本發(fā)明屬于光學(xué)領(lǐng)域，涉及光電經(jīng)緯儀測(cè)角精度的測(cè)量裝置及方法，尤其涉及大口徑光電經(jīng)緯儀測(cè)角精度的測(cè)量裝置及方法。

背景技術(shù)：

光電經(jīng)緯儀在軍工靶場(chǎng)、航天航空中廣泛應(yīng)用，其主要作用是測(cè)量空中飛行目標(biāo)的外彈道參數(shù)，同時(shí)兼作飛行姿態(tài)和事件的記錄和測(cè)量。光電經(jīng)緯儀有兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)：測(cè)角精度和作用距離。測(cè)角精度是光電經(jīng)緯儀實(shí)時(shí)輸出的編碼器角度值和目標(biāo)脫靶量所合成的目標(biāo)角度與真實(shí)角度之間的誤差，設(shè)備研制時(shí)通常是通過提高編碼器的精度和判讀精度等來提高其測(cè)角精度。隨著大口徑，長(zhǎng)焦距光電經(jīng)緯儀的研制，其測(cè)角精度的精確標(biāo)定十分重要。

光電經(jīng)緯儀測(cè)角精度的傳統(tǒng)測(cè)量方法為“抓耗子”。光電經(jīng)緯儀按規(guī)定的工作角速度、工作角加速度，掃過經(jīng)緯儀檢測(cè)架上的高角目標(biāo)光管，求出計(jì)算機(jī)引導(dǎo)經(jīng)緯儀掃過高角目標(biāo)光管的正弦運(yùn)動(dòng)函數(shù)。

在對(duì)大口徑光電經(jīng)緯儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，檢測(cè)架水平方向一般會(huì)架設(shè)大口徑目標(biāo)光管，高角目標(biāo)光管通常因?yàn)榇罂趶侥繕?biāo)光管結(jié)構(gòu)支撐復(fù)雜、傾斜放置、主鏡形變引入像差等多方面因素而架設(shè)成小口徑目標(biāo)光管。在這種測(cè)量狀態(tài)下，高角目標(biāo)光管無法完全覆蓋大口徑光電經(jīng)緯儀口徑，然而只有在全口徑測(cè)量時(shí)才能真實(shí)反映經(jīng)緯儀在不同視場(chǎng)內(nèi)的畸變、像面對(duì)接等引入的誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種大口徑光電經(jīng)緯儀測(cè)角精度的測(cè)量裝置及方法，解決了傳統(tǒng)大口徑光電經(jīng)緯儀測(cè)量時(shí)高角目標(biāo)光管不能完全覆蓋經(jīng)緯儀口徑，以至無法客觀真實(shí)地反應(yīng)出大口徑光電經(jīng)緯儀的測(cè)角精度的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

大口徑光電經(jīng)緯儀測(cè)角精度的測(cè)量裝置，包括第一目標(biāo)光管、第二目標(biāo)光管、第三目標(biāo)光管和檢測(cè)架；其特殊之處在于：

還包括第一反射鏡和設(shè)置在檢測(cè)架上的第二反射鏡；

所述第一目標(biāo)光管、第二目標(biāo)光管和第三目標(biāo)光管的輸出光束指向的俯仰角均為90°0′0″；在第一目標(biāo)光管、第二目標(biāo)光管和第三目標(biāo)光管焦面上均安裝有點(diǎn)目標(biāo)；第一目標(biāo)光管的光軸和第三目標(biāo)光管的光軸位于同一水平面上，第一目標(biāo)光管的光軸和第三目標(biāo)光管的光軸交于一點(diǎn)；

所述第一反射鏡位于第二目標(biāo)光管的輸出光路上，第二反射鏡位于第一反射鏡的反射光路上；所述第二反射鏡的反射光束的中心與所述第一目標(biāo)光管和第三目標(biāo)光管的光軸交點(diǎn)重合。

上述第一目標(biāo)光管、第二目標(biāo)光管、第三目標(biāo)光管和第一反射鏡固定安裝在地面上，檢測(cè)架固定安裝在地面上，以保證在周圍環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定的條件下，使目標(biāo)空間角能夠保持穩(wěn)定。

本發(fā)明還提供了一種大口徑光電經(jīng)緯儀測(cè)角精度的測(cè)量方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：

1)裝調(diào)

1.1)布置目標(biāo)光管

將第一目標(biāo)光管、第二目標(biāo)光管和第三目標(biāo)光管的輸出光束指向的俯仰角調(diào)整到90°0′0″，并確保第一目標(biāo)光管和第三目標(biāo)光管的光軸交于一點(diǎn)；

1.2)布置反射鏡

將第一反射鏡放置在第二目標(biāo)光管的輸出光路上，將第二反射鏡架設(shè)至檢測(cè)架上；

1.3)調(diào)整反射鏡姿態(tài)

調(diào)整第一反射鏡的姿態(tài)，使第一反射鏡的反射光束入射到第二反射鏡上；調(diào)整第二反射鏡的姿態(tài)，使通過它的反射光束光軸通過第一目標(biāo)光管和第三目標(biāo)光管的光軸交點(diǎn)；

