是指位于運(yùn)動平臺測量組件上的傳感器；
[0064] 其中，在步驟二中所述的"iGI^兩站測量系統(tǒng)"，是指利用兩臺發(fā)射器構(gòu)建的iGPS 測量系統(tǒng)，其具體構(gòu)建過程如下： 陽0化]步驟1、安置兩個發(fā)射器，應(yīng)保證發(fā)射器位置能夠覆蓋測量對象，選取具有最佳測 量效果的對角形覆蓋；
[0066] 步驟2、設(shè)備供電，連接控制柜；
[0067] 步驟3、使用基準(zhǔn)尺對iGI^測量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，解算兩發(fā)射器的空間坐標(biāo)信息和 姿態(tài)信息，完成iGI^測量系統(tǒng)坐標(biāo)系的建立；
[0068] 步驟4、將矢量棒vectorbar通過控制軟件surwyor融合到iGPS測量系統(tǒng)的坐 標(biāo)系下，完成iGI^測量系統(tǒng)的構(gòu)建。
[0069] 其中，在步驟Ξ中所述的"獲取測量目標(biāo)坐標(biāo)信息"，是通過iGI^數(shù)據(jù)采集軟件 Surveyor來實現(xiàn)測量目標(biāo)坐標(biāo)信息的獲取，該軟件是iGPS測量系統(tǒng)配套軟件；而"坐標(biāo)信 息"，指的是測量目標(biāo)在iGI^測量系統(tǒng)的笛卡爾坐標(biāo)值；
[0070] 其中，在步驟四中所述的"求解測量目標(biāo)角度"，該測量目標(biāo)角度是指傳感器相對 于發(fā)射器局部坐標(biāo)系的方位角^和俯仰角Θ，見圖1。其求解過程是根據(jù)步驟二所述的發(fā)射 器坐標(biāo)信息、姿態(tài)信息和步驟Ξ所述的測量目標(biāo)坐標(biāo)信息得到的，其具體實現(xiàn)過程是根據(jù) 發(fā)射器和傳感器的坐標(biāo)信息，計算傳感器在發(fā)射器局部坐標(biāo)系下的位置矢量，進(jìn)而求解出 傳感器相對于發(fā)射器的方位角@和俯仰角Θ;
[0071] 其中，在步驟五中所述的"求解發(fā)射器光束基本參數(shù)"，發(fā)射器光束指的是iGI^測 量系統(tǒng)中發(fā)射器所發(fā)射的兩扇形光束，其基本參數(shù)包括：光束掃過傳感器時在水平面上與 X軸的夾角Φ?、Φ2和相對于初始時間t。的轉(zhuǎn)動時間t1、心，見圖2 ;其具體求解過程是根據(jù) 步驟四所述的測量目標(biāo)角度解算的，其中Φ?、Φ2可由下式求解
[0072]
[0073] 轉(zhuǎn)動時間Vt2可根據(jù)下式求解
[0074]
[00巧]式中，（Kff是兩光平面在水平面上的夾角，大小是90度，ω是發(fā)射器的旋轉(zhuǎn)角速 度。
[0076] 其中，在步驟六中所述的"修正發(fā)射器光束基本參數(shù)"，是指修正后的夾角Φ1'和 Φ' 2,修正過程是通過對運(yùn)動造成的時間延遲進(jìn)行補(bǔ)償完成的，其具體修正過程如下：
[0077] 兩扇形光束在掃過測量目標(biāo)時，在水平面上與X軸的夾角為：
[0078]
[0079] 式中，（Kff是兩光平面在水平面上的夾角，大小是90度，ω是發(fā)射器的旋轉(zhuǎn)角速 度，ΔΦι和Δφ2是補(bǔ)償角，表示傳感器相對于與發(fā)射器z軸成一定夾角旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過的角 度，等效值為
[0080]
[00川式中，"ml,ω"2是等效角速度，取逆時針方向為正，近似等于和V是傳感器 的運(yùn)動速度大小，r是傳感器到發(fā)射器局部坐標(biāo)系原點的距離，α和β是等效系數(shù)。
[0082] 其中，在步驟屯中所述的"求解測量目標(biāo)修正坐標(biāo)信息"，其過程是在上述步驟的 基礎(chǔ)上完成的，在得到測量目標(biāo)相對于發(fā)射器的坐標(biāo)信息和修正的發(fā)射器光束基本參數(shù) 后，得到傳感器相對于發(fā)射器經(jīng)動態(tài)補(bǔ)償后的方位角#和俯仰角9 '
[0083]
[0084] 式中，各參數(shù)與W上步驟中所述一致。
[0085] 其中，在步驟九中所述的"求解測量目標(biāo)動態(tài)測量信息"，指的是利用上述步驟所 述方法，結(jié)合兩站坐標(biāo)定位模型求解測量目標(biāo)實時的經(jīng)過補(bǔ)償?shù)臏y量信息。實例中兩發(fā)射 器姿態(tài)角均為0,其姿態(tài)角矩陣為3階單位矩陣，見圖3。其具體求解過程根據(jù)下式進(jìn)行解 算：
[0086]
