專利名稱：光瞄系統(tǒng)空間方位角標(biāo)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，特別是光學(xué)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)中的一種空間方位角標(biāo)定方法。
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背景技術(shù)：
在光瞄系統(tǒng)中，一般包含有由下儀器與陀螺羅盤組成的北向基準(zhǔn)測量傳遞組合。其中，下儀器內(nèi)部的測角棱鏡與下部的基準(zhǔn)棱鏡之間，在高度上不在ー個水平面內(nèi)，在方位 角上彼此相差約90度。因此該兩者之間構(gòu)成一個空間內(nèi)的夾角。為了保證儀器的精度，需要對該空間夾角進行經(jīng)常性測量。常規(guī)的測量方法采用自準(zhǔn)直經(jīng)緯儀分別在與該兩個被測棱鏡法線位置對應(yīng)的兩個不同的高度和不同的位置進行兩次架設(shè)，并通過光瞄同一個大口徑的反射平面鏡進行角度基準(zhǔn)的傳遞。顯然，為了測量該ー個夾角，由于兩次在不同的方位和位置、不同的高度架設(shè)經(jīng)緯儀，勢必需要對經(jīng)緯儀進行兩次位置移動、固定和調(diào)平操作，并且需要分別瞄準(zhǔn)被測的兩個棱鏡和兩次光瞄大反射鏡。由于準(zhǔn)直經(jīng)緯儀的測量屬于精密測量，測量和操作過程十分費時費力，效率低下。
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種空間方位角標(biāo)定方法，用于對北向基準(zhǔn)測量與傳遞組合中的上下兩個方位夾角在90度左右的棱鏡法線之間的夾角進行快速測量，以縮短測量時間，降低測試人員的工作強度，提高工作效率?？臻g方位角標(biāo)定裝置的組成包括準(zhǔn)直經(jīng)緯儀、支架筒、儀器基座、支架下盤、支架上盤、壓緊機構(gòu)，還包括折轉(zhuǎn)光路裝置、懸掛機構(gòu)、分度臺轉(zhuǎn)盤。其中，折轉(zhuǎn)光路裝置與懸掛機構(gòu)組合成為ー個整體，使用時懸掛在北向基準(zhǔn)測量傳遞組合的上表面及側(cè)面，分度臺轉(zhuǎn)盤位于支架下盤與儀器基座之間。折轉(zhuǎn)光路裝置采用ー個截面形狀為平行四邊形的光學(xué)棱鏡及相應(yīng)的光學(xué)固定機構(gòu)組成，該平行四邊形棱鏡的長度由被測的測角棱鏡與基準(zhǔn)棱鏡法線在空間的高度差決定。平行四邊形的兩個斜面之間通過光學(xué)加工保證具有高度的平行性。由于該平行四邊形棱鏡具有從ー側(cè)入射到斜面內(nèi)部的光線經(jīng)過兩個斜面上的反射后出射光與入射光嚴(yán)格平行的特性，利用該特性可以實現(xiàn)將被測量的棱鏡法線在空間上平移到特定高度的功能。采用該空間方位角標(biāo)定方法，對北向基準(zhǔn)測量傳遞組合中的上下兩個棱鏡法線之間夾角進行測量的過程如下將北向基準(zhǔn)測量傳遞組合架設(shè)在由儀器基座、分度臺轉(zhuǎn)盤、支架下盤、支架筒、支架上盤組成的支撐座上方，用壓緊機構(gòu)壓紫。將折轉(zhuǎn)光路裝置用懸掛機構(gòu)安置在北向基準(zhǔn)測量傳遞組合上方，使平行四邊形棱鏡的側(cè)面對準(zhǔn)下方的基準(zhǔn)棱鏡。架設(shè)準(zhǔn)直經(jīng)緯儀，使其光軸方向?qū)?zhǔn)平行四邊形棱鏡的上方通光孔，并進行整平。先通過平行四邊形棱鏡對下方基準(zhǔn)棱鏡進行準(zhǔn)直測量，記下準(zhǔn)直經(jīng)緯儀方位角讀數(shù)和此時的分度臺轉(zhuǎn)盤角度讀數(shù)。然后，通過分度臺轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)，帶動其上方的北向基準(zhǔn)測量傳遞組合旋轉(zhuǎn)90度，這樣，準(zhǔn)直經(jīng)緯儀的光軸將基本對準(zhǔn)下儀器內(nèi)部的測角棱鏡法線方向。調(diào)整準(zhǔn)直經(jīng)緯儀的方位軸，使其對該測角棱鏡的法線方向進行準(zhǔn)直測量，記下準(zhǔn)直經(jīng)緯儀此時的方位讀數(shù)，并記下分度臺轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的精確角度。