高精度CCD二维自准直仪研制

摘要

本文详细介绍了自准直仪的工作原理以及电荷耦合器件(CCD器件)的成像及数据处理技术，试图通过用电荷耦合器件替代过去采用振子组件为瞄准方式的光电自准直仪中的其它光电接收器件，从而改善自准直仪的稳定性能，并实现两维同时测量。　　研究了CCD亚像元(细分)原理并建立了数学模型，使CCD瞄准精度达到CCD像素的数十分之一。　　分析了自准直仪反射回的光能量变化与反射面角度偏转的关系，采用软件细分的办法，使其显示至0.01秒，并通过研究自准直仪与CCD器件的结合，解决了信号传输、漂移和稳定性问题。　　在结构设计中，采用折反式光学系统，减小仪器体积。　　成功地试制了一台以CCD电荷耦合器件为传感器，能进行两维同时测量的高精度数显自准直仪样机，实验表明完全符合设计要求。　　采用了新的标定方法，用多齿分度台差动法组成标准小角度对样机进行标定，用几种方法分别对自准直仪的示值误差进行了检定和比对，并加以验证。　　对样机做了误差分析，并提出了改进意见。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：答辩委员会签名、插图清单、表格清单

独创性声明及学位论文版权使用授权书

致谢

第一章绪论

1.1自准直仪发展概述

1.1.1发展现状

1.1.2发展趋势

1.2课题来源与主要研究内容

1.2.1课题来源

1.2.2主要研究内容

第二章自准直仪基础理论

2.1自准直仪的基本原理

2.1.1自准直原理

2.1.2自准直仪的几种主要瞄准读数方式

2.2自准直仪的几种主要光路形式

2.2.1光路形式

2.2.2三种自准直仪的性能比较

第三章CCD成像及数据处理技术

3.1 CCD成像原理

3.1.1 CCD芯片

3.1.2 CCD相机

3.2图像采集及处理技术

3.2.1图像采集卡

3.2.2线扫描相机的数据采集

3.2.3面扫描相机的图像采集

3.2.4数据处理

第四章参数设计

4.1技术指标

4.2主要参数确定

4.2.1物镜焦距

4.2.2 CCD相机选择

4.2.3照明光源

第五章样机研制

5.1自准直仪总体设计

5.1.1 CCD双轴自准直仪组成

5.2图像采集及数据处理

5.2.1分辨力显示至0.01秒的实现

5.2.2数据处理

5.3几个需着重解决的问题

5.3.1示值稳定性

5.3.2漂移问题

5.4误差分析

5.4.1原理误差

5.4.2准直系统瞄准误差

5.4.3反射镜平面度误差

第六章实验和分析

6.1实验方法

6.1.1实验内容

6.1.2实验方法

6.1.3可靠性

6.1.4结论

6.2测量不确定度评定

6.2.1测量不确定度来源

6.2.2测量不确定度评估

第七章全文总结与展望

7.1全文总结

7.2展望及对今后工作的建议

7.2.1样机存在的问题及对策

7.2.2展望

参考文献