[0087]式中，Ri和R2是兩發(fā)射器在全局坐標(biāo)系下的姿態(tài)角矩陣，實例中皆為3階單位矩 陣，由步驟二所述的發(fā)射器姿態(tài)信息描述；（?y,，Za)嘴（Xe，ye,Ze)T是步驟二所述的發(fā)射 器空間坐標(biāo)信息；ri和r2是傳感器與兩發(fā)射器的距離，根據(jù)步驟二所述的發(fā)射器坐標(biāo)信息 和步驟Ξ所述的測量目標(biāo)坐標(biāo)信息得到；於>日Θ/是傳感器相對于第一個發(fā)射器經(jīng)動態(tài) 補(bǔ)償后的方位角和俯仰角；巧;和θ'2是傳感器相對于第二個發(fā)射器經(jīng)動態(tài)補(bǔ)償后的方位 角和俯仰角；(X，y，ζ)τ是傳感器實時的經(jīng)過補(bǔ)償?shù)臏y量信息。
【主權(quán)項】
1. 一種用于飛機(jī)自動化裝配的iGI^動態(tài)測量誤差實時補(bǔ)償方法，其特征在于：該方法 具體步驟如下： 步驟一、確定測量目標(biāo)，規(guī)劃測量范圍； 步驟二、構(gòu)建iGI^兩站測量系統(tǒng)； 步驟Ξ、獲取測量目標(biāo)坐標(biāo)信息； 步驟四、求解測量目標(biāo)角度； 步驟五、求解發(fā)射器光束基本參數(shù)； 步驟六、修正發(fā)射器光束基本參數(shù)； 步驟屯、求解測量目標(biāo)修正坐標(biāo)信息； 步驟八、重復(fù)步驟Ξ至屯，對第二個發(fā)射器進(jìn)行修正； 步驟九、求解測量目標(biāo)動態(tài)測量信息。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛機(jī)自動化裝配的iGI^動態(tài)測量誤差實時補(bǔ)償方 法，其特征在于：在步驟一中所述的"測量目標(biāo)"，是指位于運(yùn)動平臺測量組件上的傳感器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛機(jī)自動化裝配的iGI^動態(tài)測量誤差實時補(bǔ)償 方法，其特征在于：在步驟二中所述的"iGI^兩站測量系統(tǒng)"，是指利用兩臺發(fā)射器構(gòu)建的 iGI^測量系統(tǒng)，其具體構(gòu)建過程如下： 步驟1、安置兩個發(fā)射器，應(yīng)保證發(fā)射器位置能夠覆蓋測量對象，選取具有最佳測量效 果的對角形覆蓋； 步驟2、設(shè)備供電，連接控制柜； 步驟3、使用基準(zhǔn)尺對iGI^測量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，解算兩發(fā)射器的空間坐標(biāo)信息和姿態(tài) 信息，完成iGI^測量系統(tǒng)坐標(biāo)系的建立； 步驟4、將矢量棒vectorbar通過控制軟件surveyor融合到iGPS測量系統(tǒng)的坐標(biāo)系 下，完成iGI^測量系統(tǒng)的構(gòu)建。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛機(jī)自動化裝配的iGI^動態(tài)測量誤差實時補(bǔ)償方 法，其特征在于：在步驟Ξ中所述的"獲取測量目標(biāo)坐標(biāo)信息"，是通過iGI^數(shù)據(jù)采集軟件 Surveyor來實現(xiàn)測量目標(biāo)坐標(biāo)信息的獲取，該軟件是iGPS測量系統(tǒng)配套軟件；而"坐標(biāo)信 息"，指的是測量目標(biāo)在iGI^測量系統(tǒng)的笛卡爾坐標(biāo)值。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛機(jī)自動化裝配的iGI^動態(tài)測量誤差實時補(bǔ)償方 法，其特征在于：在步驟四中所述的"求解測量目標(biāo)角度"，該測量目標(biāo)角度是指傳感器相對 于發(fā)射器局部坐標(biāo)系的方位角0守日俯仰角Θ，其求解過程是根據(jù)步驟二所述的發(fā)射器坐標(biāo) 信息、姿態(tài)信息和步驟Ξ所述的測量目標(biāo)坐標(biāo)信息得到的，其具體實現(xiàn)過程是根據(jù)發(fā)射器 和傳感器的坐標(biāo)信息，計算傳感器在發(fā)射器局部坐標(biāo)系下的位置矢量，進(jìn)而求解出傳感器 相對于發(fā)射器的方位角P和俯仰角Θ。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛機(jī)自動化裝配的iGI^動態(tài)測量誤差實時補(bǔ)償方 法，其特征在于：在步驟五中所述的"求解發(fā)射器光束基本參數(shù)"，發(fā)射器光束指的是iGPS 測量系統(tǒng)中發(fā)射器所發(fā)射的兩扇形光束，其基本參數(shù)包括：光束掃過傳感器時在水平面上 與X軸的夾角Φ1、Φ2和相對于初始時間t。