本發(fā)明涉及角度測量技術領域，具體涉及一種角度自動測量系統(tǒng)及方法。

背景技術：

軍用雷達干涉儀測向天線進行周期測向校準時需確定干涉儀天線陣面中心點和遠端設備連線的方向向量與干涉儀天線陣面法向量之間的偏移角度值，傳統(tǒng)方式是采用全站儀人工確定該角度，其操作復雜，自動化程度低，部隊戰(zhàn)士使用困難，不能集成到干涉儀校準系統(tǒng)中，測試工作耗時較長，不適應當前高效的作戰(zhàn)需求，同時高功率的微波輻射將損害測試人員身體健康。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種角度自動測量系統(tǒng)和方法，可以很好地解決現(xiàn)有技術操作復雜、自動化程度低、不適應當前高效的作戰(zhàn)需求、危害人體健康的問題。

為達到上述要求，本發(fā)明采取的技術方案是：提供一種角度自動測量系統(tǒng)，包括：

激光源，用于產生激光信號；

步進電機，輸出軸與激光源連接，用于帶動激光源作水平圓周轉動；

驅動檢測器，根據(jù)接收到的脈沖驅動步進電機轉動，檢測和控制步進電機的轉動角度和轉速；

光電傳感器，用于接收激光信號并將所述激光信號轉化成電信號輸出；

控制器，設有系統(tǒng)遠程控制接口，分別連接激光源、驅動檢測器及光電傳感器，用于向激光源和驅動檢測器發(fā)出控制指令，并接收處理驅動檢測器和光電傳感器返回的信號。

提供一種角度自動測量方法，包括以下步驟：

s1、步進電機帶動激光源轉動，使激光源發(fā)出的激光束與限位部垂直；

s2、步進電機帶動激光源沿固定方向水平勻速轉動；

s3、第一陣列和第二陣列先后接收到激光信號，且當?shù)诙嚵薪邮盏郊す庑盘枙r，步進電機轉動完當前步距角后停止，記錄停止時步進電機轉動的第一最小步距角數(shù)；

s4、步進電機反向勻速轉動，第二陣列和第一陣列先后接收到激光信號，且當?shù)谝魂嚵邢群蠼邮盏郊す庑盘枙r，步進電機轉動完當前步距角后停止，記錄停止時步進電機反轉的第二最小步距角數(shù)；

s5、計算得到步進電機反向轉動起始時刻與反向轉動時第二陣列接收到激光信號時刻的第一時間差，反向轉動時第二陣列接收到激光信號時刻與反向轉動時第一陣列接收到激光信號時刻的第二時間差，以及反向轉動時第一陣列接收到激光信號時刻與反向轉動停止時刻的第三時間差；

s6、根據(jù)第一最小步距角數(shù)、第二最小步距角數(shù)、第一時間差、第二時間差及第三時間差計算得到偏移角度值。

該角度自動測量系統(tǒng)及方法具有的優(yōu)點如下：

(1)通過控制器、驅動檢測器、步進電機、激光源及光電傳感器的配合實現(xiàn)了偏移角度的自動測量，一鍵完成功能測試，便于單人操作，解決了自動化程度低、測試過程復雜的問題，適應部隊高效作戰(zhàn)需求；

(2)控制器提供系統(tǒng)遠程控制接口，可實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程控制，避免了高功率微波輻射對測試人員身體的損害。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，在這些附圖中使用相同的參考標號來表示相同或相似的部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：

圖1為本申請系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為本申請系統(tǒng)的連接示意圖；

圖3為本申請方法的流程圖；

圖4為本申請的工作原理示意圖。

具體實施方式

為使本申請的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，以下結合附圖及具體實施例，對本申請作進一步地詳細說明。

本申請?zhí)峁┮环N角度自動測量系統(tǒng)，如圖1-2所示，包括：

激光源5，用于產生激光信號；

步進電機4，輸出軸與激光源5連接，用于帶動激光源5作水平圓周轉動；

驅動檢測器3，根據(jù)接收到的脈沖驅動步進電機4轉動，檢測和控制步進電機4的轉動角度和轉速；

光電傳感器，用于接收激光信號并將所述激光信號轉化成電信號輸出；

控制器2，分別連接激光源5、驅動檢測器3及光電傳感器，用于向激光源5和驅動檢測器3發(fā)出控制指令，并接收處理驅動檢測器3和光電傳感器返回的信號；設有系統(tǒng)遠程控制接口21，可以通過該接口與干涉儀校準系統(tǒng)7連接，實現(xiàn)遠程控制，并且可以將測量到的偏移角度值直接發(fā)送給干涉儀校準系統(tǒng)7，供干涉儀校準系統(tǒng)7使用。

