本發(fā)明涉及精密光機(jī)裝調(diào)，特別提供了一種機(jī)載光電平臺慣性測量單元標(biāo)定方法。

背景技術(shù)：

1、目前機(jī)載光電探測及對抗領(lǐng)域載荷設(shè)備多采用兩軸兩框或兩軸四框的構(gòu)型設(shè)計，比較普遍的為多波段傳感器高度集成于穩(wěn)定平臺之上，該平臺通過方位軸系與俯仰軸系與外殼體相連接，經(jīng)過兩軸系的回轉(zhuǎn)達(dá)到空間任意位置的轉(zhuǎn)向及探測。一般機(jī)載光電平臺構(gòu)型見附圖1所示，其主要由光電穩(wěn)定平臺1、方位軸系2、俯仰軸系3、俯仰框架4組成，方位軸系2與俯仰軸系3分別由兩個半軸共同組成，各自存在自己的回轉(zhuǎn)軸線，此回轉(zhuǎn)軸線在空間位置上存在相交與垂直關(guān)系，可分別進(jìn)行檢測及調(diào)校。同時為了后續(xù)平臺光軸的可識別及可監(jiān)控性，在進(jìn)行平臺裝配時，預(yù)留了光軸識別基準(zhǔn)反射面。此反射面進(jìn)行過精密調(diào)校及固定，后續(xù)作為平臺光學(xué)系統(tǒng)的光軸基準(zhǔn)。

2、根據(jù)導(dǎo)航控制原理，飛機(jī)等慣性導(dǎo)航設(shè)備均需要進(jìn)行運動控制，其姿態(tài)需要進(jìn)行精密位移推算，裝配慣性測量單元屬捷聯(lián)式慣導(dǎo)，可分別提供角速度及加速度信息。慣性測量單元為測量物體三軸姿態(tài)角或者角速率以及加速度的一種裝置。一般性慣性測量單元包含三個單軸加速度計和三個單軸陀螺，其中，加速度計用來檢測物體在載體坐標(biāo)系中獨立三軸的加速度信號，陀螺用來檢測載體相對于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號，通過測量物體在三維空間中的角速度和加速度，據(jù)此來解算物體空間姿態(tài)，在導(dǎo)航中具備重要的應(yīng)用價值。一般慣性測量單元安裝在機(jī)載光電穩(wěn)定平臺重心上，初步裝配后該測量單元與軸系和光軸組成的坐標(biāo)系存在偏角誤差。因此，需要精確測量出此誤差，對慣性測量單元進(jìn)行誤差標(biāo)定。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種機(jī)載光電平臺慣性測量單元標(biāo)定方法，該方法通過機(jī)載平臺方位俯仰兩軸系位置相交度的檢測及調(diào)校、兩軸系的回轉(zhuǎn)精度檢測及回轉(zhuǎn)軸標(biāo)定、兩軸系的垂直度檢測及調(diào)校、平臺光軸與軸系的正交性檢測與調(diào)校及慣性測量單元坐標(biāo)系誤差標(biāo)定對慣性測量單元進(jìn)行標(biāo)定。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種機(jī)載光電平臺慣性測量單元標(biāo)定方法，所述機(jī)載光電平臺包括光電穩(wěn)定平臺、設(shè)置在光電穩(wěn)定平臺上的方位軸系、俯仰軸系和俯仰框架，所述方位軸系與所述俯仰軸系分別由兩個半軸組成，各自存在回轉(zhuǎn)軸線，回轉(zhuǎn)軸線在空間位置上存在相交與垂直關(guān)系，所述方法包括：

