一種平臺系統(tǒng)的光學(xué)瞄準(zhǔn)棱鏡安裝精度偏差標(biāo)定檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種航天器平臺系統(tǒng)用光學(xué)瞄準(zhǔn)棱鏡的安裝誤差標(biāo)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]陀螺穩(wěn)定平臺6上通常裝有光學(xué)瞄準(zhǔn)棱鏡I。瞄準(zhǔn)棱鏡I作為導(dǎo)彈初始瞄準(zhǔn)的基準(zhǔn)，其安裝精度將直接影響導(dǎo)彈起飛前的瞄準(zhǔn)，從而影響導(dǎo)彈的落點(diǎn)精度。
[0003]平臺6的制造過程中，在各種篩選試驗(yàn)和力學(xué)環(huán)境的作用下，平臺6中臺體結(jié)構(gòu)的應(yīng)力變化、棱鏡組件與臺體之間的溫度系數(shù)不匹配、安裝部位應(yīng)力釋放等原因引起瞄準(zhǔn)棱鏡I的安裝精度偏差發(fā)生變化。當(dāng)水平方向固定螺釘產(chǎn)生應(yīng)力釋放時(shí)，將引起棱鏡組件繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)，即引起棱鏡組件水平方向的安裝精度發(fā)生變化；如果方位方向固定螺釘產(chǎn)生應(yīng)力釋放，將引起棱鏡組件繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，即引起棱鏡組件方位方向的安裝精度發(fā)生變化。
[0004]根據(jù)以往的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)積累得出，瞄準(zhǔn)棱鏡I的安裝精度偏差變化量通常在30"左右。在平臺6的各種篩選試驗(yàn)完成后，平臺6上的應(yīng)力釋放已經(jīng)完成，棱鏡組件的安裝精度相對穩(wěn)定在某一數(shù)值，可根據(jù)最后穩(wěn)定的該數(shù)值進(jìn)行誤差補(bǔ)償，便可不影響導(dǎo)彈落點(diǎn)精度。因此，需要研宄平臺6的光學(xué)瞄準(zhǔn)棱鏡I安裝精度偏差的標(biāo)定檢測方法，在平臺6出廠前對棱鏡組件的安裝精度偏差進(jìn)行標(biāo)定，以便總體在系統(tǒng)上采取補(bǔ)償措施，提高導(dǎo)彈的落點(diǎn)精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種航天器平臺系統(tǒng)用光學(xué)瞄準(zhǔn)棱鏡的安裝誤差標(biāo)定方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0007]一種平臺系統(tǒng)的光學(xué)瞄準(zhǔn)棱鏡安裝精度偏差標(biāo)定檢測方法，包括瞄準(zhǔn)棱鏡的不水平度標(biāo)定方法和瞄準(zhǔn)棱鏡的不垂直度標(biāo)定方法，其中:
[0008]瞄準(zhǔn)棱鏡的不水平度標(biāo)定方法包括如下步驟:
[0009](I)將平臺架高，在平臺的上方固定自準(zhǔn)直儀，并調(diào)節(jié)自準(zhǔn)直儀的光軸對準(zhǔn)到當(dāng)?shù)氐你U垂方向；
[0010](2)將正六面體固定安裝在平臺上，利用自準(zhǔn)直儀調(diào)整該正六面體，使得正六面體保持水平，進(jìn)而使得平臺保持水平；
[0011](3)以所述正六面體為基準(zhǔn)，將瞄準(zhǔn)棱鏡固定安裝在平臺上；
[0012](4)架設(shè)第一經(jīng)瑋儀和第二經(jīng)瑋儀，使得第一經(jīng)瑋儀和第二經(jīng)瑋儀均對準(zhǔn)平臺上的瞄準(zhǔn)棱鏡的中央位置；分別記錄第一經(jīng)瑋儀的仰角Θ1、第二經(jīng)瑋儀的仰角Θ 2以及第二經(jīng)瑋儀對準(zhǔn)瞄準(zhǔn)棱鏡時(shí)的方位角β 2 ;
[0013](5)保持第一經(jīng)瑋儀對準(zhǔn)瞄準(zhǔn)棱鏡時(shí)的方位角不變，調(diào)整第二經(jīng)瑋儀，使得第二經(jīng)瑋儀對準(zhǔn)第一經(jīng)瑋儀，并記錄第二經(jīng)瑋儀對準(zhǔn)第一經(jīng)瑋儀時(shí)的方位角β2';
