标准差厂i———一or