T型架光电经纬仪动态精度检测方法的研究与应用

　　1　引　言

　　光电经纬仪的动态精度是仪器的重要性能指标,动态精度靶标是检测光电跟踪设备的重要仪器。检测时,将动态精度靶标的位置固定,调整被测设备的位置,被测设备的回转中心一定要安置在由动态精度靶标旋转形成的圆锥锥点上,这样就能保证动态精度靶标旋转一周时的任何位置在由被测设备观察到清晰的图像,至此把光电经纬仪回转中心放在锥点上就可以进行光电经纬仪的动态精度检测了。但由于T型架光电经纬仪的结构特点,回转中心没有主镜,镜头挂在两侧的轴头上,当把光电经纬仪的回转中心放在动态精度靶标的锥点上时,由可见光和红外光不能看到任何位置的图像。为了实现实时跟踪,在光电经纬仪上加装分光镜组,将入射到回转中心的光线反射到各传感器上,但这样不仅改变了光电经纬仪的转动惯量,测试配重非常麻烦,而且加装分光镜组后还将引入较大的误差,会直接影响检测结果的可信度。所以采用了偏心的方法进行动态精度的检测,即把红外电视放置在动态精度靶标的锥点上进行检测,这样就可以使光源全部进入视场。

　　该T型架光电经纬仪的技术指标为:动态精度σ动态A≤23″,σ动态E≤23″;跟踪精度σ跟踪A≤20″,σ跟踪E≤20″。

　　2　动态精度靶标与被测设备的空间位置关系

　　图1所示为动态精度靶标检测设备示意图。根据检测要求,当动态精度靶标的反射镜绕轴中心旋转到任何位置时,被测设备必须可以看到清晰的图像,即动态精度靶标的锥点必须在被测经纬仪的回转中心。

　　图2所示为动态精度靶标和检测设备空间位置示意图。以动态精度靶标底座中心为坐标原点,水平面为X和Y轴,天顶方向为Z轴建立空间坐标系。图中M点为被测设备的回转中心,OA和AB分别为动态精度靶标垂直段高度和倾斜段长度,BC为编码器中心到动态精度靶标旋转轴心的距离,CD为动态精度靶旋转轴心到反射镜的长度。以动态精度靶标底座中心和一底脚方向为OX轴,动态精度靶标旋转臂在水平面上的投影为OM′,用测角仪测出的夹角为45°。

　　图3所示为动态精度靶与被测设备位置关系平面图。以动态精度靶标底座中心为坐标原点,动态精度靶标旋转臂投影水平面方向为x轴,天顶方向为y轴建立坐标系。图中M点为被测设备的回转中心,OA和AB分别为动态精度靶标垂直段高度和倾斜段长度,BC为编码器中心到动态精度靶标旋转轴心的距离,CD为动态精度靶标旋转轴心到反射镜的长度。

　　通过动态精度靶标的机械结构图可得出OA=2712mm,AB= 742mm,BC= 246mm ,CD=630mm,通过动态精度靶标的检测:将动态精度靶标旋转到最高点和最低点,用徕卡全站仪测出的俯仰角分别为E1和E2,有a = (E1-E2)/2,b = E2+a,可得出a =21.5315°,b =41.1194°,根据式(13)可求得x1=2060mm,y1=2080mm。