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一種imu定位定向系統(tǒng)裝調(diào)工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種IMU定位定向系統(tǒng)裝調(diào)工藝，結(jié)合DⅡ-180°標(biāo)校棱鏡和IMU定位定向系統(tǒng)的工作原理，探明DⅡ-180°標(biāo)校棱鏡空間旋轉(zhuǎn)過(guò)程中與IMU定位定向系統(tǒng)的內(nèi)在關(guān)系，根據(jù)DⅡ-180°標(biāo)校棱鏡安裝型式以及IMU定位定向系統(tǒng)測(cè)地使用情況，確定影響定位定向系統(tǒng)精度的因素，并給出如何消除影響定位定向系統(tǒng)精度的工藝方法，最終制定出簡(jiǎn)單、可靠、高效的高精度裝調(diào)工藝方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種IMU定位定向系統(tǒng)裝調(diào)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及MU定位定向系統(tǒng)裝調(diào)工藝，特別涉及一種應(yīng)用于MU定位定向系統(tǒng)的D I1-180°標(biāo)校棱鏡高精度裝調(diào)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]慣性測(cè)量單元(IMU, Inertial Measurement Unite)是定位定向系統(tǒng)的核心部分，MU的精度很大程度上決定著該系統(tǒng)最終的定位和定向精度。
[0003]D I1-180°標(biāo)校棱鏡是IMU定位定向系統(tǒng)的重要的組成部分，以往使用標(biāo)校反射鏡一般都采用平面反射鏡或光學(xué)方體，由于自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀的視場(chǎng)角一般都比較小(一般2ω=3°左右)，難以實(shí)現(xiàn)快速自準(zhǔn)直，影響測(cè)地效率。使用D I1-180°標(biāo)校棱鏡，光軸不需要垂直于棱鏡前表面即可實(shí)現(xiàn)自準(zhǔn)直，從而實(shí)現(xiàn)快速定向的能力。為了滿足不同地形條件下的測(cè)地需求，該D I1-180°標(biāo)校棱鏡上設(shè)計(jì)一調(diào)平水泡，并將該棱鏡固定在一回轉(zhuǎn)軸上，實(shí)現(xiàn)了在復(fù)雜地形下將標(biāo)校棱鏡調(diào)整到水平零位進(jìn)行測(cè)量，保證定向精度。
[0004]關(guān)于應(yīng)用于IMU定位定向系統(tǒng)的標(biāo)校反射鏡的高精度裝調(diào)工藝，即便是常見(jiàn)的平面反射鏡或光學(xué)方體，一直尚未見(jiàn)到過(guò)相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道，而對(duì)于D I1-180°標(biāo)校棱鏡，其高精度裝調(diào)工藝更是一個(gè)全新的探索領(lǐng)域，如D I1-180°標(biāo)校棱鏡與IMU定位定向系統(tǒng)的內(nèi)在關(guān)系如何，在裝調(diào)過(guò)程中哪些因素將會(huì)影響到定位定向精度并如何消除這些影響因素等都有待解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明基于D I1-180°標(biāo)校棱鏡空間旋轉(zhuǎn)過(guò)程中與MU定位定向系統(tǒng)的內(nèi)在關(guān)系的探明，以及影響定位定向精度的因素的確定，提供了一種IMU定位定向系統(tǒng)裝調(diào)工藝,給出了如何消除影響定位定向精度的工藝方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種IMU定位定向系統(tǒng)裝調(diào)工藝，包括如下步驟:
a)、先不裝標(biāo)校棱鏡，在軸端固定回轉(zhuǎn)軸系引出工裝，用測(cè)角儀將回轉(zhuǎn)軸引出；
b)、以步驟a)中的回轉(zhuǎn)軸系引出工裝為基準(zhǔn)，將自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀放置于回轉(zhuǎn)軸系引出工裝前端，并調(diào)水平，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀俯仰和方位，對(duì)回轉(zhuǎn)軸系引出工裝自準(zhǔn)直，然后將自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀俯仰和方位鎖死；
C)、以步驟b)中的自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀為基準(zhǔn)，并保持工裝架固定不動(dòng)，拆除回轉(zhuǎn)軸線引出工裝，再裝入棱鏡，觀察自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀經(jīng)過(guò)直角棱鏡中的自準(zhǔn)十字像，調(diào)節(jié)棱鏡組的鼓輪，將十字像調(diào)正，通過(guò)修研棱鏡座安裝面和調(diào)節(jié)棱鏡組上的鼓輪，確保自準(zhǔn)像中心重合；
d)、調(diào)節(jié)棱鏡座鼓輪，十字像調(diào)正時(shí)，觀察棱鏡上方的水泡，通過(guò)修磨水泡座與棱鏡組安裝面，使水泡居中；
