航空物探中磁传感器安装杆臂变形误差测量方法研究

发布时间：2021-02-16 09:10

　　近年来,需求的激增刺激航空物探技术的快速发展,在实际应用中,航磁测量是提高其探测能力的一种很好的方法。磁传感器安装在机体外侧用来测量地磁场,为了削减飞机机体对磁传感器的磁场干扰,利用一定长度的安装杆固联机体和磁传感器。因此,需要实时测量由于安装杆的弯曲形变而造成的机体和磁传感器的相对姿态的变化,本文以面阵CCD为核心,利用光学方法来测量两物体间的小角度变化,主要完成了以下几个方面的工作:1)实际应用中,要求采用非接触测量的方式实现相对姿态的测量,并能够达到一定的测量范围和精度的要求。基于实际应用的需求,选择自准直法来测量两物体间的相对姿态变化,并针对实际的应用环境,特别是“折”杆的应用,设计了双子系统构成的小角度测量系统。2)针对系统简化模型的局限,提出了更加全面、严格的数学模型,对该系统的理想模型进行建模分析,建立了光斑坐标与光源位置、反射镜偏转角的具体解析关系,并根据系统测量距离、测量范围、测量精度等限制和要求,对相关器件的参数需求进行分析,最终完成系统的器件选型。3)根据实际采集到的图像效果,结合各种算法的特点和应用环境,并通过实验对比的方式,比较不同算法所得结果的测量精度和稳定... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

激光干涉测角系统基本原理

角仪结构简单、成本低、可以实现在线实时测量。当光从光密介质传输到光疏介质时，若入射角大于临界角，则会发生全反射现象，光学内反射法就是利用全反射条件下通过测量反射光强的变化来实现入射角变化的测量。如图1-2所示，S和P偏光在入射角较小时，反射率变化平缓，当入射角在临界角附近时，随着入射角的微小变化，反射率会发生急剧变化。因此，测量时通常定义一个临界角附近的初始角，被测角为相对于该初始角的角位移，这样就可以利用临界角附近反射率灵敏度较高的特点来进行小角度的高精度测量。光学内反射法的测量范围、灵敏度和精度取决于初始入射角取值、棱镜内的反射次数和偏振光的状态，一般来说，初始角取值越大、反射次数越多、偏振光状态越好，系统的测量精度就越高，但相应的，系统的测量范围会越小。为了减小非线性对测量结果的影响，可以通过差分结构和增加反射次数等方式来实现

这就是塞维克效应。这一现象为小角度测量提供了理论依据，而高频激光的出现，使得该种方法能够用于实际测量，利用这一现象来实现小角度测量的装置就叫做环形激光器。如图1-3所示，光电自准直仪固定不动，被检测的角度量具和环形激光器同步转动，在瞄准轴和量具棱面法线相重合的瞬间，被测角度转换成由光电自准直仪产生的光电流触发和停止脉冲所需的时间间隔，接口装置在此间隔内对环形激光脉冲读数。在动态测角技术中，环形激光器测角技术可以达到最高的测量精度，目前还只有俄罗斯和德国掌握这种技术。环形激光器法容易实现校准，测量精度很高；可以实现高转速测量，动态性能好，动态响应范围广；可以在测量转角的同时测量瞬时转速。环形激光器法在1r/s的转速范围内，测量精度可达0.1''。但是

【参考文献】：
期刊论文
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[9]几种激光光斑中心检测方法的比较[J]. 徐亚明,邢诚,刘冠兰,唐枫,余志奇.  海洋测绘. 2007(02)
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博士论文
[1]位置敏感探测器的研究[D]. 黄梅珍.浙江大学 2001

硕士论文
[1]光学内反射法小角度精密测量技术的研究[D]. 张文晔.哈尔滨工业大学 2006
[2]基于多齿分度盘的精密分度与测角技术研究[D]. 刘威.西北工业大学 2006
[3]面阵CCD自准直测量系统研究[D]. 甘俊红.合肥工业大学 2006
[4]高精度小角度测量系统的研制[D]. 罗旭.重庆大学 2005
[5]二维光学内反射微小角度传感器的研究[D]. 李德春.天津大学 2004



本文编号：3036553