進一步地，該角度自動測量系統(tǒng)還包括固定云臺1，固定云臺1包括限位部12和安裝部13，限位部12與安裝部13垂直設置，步進電機4、驅動檢測器3及控制器2均安裝在安裝部13上，且激光源5的激光光束平行于安裝部13。

進一步地，該安裝部13設有用于檢測安裝部13是否處于水平狀態(tài)的第一水準儀11。

進一步地，固定云臺1設有標準的三腳架螺釘孔，使固定云臺1可以安裝于三角架上。

進一步地，光電傳感器包括底座63、垂直設置在底座63上的激光接收陣列、設置在底座63內的信號處理器及電信號輸出接口，信號處理器分別連接激光接收陣列和電信號輸出接口。

進一步地，激光接收陣列包括接收面位于同一平面的第一陣列61和第二陣列62。

進一步地，底座63設置有用于確認底座是否水平的第二水準儀66。

進一步地，激光接收陣列為長條狀。運用該系統(tǒng)進行角度測定時，激光源5和光電傳感器必須保持同一水平高度，但是處于同一高度較難實現(xiàn)，為彌補外場條件限制，將光電傳感器設計為豎立的長條狀激光接收陣列。

進一步地，底座63上設置有定位稍65，本實施例中該定位稍65設置有2個，還可設置插座64，2個定位稍65和插座64使光電傳感器固定于干涉儀校準系統(tǒng)7的遠端設備上。

步進電機4存在步距角，即最小轉動角度，轉動一個步距角α時對應遠端跨過一個步距值c，步距值c是激光源5與光電傳感器之間的距離s的函數(shù)：

控制器向步進電機發(fā)出停止指令時，步進電機轉動完當前步距角后才會停止，因此，步進電機反饋的角度值不能精確反映實際偏移角度，導致角度測試不夠精確，本申請?zhí)峁┮环N角度自動測量算法，通過該算法可以有效彌補該缺陷，獲取精確的偏移角度值。

本申請?zhí)峁┮环N基于兩個激光陣列的角度自動測量方法，該方法在使用前，先進行以下準備工作：

將固定云臺1通過三腳架螺釘孔安裝于三角架上，然后使其限位部12與干涉儀天線陣面8貼合，且限位部12處于干涉儀天線陣面8中心位置，通過第一水準儀11確定安裝部13處于水平狀態(tài)；

將光電傳感器通過定位稍65和插座64固定于干涉儀校準系統(tǒng)7的遠端設備上，通過第二水準儀66確定底座63處于水平狀態(tài)。

上述準備工作完成后，本系統(tǒng)開始測量，如圖3-4所示，包括以下步驟：

s1、步進電機4帶動激光源5轉動，使激光源5發(fā)出的激光束與限位部12垂直，由于限位部12貼合干涉儀天線陣面8，所以激光束垂直于干涉儀天線陣面8，即此時激光束為干涉儀天線陣面8的法線b；

s2、控制器2控制步進電機4帶動激光源5沿固定方向水平勻速轉動；

s3、第一陣列61和第二陣列62先后接收到激光信號，且當?shù)诙嚵?2接收到激光信號時，控制器2向步進電機4發(fā)出停止指令，步進電機4轉動完當前步距角后停止，記錄停止時步進電機4轉動的第一最小步距角數(shù)m；

s4、控制器2控制步進電機4反向勻速轉動，第二陣列62和第一陣列61先后接收到激光信號，且當?shù)谝魂嚵?1接收到激光信號時，控制器2向步進電機4發(fā)出停止指令，步進電機4轉動完當前步距角后停止，記錄停止時步進電機4反轉的第二最小步距角數(shù)n，n>＝1；

s5、控制器2計算得到步進電機4反向轉動起始時刻與第二陣列62接收到激光信號時刻的第一時間差t1，反向轉動時第二陣列62接收到激光信號時刻與反向轉動時第一陣列61接收到激光信號時刻的第二時間差t2，以及反向轉動時第一陣列61接收到激光信號時刻與反向轉動停止時刻的第三時間差t3；

s6、根據(jù)第一最小步距角數(shù)m、第二最小步距角數(shù)n、第一時間差t1、第二時間差t2及第三時間差t3計算得到偏移角度值。

進一步地，步驟s6計算偏移角度值的公式為：

以上所述實施例僅表示本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能理解為對本發(fā)明范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明保護范圍。因此本發(fā)明的保護范圍應該以所述權利要求為準。