e)、復(fù)檢水泡居中時(shí)，經(jīng)緯儀自準(zhǔn)十字像與經(jīng)緯儀分劃中心十字線有無(wú)偏差，若有則重復(fù)步驟c)和步驟d)；f)、將MU定位定向系統(tǒng)固定到高精度二維轉(zhuǎn)臺(tái)上，再通過(guò)經(jīng)緯儀將共子午面陣列自準(zhǔn)直儀組非標(biāo)裝置建立同一鉛垂子午面基準(zhǔn)，然后調(diào)整二維轉(zhuǎn)臺(tái)，通過(guò)共子午面陣列自準(zhǔn)直儀組非標(biāo)裝置觀察經(jīng)過(guò)D I1-180°標(biāo)校棱鏡的自準(zhǔn)像，確保二維轉(zhuǎn)臺(tái)方位鎖緊后，在轉(zhuǎn)臺(tái)俯仰過(guò)程中陣列自準(zhǔn)直儀組自準(zhǔn)像保持一致，調(diào)整MU在定位定向系統(tǒng)上的安裝位置，保證真北輸出為一穩(wěn)定值。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:結(jié)合D I1-180°標(biāo)校棱鏡和IMU定位定向系統(tǒng)的工作原理，探明D I1-180°標(biāo)校棱鏡空間旋轉(zhuǎn)過(guò)程中與MU定位定向系統(tǒng)的內(nèi)在關(guān)系，根據(jù)D I1-180°標(biāo)校棱鏡安裝型式以及IMU定位定向系統(tǒng)測(cè)地使用情況,確定影響定位定向精度的因素，并給出如何消除影響定位定向精度的工藝方法，最終制定出簡(jiǎn)單、可靠、高效的高精度裝調(diào)工藝方法。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為MU鉛垂軸與棱鏡棱線所在水平面的存在鉛垂誤差的情形；
圖2為MU XOY坐標(biāo)面繞轉(zhuǎn)過(guò)的情形；
圖3為棱鏡回轉(zhuǎn)軸與棱鏡主截面存在夾角誤差示意圖；
圖4為測(cè)角儀將回轉(zhuǎn)軸引出示意圖；
圖5為將經(jīng)緯儀光軸與棱鏡座回轉(zhuǎn)軸裝調(diào)平行；
圖6為經(jīng)緯儀自準(zhǔn)十字線與回轉(zhuǎn)軸線引出工裝相對(duì)關(guān)系；
圖7為以自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀為基準(zhǔn)裝調(diào)標(biāo)校棱鏡；
圖8為消除IMU鉛垂軸與棱鏡棱線所在水平面的鉛垂誤差。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0010]參照?qǐng)D1至圖3所示，關(guān)于D I1-180°標(biāo)校棱鏡空間旋轉(zhuǎn)對(duì)IMU定位定向系統(tǒng)精度的影響的結(jié)論如下:
1、IMU定位定向系統(tǒng)鉛垂軸Z1與棱鏡棱線所在水平面存在鉛垂誤差時(shí)對(duì)系統(tǒng)精度的影響如圖1所示，IMU定位定向系統(tǒng)鉛垂軸A與棱鏡棱線所在水平面存在垂直誤差，IMU定位定向系統(tǒng)的XOY坐標(biāo)面與直角棱鏡棱線所在水平面夾角為Gfl，設(shè)直角棱鏡棱線在MU定位定向系統(tǒng)的XOY坐標(biāo)面上的投影為|，則棱線與/的夾角為叫。
[0011]如圖2所示，IMU定位定向系統(tǒng)XOY坐標(biāo)面繞I轉(zhuǎn)過(guò)β，設(shè)單位向量Oii >ΟΡ2分別為旋轉(zhuǎn)前后的棱線方向，分別做￥、垂直于I, P7B垂直于旋轉(zhuǎn)前的XOY坐標(biāo)面，并在該面內(nèi)分別做OP1、OB的法線ON1、ON2 ,則6為
【權(quán)利要求】
1.一種IMU定位定向系統(tǒng)裝調(diào)工藝，其特征在于，包括如下步驟: a)、先不裝標(biāo)校棱鏡，在軸端固定回轉(zhuǎn)軸系引出工裝，用測(cè)角儀將回轉(zhuǎn)軸引出； b)、以步驟a)中的回轉(zhuǎn)軸系引出工裝為基準(zhǔn)，將自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀放置于回轉(zhuǎn)軸系引出工裝前端，并調(diào)水平，調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀俯仰和方位，對(duì)回轉(zhuǎn)軸系引出工裝自準(zhǔn)直，然后將自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀俯仰和方位鎖死； C)、以步驟b)中的自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀為基準(zhǔn)，并保持工裝架固定不動(dòng)，拆除回轉(zhuǎn)軸線引出工裝，再裝入棱鏡，觀察自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀經(jīng)過(guò)直角棱鏡中的自準(zhǔn)十字像，調(diào)節(jié)棱鏡組的鼓輪，將十字像調(diào)正，通過(guò)修研棱鏡座安裝面和調(diào)節(jié)棱鏡組上的鼓輪，確保自準(zhǔn)像中心重合； d)、調(diào)節(jié)棱鏡座鼓輪，十字像調(diào)正時(shí)，觀察棱鏡上方的水泡，通過(guò)修磨水泡座與棱鏡組安裝面，使水泡居中； e)、復(fù)檢水泡居中時(shí)，經(jīng)緯儀自準(zhǔn)十字像與經(jīng)緯儀分劃中心十字線有無(wú)偏差，若有則重復(fù)步驟c)和步驟d)； f)、將MU定位定向系統(tǒng)固定到高精度二維轉(zhuǎn)臺(tái)上，再通過(guò)經(jīng)緯儀將共子午面陣列自準(zhǔn)直儀組非標(biāo)裝置建立同一鉛垂子午面基準(zhǔn)，然后調(diào)整二維轉(zhuǎn)臺(tái)，通過(guò)共子午面陣列自準(zhǔn)直儀組非標(biāo)裝置觀察經(jīng)過(guò)D I1-180°標(biāo)校棱鏡的自準(zhǔn)像，確保二維轉(zhuǎn)臺(tái)方位鎖緊后，在轉(zhuǎn)臺(tái)俯仰過(guò)程中陣列自準(zhǔn)直儀組自準(zhǔn)像保持一致，調(diào)整MU在定位定向系統(tǒng)上的安裝位置，保證真北輸出為一穩(wěn)定值。
【文檔編號(hào)】G01C21/16GK104034354SQ201410285699
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】張康偉 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一七研究所