3、s1：對機(jī)載平臺方位俯仰軸系位置相交度進(jìn)行檢測及調(diào)校；

4、s2：對機(jī)載平臺方位俯仰軸系回轉(zhuǎn)軸進(jìn)行標(biāo)定及精度檢測；

5、s3：對機(jī)載平臺方位俯仰軸系垂直度進(jìn)行檢測及調(diào)校；

6、s4：對光電平臺光軸與軸系正交性檢測及調(diào)校；

7、s5：對慣性測量單元坐標(biāo)系偏差進(jìn)行標(biāo)定。

8、本發(fā)明所提供的機(jī)載光電平臺慣性測量單元標(biāo)定方法，還具有這樣的技術(shù)特征，所述s1包括：

9、s1.1：將機(jī)載光電平臺通過調(diào)校支撐工裝架設(shè)在大理石平臺上，方位軸系兩側(cè)軸系水平放置；

10、s1.2：使用測高儀檢測方位軸系兩側(cè)半軸回轉(zhuǎn)軸中心高度，調(diào)整光電穩(wěn)定平臺姿態(tài)，使方位軸線與大理石平臺平面平行；

11、s1.3：使用測高儀檢測俯仰軸系兩側(cè)半軸回轉(zhuǎn)軸中心高度，通過上下轉(zhuǎn)動調(diào)整俯仰軸系兩側(cè)半軸高度相同，記錄中心至測高儀平面垂直高度h1；

12、s1.4：繞方位軸系軸線，逆時針轉(zhuǎn)動俯仰軸系半軸180°，重復(fù)s1.3記錄中心至測高儀平面調(diào)整垂直高度h2；

13、s1.5：計算中心至測高儀平面垂直高度h1與中心至測高儀平面調(diào)整垂直高度h2的差值，該差值h1-h2為軸系位置相交度。

14、本發(fā)明所提供的機(jī)載光電平臺慣性測量單元標(biāo)定方法，還具有這樣的技術(shù)特征，所述s1還包括對軸系位置相交度與機(jī)載光電平臺方位俯仰軸系位置相交度指標(biāo)進(jìn)行對比，若不滿足指標(biāo)要求，則調(diào)整俯仰軸系兩側(cè)半軸軸系位置后重復(fù)s1.3-s1.5。

15、本發(fā)明所提供的機(jī)載光電平臺慣性測量單元標(biāo)定方法，還具有這樣的技術(shù)特征，所述s2包括：

16、s2.1：將轉(zhuǎn)接工裝裝配至方位軸系和俯仰軸系對應(yīng)一側(cè)半軸上，使方位軸系與俯仰軸系連接緊固；

17、s2.2：將多維可調(diào)反射鏡對應(yīng)轉(zhuǎn)接在轉(zhuǎn)接工裝上，分別將第一光電自準(zhǔn)直光管和第二光電自準(zhǔn)直光管架設(shè)在所述多維可調(diào)反射鏡前方工作距離上，通過多維可調(diào)反射鏡的激光準(zhǔn)直尋像器進(jìn)行粗準(zhǔn)直，調(diào)整第一光電自準(zhǔn)直光管和第二光電自準(zhǔn)直光管，使多維可調(diào)反射鏡自準(zhǔn)像進(jìn)入檢測視場；

18、s2.3：精調(diào)第一光電自準(zhǔn)直光管和第二光電自準(zhǔn)直光管自準(zhǔn)像至中心位置，勻速轉(zhuǎn)動軸系，實時采集像點，畫出擬合圓，獲取角偏回轉(zhuǎn)精度；

19、s2.4：調(diào)整多維可調(diào)反射鏡的方位和俯仰角度，使像點往圓心位置移動，重復(fù)s2.3直至角偏回轉(zhuǎn)精度最小，此時多維可調(diào)反射鏡面法線即回轉(zhuǎn)軸軸線，完成方位俯仰軸系回轉(zhuǎn)軸進(jìn)行標(biāo)定及精度檢測。

20、本發(fā)明所提供的機(jī)載光電平臺慣性測量單元標(biāo)定方法，還具有這樣的技術(shù)特征，所述s3包括：在第一光電自準(zhǔn)直光管和第二光電自準(zhǔn)直光管相交處放置五棱鏡，五棱鏡入射面與第一光電自準(zhǔn)直光管準(zhǔn)直，光束通過五棱鏡出射后通過第二光電自準(zhǔn)直光管觀測，此時自準(zhǔn)像偏差值即為軸系垂直度偏差。

21、本發(fā)明所提供的機(jī)載光電平臺慣性測量單元標(biāo)定方法，還具有這樣的技術(shù)特征，所述s3還包括通過調(diào)整方位軸系位置調(diào)整軸系垂直度偏差。