[0014](6)根據(jù)步驟(13)和步驟(14)的結(jié)果，計(jì)算出瞄準(zhǔn)棱鏡的不水平度δ =(β 2r - β 2) / (tan θ 1-tan θ 2)；
[0015](7)重復(fù)執(zhí)行步驟(4)?(6)若干次，取不水平度δ的平均值，實(shí)現(xiàn)瞄準(zhǔn)棱鏡的不水平度標(biāo)定；
[0016]瞄準(zhǔn)棱鏡的不垂直度標(biāo)定方法包括如下步驟:
[0017](21)將平臺架高，在平臺的上方固定自準(zhǔn)直儀，并調(diào)節(jié)自準(zhǔn)直儀的光軸對準(zhǔn)到當(dāng)?shù)氐你U垂方向；
[0018](22)將正六面體固定安裝在平臺上，利用自準(zhǔn)直儀調(diào)整該正六面體，使得正六面體保持水平，進(jìn)而使得平臺保持水平；
[0019](23)以所述正六面體為基準(zhǔn)，將瞄準(zhǔn)棱鏡固定安裝在平臺上；
[0020](24)架設(shè)第一經(jīng)瑋儀，使得第一經(jīng)瑋儀沿平行于瞄準(zhǔn)棱鏡的棱線方向?qū)?zhǔn)正六面體，架設(shè)第二經(jīng)瑋儀，并使得第二經(jīng)瑋儀以仰角Θ對準(zhǔn)平臺上的瞄準(zhǔn)棱鏡的中央位置；分別記錄第一經(jīng)瑋儀對準(zhǔn)六面體的方位角β 1、第二經(jīng)瑋儀對準(zhǔn)平臺的瞄準(zhǔn)棱鏡的方位角β 3 ；
[0021](25)調(diào)整第一經(jīng)瑋儀和第二經(jīng)瑋儀，使得第二經(jīng)瑋儀對準(zhǔn)第一經(jīng)瑋儀，記錄第一經(jīng)瑋儀對準(zhǔn)第二經(jīng)瑋儀時(shí)的方位角βΡ以及第二經(jīng)瑋儀對準(zhǔn)第一經(jīng)瑋儀時(shí)的方位角β3'；
[0022](26)根據(jù)步驟(24)和步驟(25)的結(jié)果，計(jì)算出瞄準(zhǔn)棱鏡的不垂直度Δ =(β?, -β 1) + (β3-β3/ ) -90° - δ.tan θ ；
[0023](27)重復(fù)執(zhí)行步驟(24)?(26)若干次，取不垂直度Δ的平均值，實(shí)現(xiàn)瞄準(zhǔn)棱鏡的不垂直度標(biāo)定。
[0024]所述瞄準(zhǔn)棱鏡為直角三棱鏡，步驟(3)中瞄準(zhǔn)棱鏡安裝在平臺上之后，瞄準(zhǔn)棱鏡的入射面法線與水平面成25°。
[0025]步驟(24)中第一經(jīng)瑋儀與平臺之間距離2米，第二經(jīng)瑋儀與平臺之間距離3米，仰角Θ為25° ο
[0026]進(jìn)行瞄準(zhǔn)棱鏡的不水平度標(biāo)定時(shí)，平臺被架高2.5m，進(jìn)行瞄準(zhǔn)棱鏡的不垂直度標(biāo)定時(shí)，平臺被架高2m。
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0028](I)本發(fā)明僅使用I只正六面體、I臺自準(zhǔn)直儀、2臺經(jīng)瑋儀共計(jì)4件裝置即實(shí)現(xiàn)平臺系統(tǒng)的光學(xué)瞄準(zhǔn)棱鏡安裝精度偏差標(biāo)定檢測，填補(bǔ)了該項(xiàng)方法的技術(shù)空白。
[0029](2)本發(fā)明采用了經(jīng)瑋儀測量，瞄準(zhǔn)棱鏡可以是垂直狀態(tài)也可以是水平狀態(tài)，允許被測對象有較大的擺動(dòng)角，即有較大的仰角差；
[0030](3)本發(fā)明的技術(shù)方法以大地水平作為基準(zhǔn)，不需要通過標(biāo)準(zhǔn)六面體進(jìn)行基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，提高了光學(xué)瞄準(zhǔn)棱鏡安裝精度偏差標(biāo)定的檢測精度；
[0031](4)本發(fā)明的測量方法與光學(xué)瞄準(zhǔn)棱鏡的實(shí)際使用方法相同，使用范圍廣，包括各類慣性平臺的裝配狀態(tài)、測試狀態(tài)、使用狀態(tài)、通電狀態(tài)、不同點(diǎn)狀態(tài)等，加強(qiáng)了本發(fā)明的實(shí)用性；