2)標(biāo)定

采用高精度的測(cè)角設(shè)備標(biāo)定三個(gè)目標(biāo)光管焦面上的三個(gè)點(diǎn)目標(biāo)空間角，作為待測(cè)光電經(jīng)緯儀的測(cè)角真值；所述點(diǎn)目標(biāo)空間角指第二反射鏡的反射光束的光軸分別與第一目標(biāo)光管和第三目標(biāo)光管出射光束的空間夾角；

3)利用待測(cè)光電經(jīng)緯儀測(cè)量目標(biāo)空間角

利用待測(cè)光電經(jīng)緯儀按設(shè)定的工作角速度、工作角加速度掃過第二反射鏡，獲取目標(biāo)空間角；

4)計(jì)算待測(cè)光電經(jīng)緯儀的測(cè)角精度

根據(jù)步驟2)中事先標(biāo)定的測(cè)角真值和步驟3)中獲取的點(diǎn)目標(biāo)空間角，計(jì)算待測(cè)光電經(jīng)緯儀的測(cè)角精度。

上述步驟2)中高精度的測(cè)角設(shè)備可以采用全站儀或經(jīng)緯儀。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明利用三個(gè)目標(biāo)光管和兩個(gè)反射鏡的組合，使一個(gè)目標(biāo)光管(具體為第二目標(biāo)光管)的目標(biāo)經(jīng)兩個(gè)反射鏡組合反射，等效于高角目標(biāo)，避免了大口徑高角目標(biāo)光管的架設(shè)；同時(shí)由于平面反射鏡重量較目標(biāo)光管輕且體積小，減小了因設(shè)備傾斜放置引起重力形變所引入的像差對(duì)測(cè)角精度的影響，能夠客觀真實(shí)地反應(yīng)出大口徑光電經(jīng)緯儀的測(cè)角精度，適合大口徑光電經(jīng)緯儀的檢測(cè)。

2、本發(fā)明中各光學(xué)元件均與大地固定連接，在周圍環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定的條件下，可保持目標(biāo)空間角(第二反射鏡的反射光束的光軸分別與第一目標(biāo)光管和第三目標(biāo)光管出射光束光軸的夾角)的穩(wěn)定。

3、本發(fā)明光路簡(jiǎn)單，研制成本相對(duì)較低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-第一目標(biāo)光管，2-第二目標(biāo)光管，3-第三目標(biāo)光管，4-第一反射鏡，5-第二反射鏡。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明所提供的大口徑光電經(jīng)緯儀測(cè)角精度測(cè)試裝置包括第一目標(biāo)光管1、第二目標(biāo)光管2、第三目標(biāo)光管3、第一反射鏡4、檢測(cè)架以及安裝在檢測(cè)架上的第二反射鏡5(圖1中未畫出)；第二反射鏡5位于第一反射鏡4的上方。

第一目標(biāo)光管1、第二目標(biāo)光管2、第三目標(biāo)光管3、第一反射鏡4和第二反射鏡5按特定的空間角架設(shè)置。具體設(shè)置方法如下：

首先，第一目標(biāo)光管1、第二目標(biāo)光管2和第三目標(biāo)光管3輸出光束指向的俯仰角須調(diào)整到90°0′0″，并保證第一目標(biāo)光管和第三目標(biāo)光管的光軸交于一點(diǎn)。

然后，將第一反射鏡4固定在第二目標(biāo)光管2前，位于第二目標(biāo)光管2的輸出光路上；調(diào)整第一反射鏡4的姿態(tài)，使它的反射光束反射到第二反射鏡5上；調(diào)整第二反射鏡5的姿態(tài)，使通過它的反射光束的光軸通過第一目標(biāo)光管1和第三目標(biāo)光管3的光軸交點(diǎn)。

第二目標(biāo)光管2的目標(biāo)經(jīng)第一反射鏡4和第二反射鏡5組合反射，第二反射鏡5等效于高角目標(biāo)。

放置和調(diào)試完成后，將上述五個(gè)設(shè)備均與大地固定(剛性)連接，以保持目標(biāo)空間角的穩(wěn)定性。

在測(cè)量被測(cè)經(jīng)緯儀的測(cè)角精度前，先采用高精度的測(cè)角設(shè)備(如全站儀或經(jīng)緯儀)標(biāo)定目標(biāo)空間角，即標(biāo)定經(jīng)第二反射鏡5的反射光束光軸分別與第一目標(biāo)光管1和第三目標(biāo)光管3出射光束光軸的夾角，作為被測(cè)光電經(jīng)緯儀的測(cè)量角真值。

測(cè)量時(shí)，利用被測(cè)光電經(jīng)緯儀按規(guī)定的工作角速度和工作角加速度掃過檢測(cè)架上的第二反射鏡5，獲取經(jīng)緯儀掃過高角目標(biāo)(即第二反射鏡5)的目標(biāo)空間角；結(jié)合事先標(biāo)定的測(cè)量角真值便可計(jì)算出被測(cè)光電經(jīng)緯儀的測(cè)角精度。需要注意的是，目標(biāo)空間角標(biāo)定時(shí)和光電經(jīng)緯儀檢測(cè)時(shí)，要保持環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定(如溫度恒定，檢測(cè)場(chǎng)地?zé)o振動(dòng)等)，防止其對(duì)測(cè)量結(jié)果影響。