iGPS测量场精度分析及其应用研究

为了支持iGPS测量系统在航空、航天、船舶等大型复杂产品装配过程中的布局优化和系统选型,提高测量效率和精度,对其测量精度分布规律进行了研究。阐述了iGPS测量系统的工作原理,构建了其计算机仿真模型;根据其布局形式的特点,提出了iGPS测量单元与测量网络的概念;给出了一种iGPS测量场精度分析方法,并通过实例对测量单元和测量网络的测量场精度与发射器布局及目标点空间位置间的量化关系进行分析。试验结果表明,当发射器间距为20 m时,iGPS测量场的测量精度在垂直方向上的波动范围在0.01 mm内,在水平方向上测量精度呈线性变化,最高测量精度为0.12 mm,出现在测量场的中心,最低测量精度为0.25 mm,出现在测量场的边界处。在iGPS测量场精度分析的基础上,提出了一种基于精度约束的测量方案评估方法及其实施步骤,为iGPS测量系统的选型和工程应用提供支持。     

iGPS测量系统与激光跟踪仪在某飞机大部件数字化装配中的对比应用

数字化检测技术是现代飞机数字化制造的重要保证手段。目前激光跟踪仪是航空制造行业内广泛应用的主要数字化测量系统,而i GPS测量系统则是新兴的大空间尺寸测量系统。着重介绍了中航飞机公司采用两种数字化测量系统进行的工艺对比试验和工程应用验证的情况,并通过对比结果对两种测量系统的优劣进行初步分析。分析认为iGPS测量系统相对激光跟踪仪有一定优势,但组网精度和测量精度略低,其受工程发射器数量及产品结构、数字化装配系统的布局限制,测量精度会进一步受到影响。iGPS更适用于对测量精度相对要求较低、测量范围较大、测量效率有一定要求的数字化测量环境。     

带翼展飞行器质量质心测量系统设计与误差分析

为解决传统的基于三点法的质心测量系统无法应用于带翼展飞行器的问题，提出了一种基于三点方式的任意旋转角质心测量法。为了提高系统测量精度，采用响应面法分析多种随机误差对系统测量精度的综合影响。首先，构建了带翼展飞行器的质量质心测量系统，然后利用随机误差传递公式得到各个随机误差与系统测量精度之间的关系式，并使用响应面法和拉丁超立方抽样法得到多种随机误差与系统测量精度之间的二次项关系式模型，进而依据二次项关系式模型和系统精度指标得到各元器件的精度要求，并分析了满足系统测量误差的旋转角度范围。最后对200 kg、400 kg、800 kg三种质量级别的待测带翼展飞行器在不同旋转角度下进行了多次测量，并将响应面计算结果与理论值进行了对比。对比结果表明，质心测量精度满足系统精度要求，从而验证了任意旋转角度下该测量方法的有效性，以及随机误差与系统测量精度之间的二次项关系式模型的正确性。     

基于星惯组合的分布式船姿船位测量体制研究

目前航天测量船的外测精度除了取决于无线电测量设备本身的测量精度外,还受到船体变形测量精度、船体平台的姿态测量精度等多种因素制约,针对此问题,研究并提出了一种船姿船位测量新体制——基于星/惯/卫组合的分布式船姿船位测量体制,构建了分布式船姿船位测量系统原型,推导相关数据处理模型,给出了各船载测量设备测量数据的比对方法。分布式船姿船位测量体制取消了变形测量系统,减少了1项主要误差源,提高了航天测量船的外测综合精度,并简化了船体结构设计。     

模糊最小二乘系统辨识——用于等精度测量

提出了一种新的系统辨识的方法--模糊最小二乘系统辨识法。它适用于处理等精度条件下测量得到的数据;同时,给出了一种确定测量数组中各次测量数据隶属度的方法,并进行了应用举例,所得结果与传统辨识方法结果比较,证明此法对提高系统辨识精度效果显著。     

挠性陀螺接头角刚度测量

介绍了一种挠性陀螺接头自动测量系统,该系统测量方便、迅速、测量重复精度优于±１％     

基于MEMS陀螺的风洞模型水平姿态动态测量与精度评估

风洞实验对模型的水平姿态实时动态测量精度的要求不断提高,微小型飞行器模型、高精度的激光陀螺、光纤陀螺惯性测量单元往往在体积、质量方面受到限制,而单一的MEMS系统在水平姿态测量精度方面通常难以达到要求。采用高精度石英挠性加速度计替代MEMS加速度计,与MEMS陀螺进行组合测量。针对加速度计I/F转换脉冲量化及陀螺漂移对动态测量精度的影响,提出了一种基于速度观测Kalman滤波的水平姿态动态测量算法,以提高风洞实验中模型水平姿态的测量精度。提出了在三轴飞行模拟转台上,利用高精度激光陀螺捷联惯导系统的测量结果作为基准进行动态精度评估的方法,解决了安装误差、时间同步等因素对评估精度的影响。通过与其他几种惯性水平姿态测量方法进行精度对比,验证了该算法的技术优势。     

微机在平面度测量中的应用

本文介绍了一种新型高精度平面度测量系统,提出了一种新的满足最小条件的平面度数据处理方法。该系统具有较高的测量精度和数据处理速度,特别适用于大平台的高精度测量。     

基于莫尔条纹测量法设计的船体变形测量系统

介绍了一种基于莫尔条纹测量法设计的船体变形测量系统,分析了测量精度,并通过模拟实验证明了其可行性。     

捷联式重力仪在海洋测量中的应用与数据处理

针对海洋重力测量对重力测量系统的要求,给出了一种捷联式海洋重力仪SAG-2M,论述了系统组成、工作原理、特点和数据处理流程。利用近期获得的某海域重力测量数据,评估了捷联式重力仪精度。测量结果表明,重复测线的重力异常曲线吻合度较高,交叉点不符值精度约为1.2mGal,满足海洋重力测量的指标要求。     

