的光軸坐標(biāo)系和測量控制裝置坐標(biāo)系兩個過渡坐標(biāo) 系:光軸坐標(biāo)系8是指測量控制裝置光軸的坐標(biāo)系，記為XoyoZO，X。軸方向與光束出射方向一 致，y。軸指向光軸右側(cè)，ZO軸朝下，X。軸指向、y。軸指向和ZO軸指向滿足右手定則；
[0037] 測量控制裝置坐標(biāo)系記為XmymZm, Xm軸沿測量控制裝置縱軸指向前方，ym軸指向測 量控制裝置右側(cè)，Zm軸指向測量控制裝置的底部，Xm軸指向、軸指向和Zm軸指向滿足右手 定則；
[0038] 第=步，求解從測量控制裝置的光軸坐標(biāo)系到測量控制裝置坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換矩 陣:在測量控制裝置使用前，測量控制裝置的光軸坐標(biāo)系的初始方向與測量控制裝置坐標(biāo) 系的初始方向重合；當(dāng)測量控制裝置內(nèi)的光軸調(diào)向器發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，通過光軸調(diào)向器內(nèi)的編 碼器可W得到光軸的方位角和俯仰角，此時可求出測量控制裝置坐標(biāo)系到測量控制裝置的 光軸坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換矩陣，其公式為：
[0040] 式（1)中：表示從測量控制裝置坐標(biāo)系到測量控制裝置的光軸坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變 換矩陣，Aa表示測量控制裝置光軸的方位角，Ap表示測量控制裝置光軸的俯仰角；
[0041] 因為坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換矩陣為正交矩陣，其逆矩陣等于轉(zhuǎn)置矩陣，所W從測量控制裝 置的光軸坐標(biāo)系到測量控制裝置坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換矩陣為：
[0042] 得=(C卽 巧）
[0043] 式(2)中：CT表示從測量控制裝置的光軸坐標(biāo)系到測量控制裝置坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變 換矩陣；
[0044]第四步，求解從測量控制裝置坐標(biāo)系到測量參考坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換矩陣：當(dāng)測量 控制裝置在測量參考坐標(biāo)系中發(fā)生角運(yùn)動時，通過姿態(tài)傳感器可W測得測量控制裝置的姿 態(tài)角，此時可W求出測量參考坐標(biāo)系到測量控制裝置坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換矩陣，其公式為：
[0046] 式(3)中：C,'"表示從測量參考坐標(biāo)系到測量控制裝置坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換矩陣，11^表 示測量控制裝置的偏航角，0m表示測量控制裝置的俯仰角，(K表示測量控制裝置的滾動角；
[0047] 因為坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)變換矩陣為正交矩陣，其逆矩陣等于轉(zhuǎn)置矩陣，所W由式(3)可得， 從測量控制裝置坐標(biāo)系到測量參考坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換矩陣為：
[004引 碼=(p;f (4)
[0049] 式(4)中：表示從測量控制裝置坐標(biāo)系到測量參考坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換矩陣；
[0050] 第五步，根據(jù)第=步和第四步求解被測軸在測量參考坐標(biāo)系中的單位向量：
[0051] 根據(jù)式（1)和式(3)可W得到測量控制裝置的光軸坐標(biāo)系到測量參考坐標(biāo)系的旋 轉(zhuǎn)變換矩陣為：
[005^ (5)
[0053] 由于被測軸在測量控制裝置的光軸坐標(biāo)系中8的單位向量為< :=(1 0 0)'，那么 被測軸在測量參考坐標(biāo)系10中的單位向量為：
[0054] ri=C"r: (6)
[0化5] 式(6)中：G表示從測量控制裝置的光軸坐標(biāo)系到測量參考坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換矩 陣。
[0056] 在校準(zhǔn)測量控制裝置時，將測量控制裝置的光軸與參考軸調(diào)整為平行狀態(tài)的過程 為:測量控制裝置通過控制光軸調(diào)向器的偏轉(zhuǎn)使測量控制裝置的光軸螺旋運(yùn)動直到接收到 從參考軸端面的平面鏡適配器的平面反射鏡反射回來的光束，測量控制裝置中的祀標(biāo)收發(fā) 器的CCD成像器件能夠識別出反射回的十字分劃圖像，通過控制器對光軸調(diào)向器進(jìn)行微調(diào) W縮小祀標(biāo)收發(fā)器的CCD成像器件接收到的反射回的十字分劃圖像與CCD成像器件的像素 偏差，使得十字分劃圖像的中屯、與CCD成像器件中屯、重合，此時測量控制裝置1的光軸與參 考軸平行。