的轉(zhuǎn)動時間ti、t2;其具體求解過程是根據(jù)步驟 四所述的測量目標(biāo)角度解算的，其中Φι、Φ2由下式求解：轉(zhuǎn)動時間ti、t2根據(jù)下式求解式中，是兩光平面在水平面上的夾角，大小是90度，ω是發(fā)射器的旋轉(zhuǎn)角速度。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛機(jī)自動化裝配的iGI^動態(tài)測量誤差實時補(bǔ)償方 法，其特征在于：在步驟六中所述的"修正發(fā)射器光束基本參數(shù)"，是指修正后的夾角Φ'1 和Φ'2,修正過程是通過對運(yùn)動造成的時間延遲進(jìn)行補(bǔ)償完成的，其具體修正過程如下： 兩扇形光束在掃過測量目標(biāo)時，在水平面上與X軸的夾角為：式中，Φκ:是兩光平面在水平面上的夾角，大小是90度，ω是發(fā)射器的旋轉(zhuǎn)角速度，ΔΦι和ΔΦ2是補(bǔ)償角，表示傳感器相對于與發(fā)射器Ζ軸成一定夾角旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過的角度， 等效值為式中，"ml,ω"2是等效角速度，取逆時針方向為正，近似等于V是傳感器的運(yùn) 動速度大小，r是傳感器到發(fā)射器局部坐標(biāo)系原點的距離，α和β是等效系數(shù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛機(jī)自動化裝配的iGI^動態(tài)測量誤差實時補(bǔ)償方 法，其特征在于：在步驟屯中所述的"求解測量目標(biāo)修正坐標(biāo)信息"，其過程是在上述步驟 的基礎(chǔ)上完成的，在得到測量目標(biāo)相對于發(fā)射器的坐標(biāo)信息和修正的發(fā)射器光束基本參數(shù) 后，得到傳感器相對于發(fā)射器經(jīng)動態(tài)補(bǔ)償后的方位角(6)'和俯仰角Θ'式中，各參數(shù)與W上步驟中所述一致。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛機(jī)自動化裝配的iGI^動態(tài)測量誤差實時補(bǔ)償方 法，其特征在于：在步驟九中所述的"求解測量目標(biāo)動態(tài)測量信息"，指的是利用上述步驟所 述方法，結(jié)合兩站坐標(biāo)定位模型求解測量目標(biāo)實時的經(jīng)過補(bǔ)償?shù)臏y量信息，其具體求解過 程根據(jù)下式進(jìn)行解算：式中，Ri和R2是兩發(fā)射器在全局坐標(biāo)系下的姿態(tài)角矩陣，由步驟二所述的發(fā)射器姿態(tài) 信息描述；(Xa，y,，Za)t和（XB，ye,Zb)t是步驟二所述的發(fā)射器空間坐標(biāo)信息；r1和r2是傳感 器與兩發(fā)射器的距離，根據(jù)步驟二所述的發(fā)射器坐標(biāo)信息和步驟Ξ所述的測量目標(biāo)坐標(biāo)信 息得到；巧和Θ' 1是傳感器相對于第一個發(fā)射器經(jīng)動態(tài)補(bǔ)償后的方位角和俯仰角；口;和 Θ'2是傳感器相對于第二個發(fā)射器經(jīng)動態(tài)補(bǔ)償后的方位角和俯仰角；（X，y，Z)T是傳感器 實時的經(jīng)過補(bǔ)償?shù)臏y量信息。
【專利摘要】一種用于飛機(jī)自動化裝配的iGPS動態(tài)測量誤差實時補(bǔ)償方法，該方法有九大步驟：一、確定測量目標(biāo)，規(guī)劃測量范圍；二、構(gòu)建iGPS兩站測量系統(tǒng)；三、獲取測量目標(biāo)坐標(biāo)信息；四、求解測量目標(biāo)角度；五、求解發(fā)射器光束基本參數(shù)；六、修正發(fā)射器光束基本參數(shù)；七、求解測量目標(biāo)修正坐標(biāo)信息；八、重復(fù)步驟三至七，對第二個發(fā)射器進(jìn)行修正；九、求解測量目標(biāo)動態(tài)測量信息。本發(fā)明解決了飛機(jī)裝配過程中iGPS對測量目標(biāo)進(jìn)行實時跟蹤測量時引入冗余誤差的問題，最終達(dá)到對飛機(jī)裝配過程實時監(jiān)控的目的。
【IPC分類】G01B11/00
【公開號】CN105403144
【申請?zhí)枴緾N201510727605
【發(fā)明人】陳良杰, 孫占磊, 景喜雙, 張承陽, 張鵬飛, 趙罡
【申請人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年10月30日