矩形点阵法测量激光测距机瞄准轴与接收轴一致性

　　1 引 言

　　激光测距机的主要性能参数有发散角、能量、脉宽、发射频率(对于重频激光器)、准测率、虚警率、角分辨率、距离分辨率和三轴一致性(瞄准轴、发射轴、接收轴的平行性)等^[1] 。其中，发散角、能量等指标确定后一般不会有比较大的变动，而且这些性能的测试目前已经得到很好的解决。但三轴一致性这一参数比较复杂，在激光测距机的寿命时间内，经历高温、低温、振动等变化都有可能引起它的变化，从而导致激光测距机故障。而且三轴一致性的变化直接影响测距机的准测率和分辨率等性能参数。因此，三轴一致性的检测是一个急需解决的问题，它对于客观准确评价激光测距机性能和光学仪器整机性能甚至整个武器系统的作战性能都具有重大意义。

　　瞄准、发射、接收光学系统是与测距直接相关的光学系统，这三个光学系统的性能直接关系到测距结果的精度，对这三个光学系统的几何要求是：必须做到瞄准光轴、发射光轴和接收光轴三轴平行，即在空间不同平面三根光轴的相互平行，也就是通常说的激光测距机的三轴一致。

　　由于瞄准轴是激光测距机的瞄准目镜的中心，因此激光测距机的三轴一致性的检测是分两部分完成的，即接收轴与瞄准轴一致性检测和发射轴与瞄准轴一致性检测两部分。通过分别检测接收轴与瞄准轴、发射轴与瞄准轴的一致性，从而检测出激光测距仪的三个光轴的一致性，所以检测的基准是激光测距仪的瞄准光轴。

　　2 实验装置

　　接收轴与瞄准轴一致性检测系统主要由以下组件组成(如图 1 所示)：光学隔震平台、激光测距机夹持系统、离轴抛物面反射镜、光纤传输装置、二维移动发射装置以及步进电机控制器，其中光纤传输装置主要包括光纤耦合器、1 000 m 光纤、ST 端子的光纤跳线。

　　实验设备：

　　1)离轴抛物面反射镜：本检测实验中采用的离轴抛物面反射镜口径为 100 mm，焦距为 1 200 mm，离轴量 200 mm，具有高低、俯仰以及左右摆动的调节功能;

　　2)电控位移平台及步进电动机：控制二维移动靶面的电控平移台为卓立汉光公司的 TSA30-C 超薄型电控平移台，步进电机控制器为卓立汉光公司的 SC3 步进电机控制器;

　　3)激光测距机：SCJ-II 手持望远镜式激光测距机;

　　4)光纤传输装置：光纤传输装置主要包括光纤耦合器、光纤、ST 端子的光纤跳线。光纤出射端的ST 端子作为扫描光源。光纤通光波长为 1.06 μm，1.54 μm 的红外波段。

　　3 实验原理

　　在光学隔震平台上，按图 1 搭建实验系统，依次放置激光传输装置、二维移动发射装置、离轴抛物面反射镜、激光测距机夹持机构以及激光测距机。