ETS-II Experiments Part III: Weather Radar System

The weather radar system used in conjunction with Earth-satellite propagation experiments for quantifying rainfall rate in a unit volume, determined by the beamwidth and the pulselength, is described. Firstly, methods for deriving rainfall rate per unit volume are stated in detail with special emphasis on calibration to determine unknown parameters associated with propagation losses in waveguides and the atmosphere. The calibration method is somewhat different from a conventional one but is useful for routine observation. Secondly, in addition to a simple explanation of the hardware of this radar system, the data modes, developed for measuring rainfall rate along the propagation path and radar reflectivity factor in the horizontal and vertical cross sections around the station are described. These data modes are effectively combined by the operational scanning modes for routine observation of propagation experiments, while each data mode can also be operated independently. Examples obtained by each data mode are also given.     

激光扫描大直径测量方法研究

提出了一种利用激光扫描原理测量大直径的方法，对其工作原理和光电变换电子学系统作了论述，从理论上分析了激光扫描光学系统的扫描速度特性，并详细讨论了扫描速度误差对测量精度的影响。     

曲面叶片三维工作变形连续扫描激光测试

提出一种曲面叶片三维工作变形连续扫描激光多普勒振动测试方法并应用于某压气机叶片的振动测试。将图像几何变换引入激光连续扫描,发展了一种适合曲面叶片这类非规则几何结构的激光连续扫描路径算法,使连续扫描激光振动测试应用于非矩形区域,并通过实验验证了其准确性。基于此测试方法,提出了曲面叶片三维工作变形的测试方法,研究了三维激光测试坐标分解原理。对某压气机叶片进行了三维激光连续扫描测试,获取了3600Hz内的前9阶模态,与商用三维激光离散点扫描测试模态振型的相关性基本在0.95以上,验证了三维连续扫描激光多普勒振动测试的可行性和准确性。连续扫描激光多普勒测试的效率高、测点密集,对进一步工程应用具有重要意义。      

TM0n0 圆柱腔测量介质复介电常数

讨论了TM0n0模圆柱腔法测量介质复介电常数的原理,提出了一种TM0n0模圆柱腔设计的改进方法,研制了测试夹具,通过与未改进腔体比较和对石英样品复介电常数的测量。结果证明,该腔体大量抑制了圆柱腔的干扰模式数量,减小了测试误差,提高了测试准确度。     

Microwave Azimuth Measuring System

A breadboard microwave pointing device (ElectroTransit) has been designed, fabricated, and tested. The device and accompanying RF sources comprise a portable, battery-operated, azimuth angle measuring system with application in surveying, mapping, and geodesy, and for conducting basic research in tropospheric propagation and turbulence studies. The angle measuring sensor combines a Ka-band interferometer with an optical theodolite to provide two modes of pointing. Azimuth angle can be read directly to 0.1 arc-second. Preliminary tests on the interferometer show a pointing repeatability on the order of two arc-seconds, three sigma, when tropospheric turbulence is minimum and a mean absolute error of less than 10 arc-seconds, three sigma, compared with first-order optical standards. This paper describes the design, fabrication, and testing of this extremely precise instrumentation.     

Onboard system for measuring the parameters of wind vector during parking,starting and takeoff-landing modes for helicopter with aerometric and ion-beacon measuring channels

The problem and features of measuring the speed and the direction angle of the wind vector relative to the longitudinal helicopter axis during parking, starting and takeoff-landing modes by onboard means are considered. The construction principles, information processing algorithms and advantages of onboard system for measuring the wind vector parameters based on ion-beacon and aerometric measuring channels, are disclosed.     

基于SLDV技术的薄壁机匣三维全场模态测试方法

提出了基于扫描式激光多普勒测振(SLDV)技术的薄壁机匣模态测试方法,实现了薄壁机匣的三维全场振动测试。基于LDV(laser Doppler vibrometry)测试原理,建立了机匣结构分片三维激光测量方法和拼接技术,实现了三维激光测试数据的处理,准确识别出了机匣的各阶模态参数,并与传统加速度传感器获取的测试结果进行了相关性分析。分析结果显示:两种测试结果的模态振型NCO（normalized cross orthogonality）值均在0.9左右,频差较小,验证了薄壁机匣扫描式激光多普勒三维全场测试的可行性和优越性。      

Dynamics investigation of the two-channel automatic system controlling the mirror of aircraft-based surveillance-search system

The mathematical model of the control system for the mirror having a cardan suspension, installed aboard an aircraft is investigated. Control algorithms that provide the required dynamic properties in scanning, guidance and tracking modes were synthesized. We analyze dynamics of the control system for a mirror with regard to nonlinearities in controllers using the computer-aided simulation.     

大幅面光学摄影测量胶片的数字化实现途径

提出利用成熟的扫描仪产品和一些新技术,对大幅面光学摄影测量胶片进行数字化的途径。通过对通用扫描仪的扫描方法、光学系统、传动机构等进行改进,并采用图像校准技术,完成大幅面光学测量胶片的高精度数字化,从而提高图像分析、判读和处理的精度。     

飞机主操纵系统疲劳试验载荷监控方法研究——应变数据分析法

针对某机全机主操纵系统疲劳试验中动态操纵情况下的应变测量以及试验载荷监控问题进行了分析和讨论,并对基于应变测量数据分析的操纵系统疲劳试验载荷监控方法的确定及其应用效果进行了阐述。在操纵系统疲劳试验过程中的实际监控结果表明,该方法对副翼/平尾/方向舵操纵系统多种试验状态下的试验载荷监控实用有效。