22、本發(fā)明所提供的機(jī)載光電平臺慣性測量單元標(biāo)定方法，還具有這樣的技術(shù)特征，所述s4包括：

23、s4.1：在慣性測量單元外部設(shè)置兩反射面代替其工作軸線，兩反射面包括測量單元第一軸線基準(zhǔn)光學(xué)反射面和測量單元第二軸線基準(zhǔn)光學(xué)反射面；

24、s4.2：在第一光電自準(zhǔn)直光管前方放置五棱鏡，調(diào)整五棱鏡入射面與第一光電自準(zhǔn)直光管準(zhǔn)直，保證五棱鏡出射光束與入射光束在同一水平面內(nèi)，出射光束后方架設(shè)第三光電自準(zhǔn)直光管，所述第三光電自準(zhǔn)直光管安裝于測量單元第二軸線基準(zhǔn)光學(xué)反射面包絡(luò)區(qū)域，調(diào)整第三光電自準(zhǔn)直光管，使其與第一光電自準(zhǔn)直光管正交準(zhǔn)直；

25、s4.3：移除五棱鏡，在第三光電自準(zhǔn)直光管前架設(shè)第四光電自準(zhǔn)直光管，調(diào)整第四光電自準(zhǔn)直光管方位俯仰角度，使其與第三光電自準(zhǔn)直光管準(zhǔn)直；

26、s4.4：在第一光電自準(zhǔn)直光管前架設(shè)大口徑標(biāo)準(zhǔn)平面鏡，大口徑標(biāo)準(zhǔn)平面鏡與第一光電自準(zhǔn)直光管準(zhǔn)直，在測量單元第一軸線基準(zhǔn)光學(xué)反射面包絡(luò)區(qū)域架設(shè)第五光電自準(zhǔn)直光管，調(diào)整第五光電自準(zhǔn)直光管，使其與大口徑標(biāo)準(zhǔn)平面鏡準(zhǔn)直，則光電平臺光軸與軸系正交性檢測調(diào)校完成。

27、本發(fā)明所提供的機(jī)載光電平臺慣性測量單元標(biāo)定方法，還具有這樣的技術(shù)特征，所述s5包括：

28、s5.1：在光電穩(wěn)定平臺重心位置安裝慣性測量單元，裝配完成后放置于二維調(diào)整平臺；

29、s5.2：調(diào)整二維平臺方位俯仰角度，使第一光電自準(zhǔn)直光管與第二光電自準(zhǔn)直光管分別與多維可調(diào)反射鏡準(zhǔn)直；

30、s5.3：調(diào)整光電穩(wěn)定平臺位置，使其光軸識別基準(zhǔn)反射面與第四光電自準(zhǔn)直光管準(zhǔn)直；

31、s5.4：通過第三光電自準(zhǔn)直光管與第五光電自準(zhǔn)直光管直接觀測慣性測量單元的第一軸線基準(zhǔn)光學(xué)反射面和第二軸線基準(zhǔn)光學(xué)反射面偏差值，反饋給數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)，完成慣性測量單元的偏差標(biāo)定。

32、有益效果

33、本發(fā)明所提供的方法前后進(jìn)行了機(jī)載平臺方位俯仰兩軸系位置相交度的檢測及調(diào)校，兩軸系的回轉(zhuǎn)精度檢測及回轉(zhuǎn)軸標(biāo)定，兩軸系的垂直度檢測及調(diào)校，平臺光軸與軸系的正交性檢測與調(diào)校，慣性測量單元坐標(biāo)系誤差標(biāo)定等。通過上述一系列的光機(jī)調(diào)校步驟，同時完成了機(jī)載平臺的軸系精密調(diào)整及慣性測量單元的偏差標(biāo)定，實現(xiàn)了機(jī)載光電平臺軸系與光軸的正交坐標(biāo)系調(diào)整與定位，測試出慣性測量單元與此正交坐標(biāo)系的偏差值，進(jìn)而反饋給數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)實現(xiàn)幾何空間相關(guān)解算。