對兩次記下的準(zhǔn)直經(jīng)緯儀讀數(shù)進行求差計算，并與分度臺轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的精確角度進行求和計算，即可得到北向基準(zhǔn)測量傳遞組合內(nèi)部棱鏡與下方的基準(zhǔn)棱鏡法線之間的空間夾角?！鲇幸嫘Ч景l(fā)明采用折轉(zhuǎn)光路裝置對基準(zhǔn)棱鏡法線高度進行平移轉(zhuǎn)換，采用分度臺轉(zhuǎn)盤對北向基準(zhǔn)測量傳遞組合的棱鏡法線進行90度夾角的轉(zhuǎn)換，避免了測量中需要兩次移動和重新架設(shè)準(zhǔn)直經(jīng)緯儀的麻煩。具有測量速度快，測量時間短，工作強度低，工作效率高的特 點。
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圖I為空間方位角標(biāo)定方法實施示意圖。I.準(zhǔn)直經(jīng)緯儀 2.支架筒 3.儀器基座 4.支架下盤 5.支架上盤 6.壓緊機構(gòu) 7.折轉(zhuǎn)光路裝置 8.懸掛機構(gòu) 9.分度臺轉(zhuǎn)盤 10.北向基準(zhǔn)測量傳遞組合11.光學(xué)棱鏡12.測角棱鏡13.基準(zhǔn)棱鏡
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具體實施例方式空間方位角標(biāo)定裝置主要由準(zhǔn)直經(jīng)緯儀I、支架筒2、儀器基座3、支架下盤4、支架上盤5、壓緊機構(gòu)6，以及折轉(zhuǎn)光路裝置7、懸掛機構(gòu)8、分度臺轉(zhuǎn)盤9組成。其中，折轉(zhuǎn)光路裝置7與懸掛機構(gòu)8組合成為ー個整體，使用時懸掛在北向基準(zhǔn)測量傳遞組合10的上表面及側(cè)面，分度臺轉(zhuǎn)盤9位干支架下盤4與儀器基座3之間。折轉(zhuǎn)光路裝置7采用ー個截面形狀為平行四邊形的光學(xué)棱鏡11及相應(yīng)的光學(xué)固定機構(gòu)組成，該平行四邊形棱鏡的長度由被測的測角棱鏡12與基準(zhǔn)棱鏡13法線在空間的高度差決定。平行四邊形的兩個斜面之間通過光學(xué)加工保證具有高度的平行性。由于該平行四邊形棱鏡具有從ー側(cè)入射到斜面內(nèi)部的光線經(jīng)過兩個斜面上的反射后出射光與入射光嚴(yán)格平行的特性，利用該特性可以實現(xiàn)將被測量的棱鏡法線在空間上平移到特定高度的功能。使用時，將北向基準(zhǔn)測量傳遞組合10架設(shè)在由儀器基座3、分度臺轉(zhuǎn)盤9、支架下盤4、支架筒2、支架上盤5組成的支撐座上方，用壓緊機構(gòu)6壓緊。將折轉(zhuǎn)光路裝置7用懸掛機構(gòu)8安置在北向基準(zhǔn)測量傳遞組合10上方，使平行四邊形棱鏡11的側(cè)面對準(zhǔn)下方的基準(zhǔn)棱鏡13。架設(shè)準(zhǔn)直經(jīng)緯儀1，使其光軸方向?qū)?zhǔn)平行四邊形棱鏡的上方通光孔，并進行整平。先通過平行四邊形棱鏡11對下方基準(zhǔn)棱鏡13進行準(zhǔn)直測量，記下準(zhǔn)直經(jīng)緯儀方位角讀數(shù)和此時的分度臺轉(zhuǎn)盤9角度讀數(shù)。然后，通過分度臺轉(zhuǎn)盤9的旋轉(zhuǎn)，帶動其上方的北向基準(zhǔn)測量傳遞組合10旋轉(zhuǎn)90度，這樣，準(zhǔn)直經(jīng)緯儀I的光軸將基本對準(zhǔn)下儀器內(nèi)部的測角棱鏡法線12方向。調(diào)整準(zhǔn)直經(jīng)緯儀I的方位軸，使其對該測角棱鏡12的法線方向進行準(zhǔn)直測量，記下準(zhǔn)直經(jīng)緯儀I此時的方位讀數(shù)，并記下分度臺轉(zhuǎn)盤9轉(zhuǎn)動的精確角度。對兩次記下的準(zhǔn)直經(jīng)緯儀讀數(shù)進行求差計算及與分度臺轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的精確角度進行求和計算，即可得到北向基準(zhǔn)測量傳遞組合內(nèi)部棱鏡12與下方的基準(zhǔn)棱鏡13法線之間的空間夾角。
權(quán)利要求
1.瞄準(zhǔn)系統(tǒng)空間方位角標(biāo)定方法，其特征在于該方法基于瞄準(zhǔn)系統(tǒng)空間方位角標(biāo)定裝置，裝置由準(zhǔn)直經(jīng)緯儀、支架筒、儀器基座、支架下盤、支架上盤、壓緊機構(gòu)，以及折轉(zhuǎn)光路裝置、懸掛機構(gòu)、分度臺轉(zhuǎn)盤及北向基準(zhǔn)測量傳遞組合組成。
