基于激光跟踪仪的精密控制网建立及其精度分析研究

摘要

近些年来,随着一些大型工件以及特种工程项目的增多,其对工件的安装定位精度也越来越高,一般要求达到亚毫米的定位精度。普通的测量仪器如经纬仪、全站仪等已经很难满足上述项目的定位测量需求,幸而得益于大尺寸三维坐标测量机——激光跟踪仪在国内各领域的广泛应用,诸如北京正负电子对撞机和兰州重离子加速器冷却存储环导轨的准直测量、上海光源工程中磁铁的准确定位测量、上海地铁隧道管模和重型机床几何精度的检测、飞机型架装配等工程项目中有了广泛的应用。
　　激光跟踪仪是目前工业测量系统中测量精度最高的大尺寸测量仪器,可以实时跟踪大空间中运动的目标靶球,通过锁定靶球及激光光束的反射作用测得目标靶球的实时空间三维坐标。
　　本文依托某高速试验滑轨轨道安装调校项目,学习研究激光跟踪仪LeicaAT401的测量原理、在外界复杂的气候条件下激光跟踪仪的使用方法及应该注意的事项,在长期轨道精调过程中摸索其对外界环境(包括气温、大气压、湿度)变化所产生的反应的基础上,在某对接工房内对激光跟踪LeicaAT401的双面示值误差、水平角、垂直角、距离测量精度进行检定,并对其测角、测距精度做出评价。
　　在了解其测量机理、测量精度的基础上,为了研究基于激光跟踪仪的精密控制网建立及其精度分析研究,在对接工房内的轨道垂直扣件螺杆顶端选择7对共14个点进行控制点的布设,通过围绕14个控制点选择不同的9个测站位分别对其所有公共点进行观测,然后运用光束法对观测数据进行平差处理,通过对仪器测量异常值的修剪及对异常值权重值设为0的方法,得到一个高精度点位误差的微型实验精密控制网,为以后精密三维控制网在精密工程方面的应用奠定基础。

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1 绪 论

1.1 引言

1.2三维工业测量系统的研究背景及发展趋势

1.3 精密控制测量的研究现状

1.4 研究目的及主要内容

2 高速试验滑轨及其测量方法

2.1 高速试验滑轨简介

2.2 国内外火箭撬滑轨轨道安装的测量方法

2.3 本火箭撬滑轨测量方法

3 激光跟踪仪测量原理及其误差理论

3.1 概述

3.2 激光跟踪仪组成及测量原理

3.3 影响LeicaAT401激光跟踪仪测量精度的因素及分析

3.4 LeicaAT401激光跟踪仪的测量精度检定

3.5 LeicaAT401激光跟踪仪的测距精度检定

4 基于激光跟踪仪的精密控制网

4.1 概述

4.2 CPIII控制网

4.3 高速试验滑轨控制网及其轨道安装调校方法

4.4 基于激光跟踪仪的精密控制网建立

5 基于激光跟踪仪的精密控制网平差模型与精度评估

5.1 距离约束对三维控制点坐标的优化

5.2 光束约束法平差

6 总结与展望

6.1 本文主要成果

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果