[0032](5)本發(fā)明通過經(jīng)瑋儀對瞄的方法可將經(jīng)瑋儀的很多誤差予以消除，如橫軸與豎軸不垂直形成的俯仰誤差、目鏡分劃板與自準(zhǔn)直分劃板的不重合誤差等；
[0033](6)本發(fā)明由于采用了操作簡單、高效，易于實(shí)現(xiàn)，測試精度高。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明光學(xué)瞄準(zhǔn)棱鏡不水平度計(jì)算原理圖；
[0035]圖2為本發(fā)明光學(xué)瞄準(zhǔn)棱鏡不垂直度計(jì)算原理圖；
[0036]圖3為本發(fā)明光學(xué)瞄準(zhǔn)棱鏡不水平度標(biāo)定原理圖；
[0037]圖4為本發(fā)明光學(xué)瞄準(zhǔn)棱鏡不垂直度標(biāo)定原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]本發(fā)明提供了一種航天器平臺系統(tǒng)用的光學(xué)瞄準(zhǔn)棱鏡安裝精度偏差標(biāo)定檢測方法，包括瞄準(zhǔn)棱鏡I的不水平度標(biāo)定方法和瞄準(zhǔn)棱鏡I的不垂直度標(biāo)定方法。本發(fā)明共包含6個(gè)部件:瞄準(zhǔn)棱鏡I為被測裝置；第一經(jīng)瑋儀2和第二經(jīng)瑋儀2用于測量測量俯仰角；正六面體4提供瞄準(zhǔn)棱鏡I安裝和檢測的基準(zhǔn)位置；自準(zhǔn)直儀5用于調(diào)整正六面體4，使其處于基準(zhǔn)位置；瞄準(zhǔn)棱鏡I和正六面體4安裝于平臺6中。
[0039]其中:瞄準(zhǔn)棱鏡I的不水平度標(biāo)定方法如圖3所示，包括如下步驟:
[0040](I)將平臺6架高，在平臺6的上方固定自準(zhǔn)直儀5，并調(diào)節(jié)自準(zhǔn)直儀5的光軸對準(zhǔn)到當(dāng)?shù)氐你U垂方向；
[0041](2)將正六面體4固定安裝在平臺6上，利用自準(zhǔn)直儀5調(diào)整該正六面體4，使得正六面體4保持水平，進(jìn)而使得平臺6保持水平；
[0042](3)以所述正六面體4為基準(zhǔn)，將瞄準(zhǔn)棱鏡I固定安裝在平臺6上；所述瞄準(zhǔn)棱鏡I為直角三棱鏡，瞄準(zhǔn)棱鏡I安裝在平臺6上之后，瞄準(zhǔn)棱鏡I的入射面法線與水平面成25。；
[0043](4)架設(shè)第一經(jīng)瑋儀2和第二經(jīng)瑋儀3，使得第一經(jīng)瑋儀2和第二經(jīng)瑋儀3均對準(zhǔn)平臺6上的瞄準(zhǔn)棱鏡I的中央位置；分別記錄第一經(jīng)瑋儀2的仰角Θ 1、第二經(jīng)瑋儀3的仰角Θ 2以及第二經(jīng)瑋儀3對準(zhǔn)瞄準(zhǔn)棱鏡I時(shí)的方位角β 2 ；
[0044](5)保持第一經(jīng)瑋儀2對準(zhǔn)瞄準(zhǔn)棱鏡I時(shí)的方位角不變，調(diào)整第二經(jīng)瑋儀3，使得第二經(jīng)瑋儀3對準(zhǔn)第一經(jīng)瑋儀2，并記錄第二經(jīng)瑋儀3對準(zhǔn)第一經(jīng)瑋儀2時(shí)的方位角β2';
[0045](6)根據(jù)圖1及公式:
[0046]Δ β = δ.tan θ
[0047]式中:Δ β——不水平度引起的附加不垂直度
[0048]δ——不水平度
[0049]Θ——經(jīng)瑋儀與水平面夾角，即仰角
[0050]第一經(jīng)瑋儀2所讀出的不垂直度為Λ β I = δ.tan θ I ;
[0051]第二經(jīng)瑋儀3所讀出的不垂直度為Λ β I = δ.tan θ I ;
[0052]因此瞄準(zhǔn)棱鏡I的不水平度為δ = (Δ β 1-Δ β 2)/(tan Θ 1-tan θ 2)
[0053]上式中Θ1和θ 2是已知固定值，只需知道2臺經(jīng)瑋儀所讀出的不垂直度Δ β I和Δ β 2，就可以計(jì)算出瞄準(zhǔn)棱鏡I的不水平度。在實(shí)際操作中，由于2臺經(jīng)瑋儀沒有方位基準(zhǔn)，因此只能讀出實(shí)際的方位角，而無法讀出不垂直度Λ β?和Λ β2。為此需要將已經(jīng)找正瞄準(zhǔn)棱鏡I的第一經(jīng)瑋儀2在方位角不動(dòng)的情況下與第二經(jīng)瑋儀3對瞄，通過第二經(jīng)瑋儀3調(diào)整方位角找正第一經(jīng)瑋儀2，讀出方位角β