[0057] 本發(fā)明W慣性坐標(biāo)系為測量參考坐標(biāo)系，將各待測軸的軸線依次通過從測量控制 裝置的光軸坐標(biāo)系與測量控制裝置坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換矩陣、從測量控制裝置坐標(biāo)系到測量 參考坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)變換矩陣轉(zhuǎn)換為測量參考坐標(biāo)系中的若干空間向量，根據(jù)測量控制裝置 測量的各被測軸線在測量參考坐標(biāo)系中的空間向量坐標(biāo)計算其空間夾角。
[005引本發(fā)明的大尺寸空間角的測量方法W慣性坐標(biāo)系為測量基準(zhǔn)，可W有效地解決大 尺寸空間角測量中測量基準(zhǔn)的傳遞問題，降低了測量裝置對測量環(huán)境的要求，即無需滿足 通視條件，擴(kuò)大了測量范圍。此外，該方法采用了移動測量的方式，通過測量控制裝置對待 測軸進(jìn)行自動瞄準(zhǔn)，完全避免了測量設(shè)備架設(shè)和標(biāo)定等繁瑣的工作程序，方便了測量人員 的操作，極大地提高了測量效率。
【附圖說明】
[0059] 圖1是本發(fā)明的大尺寸空間角測量方法的測量示意圖。
[0060] 圖2是本發(fā)明中測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0061] 圖3是本發(fā)明中待測軸單位向量坐標(biāo)解算示意圖。
[0062] 圖中：1、測量控制裝置;2、平面鏡適配器;2-1、平面反射鏡;2-2、安裝座;3-1、被測 軸;3-2、參考軸;4、祀標(biāo)收發(fā)器;5、光軸調(diào)向器;6、姿態(tài)傳感器，7、控制器，7-1、視頻處理模 塊;7-2、控制量計算模塊;7-3、向量坐標(biāo)計算模塊;8、測量參考坐標(biāo)系;9、光軸坐標(biāo)系；10、 測量控制裝置坐標(biāo)系。
【具體實(shí)施方式】
[0063] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明中的大尺寸空間的空間角度的測量裝置包括測量控制裝 置1和設(shè)置在待測軸上的平面鏡適配器2。待測軸包括被測軸3-1和作為參考坐標(biāo)系基準(zhǔn)的 參考軸3-2。測量控制裝置1包括設(shè)置在其內(nèi)部的祀標(biāo)收發(fā)器4、光軸調(diào)向器5、姿態(tài)傳感器6 和控制器7。祀標(biāo)收發(fā)器4設(shè)置在測量控制裝置1的內(nèi)部，包括可見光源、十字分劃祀板、準(zhǔn)直 系統(tǒng)和CCD成像器件，可見光源發(fā)出可見光經(jīng)過十字分劃祀板形成十字分劃圖像，然后經(jīng)過 準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直為平行光。光軸調(diào)向器5有兩種結(jié)構(gòu)形式:結(jié)構(gòu)一是光軸調(diào)向器5安裝在祀標(biāo) 收發(fā)器4的光路中，包括兩平面鏡、伺服電機(jī)及編碼器，兩平面鏡的偏轉(zhuǎn)軸相互正交安裝，通 過伺服電機(jī)驅(qū)動兩平面鏡偏轉(zhuǎn)，通過控制兩平面鏡的偏轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)測量裝置的光軸方向調(diào) 整;結(jié)構(gòu)二為用于支撐祀標(biāo)收發(fā)器4的兩軸穩(wěn)定平臺，兩軸穩(wěn)定平臺包括用于調(diào)整光軸的水 平方向和豎直方向運(yùn)動的兩軸運(yùn)動框架、伺服電機(jī)和編碼器，通過伺服電機(jī)驅(qū)動兩軸穩(wěn)定 平臺偏轉(zhuǎn)，通過控制兩軸穩(wěn)定平臺的偏轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)測量裝置的光軸方向調(diào)整。測量控制裝置1 的光軸偏轉(zhuǎn)的角度可通過編碼器測得。姿態(tài)傳感器6包括=個敏感軸正交設(shè)置的巧螺儀和 附屬電路。平面鏡適配器2包括平面反射鏡2-1和用于連接平面反射鏡2-1和待測軸的安裝 座2-2,且安裝座2-2的與待測軸的連接面與平面反射鏡2-1的鏡面平行。平面反射鏡2-1用 于反射祀標(biāo)收發(fā)器4投射出的準(zhǔn)直的十字分劃圖像，安裝座2-2用于將平面反射鏡2-1與待 測軸連接并同時保證平面反射鏡2-1的光軸與待測軸的軸線平行。
[0064] 祀標(biāo)收發(fā)器4與控制器7的輸入端相連，可通過觀察其向待測軸投射已準(zhǔn)直的十字 分劃圖像后接收到的從待測軸反射回的十字分劃圖像與測量控制裝置1的成像面幾何中屯、 重合與否來驗證待測軸的軸線與測量控制裝置1光軸平行與否。光軸調(diào)向器5與控制器7相 連，能夠調(diào)整測量控制裝置1的光軸方向。姿態(tài)傳感器6與控制器7相連，可測量測量控制裝 置1在測量參考坐標(biāo)系中的姿態(tài)角?？刂破?包括視頻處理模塊7-1、控制量計算模塊7-2和 向量坐標(biāo)計算模塊7-3。視頻處理模塊7-1與祀