激光跟踪测量系统误差分析与优化

发布时间：2016-08-20 06:16

本文主要分析了激光跟踪测量系统的各种工作原理，并且着重对其测量过程当中所产生的误差进行了深入的探讨，在分析随机误差和系统误差的各自成因后又进行了进一步的试验，对激光跟踪测量系统产生的这两项误差的相关因素进行了研究。试验后发现，试验对于激光跟踪测量系统产生误差的分析和补偿能够有效地减少甚至完全消除一些能够影响激光跟踪测量系统的因素，并且以此来提高系统测量的精确程度，上述基于激光跟踪测量系统的研究对此系统的应用与发展有着极为深远的影响和指导意义。
关键词：激光跟踪；测量系统；随机误差；系统误差；补偿

1 激光跟踪测量系统的组成与原理

近年来激光跟踪测量系统已经开始在工业测量中得到广泛应用，其与一些旧测量系统相比优点确实很多，如快、精等特点，此系统逐渐被大众所认可后开始在各个行业都有非常广泛的应用，并且随着它近几年来越发的成熟，其应用的范围也随之扩展。
激光跟踪测量系统其核心原理是利用球坐标进行定位，它是一种通过测量球坐标来完成测量目的的新型测量系统。当HeNe（HeNe激光器是以猫眼作腔镜的位移自传感的激光发射器）的发射器发出的激光时，双轴跟踪镜起到了至关重要的作用，双轴跟踪镜能够将HeNe发射器发射来的激光反射至目标处，并且将正对反射镜射入的光线180°反射，直接使入射光线返回[1]。双轴跟踪镜由于其双轴的结构，，所以可以成功做到使HeNe发射的激光始终能够入射到反射器上，并且系统中自带有位置检测器PSD（位置敏感器件，Position Sensitive Detector），其作用是给出马达驱动的信号并将入射光线与反射光线之间发生的相对位置上的位移转化为驱动电信号，从而使得系统能够自动跟踪。下式（1）当中的公式是用来计算目标的空间坐标位置的，其工作的原理是通过激光追踪来正确测量目标的各项数据，如距离，水平和垂直方向的偏转角度等等，并且距离和偏转角度都由专门的测量仪器来测量[2]。

2.2 系统性误差
2.3 粗大误差
3 激光跟踪测量系统几何误差分析及补偿
3.1 几何误差分析
3.2 几何误差补偿方法
4 激光跟踪测量系统几何误差补偿实验

5 结论

本文主要分析研究了激光跟踪测量系统的各种工作原理，并且着重对其测量过程当中所产生的误差进行了深入的探讨，在分析随机误差和系统误差的各自成因后又进行了进一步的试验来对激光跟踪测量系统产生的这两项误差的相关因素进行了研究；并且针对如何使激光跟踪测量系统的运行更加稳定这个问题进行了深入的试验，首先对测量系统运行时的系统稳定性进行了分析研究，并成功得到了能够使系统运行稳定的环境条件。而本文对于激光跟踪测量系统的测量不确定性也作了相应的实验，通过实验来对各个公共点和其坐标进行测量和变化趋势的分析来达到最终的试验目的。

参考文献

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[2]王建军,刘吉东. 影响机载激光扫描点云精度的测量误差因素分析及其影响大小排序[J]. 中国激光,2014,04:247-252.
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本文编号：98622