基于PSD的光电自准直仪的研究

摘要

本研究针对自准直仪在国内测量领域有巨大需求，而国内自主研发的仪器多为精度不高，整体相对落后。基于此普遍现状,本文提出了基于位置灵敏探测器PSD的光电自准直仪的研究。此设计由激光、光学透镜组、硬件结构、PSD探测器及其相应软件系统所组成。在研究过程中对原有光路进行分析重新对光路进行设计,有效的精化了光学结构减轻了仪器的体积与重量,整套系统原理简单易懂操作方便。此外,本研究还使用先进的三坐标测量机对 PSD进行标定，并使用经过优化后的人工神经网络BP算法对位置灵敏器件PSD进行了非线性的校正。这样不仅可以保证自准直仪重复测量的精度，也对PSD进行高精度测量有很大的帮助。本研究所涉及的光电自准直仪精度标准为:测量范围±5′，测量误差不大于0.2″,测量分辨率不大于0.01″,工作距离为10m。此仪器可以对小角度进行精密测量。

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第一章 绪论

1.1 研究目的与意义

1.2自准直仪的类型对比

1.3 国内外现状

1.4本文研究内容

第二章 基于PSD的光电自准直仪的总体研究方案

2.1光电自准直仪的基本原理

2.2总体研究方案与研究技术指标

第三章 光电自准直仪的设计

3.1光学结构设计

3.2机械结构设计

第四章 自准直仪的光电探测器

4.1光电探测器件的选取

4.2 PSD的特点及种类

4.3 PSD的结构及工作原理

4.4本研究所使用PSD性能介绍

4.5 PSD硬件的安装

4.6系统的信号处理电路

4.7 A/D转换与数据处理

4.8 通信功能设计

4.9系统软件设计

第五章 PSD光电自准直仪的误差分析

5.1误差测试

5.2误差分析

5.3 PSD校正方法的选取

5.4基于BP神经网络对PSD的非线性校正

结论与展望

致谢

参考文献