2.如權(quán)利要求I所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)空間方位角標(biāo)定方法，其特征在于折轉(zhuǎn)光路裝置采用一個截面形狀為平行四邊形的光學(xué)棱鏡及相應(yīng)的光學(xué)固定機構(gòu)組成，該平行四邊形棱鏡的長度由被測的測角棱鏡與基準(zhǔn)棱鏡法線在空間的高度差決定。
3.如權(quán)利要求2所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)空間方位角標(biāo)定方法，其特征在于平行四邊形光學(xué)棱鏡的兩個斜面之間通過光學(xué)加工保證具有高度的平行性，由于該平行四邊形棱鏡具有從ー側(cè)入射到斜面內(nèi)部的光線經(jīng)過兩個斜面上的反射后出射光與入射光嚴(yán)格平行的特性，利用該特性可以實現(xiàn)將被測量的棱鏡法線在空間上平移到特定高度的功能。
4.如權(quán)利要求3所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)空間方位角標(biāo)定裝置，其特征在于通過折轉(zhuǎn)光路裝置中的平行四邊形棱鏡對下方基準(zhǔn)棱鏡進行準(zhǔn)直測量，記下準(zhǔn)直經(jīng)緯儀方位角讀數(shù)和此時的分度臺轉(zhuǎn)盤角度讀數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)空間方位角標(biāo)定方法，其特征在于通過分度臺轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)，帶動其上方的北向基準(zhǔn)測量傳遞組合旋轉(zhuǎn)90度，這樣，準(zhǔn)直經(jīng)緯儀的光軸將對準(zhǔn)下儀器內(nèi)部的測角棱鏡法線方向。
6.如權(quán)利要求5所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)空間方位角標(biāo)定方法，其特征在于調(diào)整準(zhǔn)直經(jīng)緯儀的方位軸，使其對該基準(zhǔn)棱鏡的法線方向進行準(zhǔn)直測量，記下準(zhǔn)直經(jīng)緯儀此時的方位讀數(shù)，并記下分度臺轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的精確角度。
7.如權(quán)利要求6所述的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)空間方位角標(biāo)定方法，其特征在于對兩次記下的準(zhǔn)直經(jīng)緯儀讀數(shù)進行求差計算及與分度臺轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的精確角度進行求和計算，即可得到瞄準(zhǔn)系統(tǒng)空間方位角的數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明是一種光瞄系統(tǒng)空間方位角標(biāo)定方法。采用分度臺轉(zhuǎn)盤對基準(zhǔn)棱鏡法線高度進行平移轉(zhuǎn)換，用于對北向基準(zhǔn)測量與傳遞組合中的上下兩個方位夾角在90度左右的棱鏡法線之間的夾角進行快速測量。該裝置由準(zhǔn)直經(jīng)緯儀1、支架筒2、儀器基座3、支架下盤4、支架上盤5、壓緊機構(gòu)6，以及折轉(zhuǎn)光路裝置7、懸掛機構(gòu)8、分度臺轉(zhuǎn)盤9組成。其中，折轉(zhuǎn)光路裝置7與懸掛機構(gòu)8組合成為一個整體，使用時懸掛在北向基準(zhǔn)測量傳遞組合10的上表面及側(cè)面，分度臺轉(zhuǎn)盤9位于支架下盤4與儀器基座3之間。折轉(zhuǎn)光路裝置7采用一個截面形狀為平行四邊形的光學(xué)棱鏡11及相應(yīng)的光學(xué)固定機構(gòu)組成。該標(biāo)定裝置可以對測角棱鏡12與基準(zhǔn)棱鏡13法線在空間的夾角進行快速精確測定。
文檔編號G01C1/02GK102679946SQ20121016141
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者惠梅, 鄧年茂 申請人:北京理工大學(xué)