專利名稱：帶動態(tài)自跟蹤逼近元的高精實時測量產(chǎn)品系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明簡稱動態(tài)自跟蹤逼近系統(tǒng)(MOV SELF APPROACH SYSTEM)，簡稱MSAS，或靈型產(chǎn)品(其中動態(tài)自跟蹤逼近元簡稱MAS或靈性元)，它是測量精度領(lǐng)域中，一種對在運(yùn)動變化的環(huán)境中或?qū)\(yùn)動體本身實現(xiàn)高精和超高精實時測量的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的構(gòu)思、方法及專用設(shè)備、用途的發(fā)明。
在實際中，測量大多是在上述變化運(yùn)動情況下進(jìn)行的，許多地方要求精度很高。如

圖1中標(biāo)號(4)，是一種真值儀的結(jié)構(gòu)框圖。這里真值是相對于測量器(1)，比其精度更高的測量器的示數(shù)值。本實施例中，(4)是地震預(yù)報大地或水庫大壩變形監(jiān)測儀?，F(xiàn)有技術(shù)中，提高精度消除誤差主要是在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中校驗和用誤差創(chuàng)根法——即追朔誤差產(chǎn)生原因盡力去一個個設(shè)法消除。如圖1中，測量器(1′)——本例為帶微電腦的數(shù)字式毫米級1mm+1ppm單頻光電儀TC2002，它與(1)一樣內(nèi)帶一個標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下校驗后的自我誤差改正元(2″)，改正內(nèi)容δ靜標(biāo)，則使自身精度相對有提高。
但在大壩(A)上作變形監(jiān)測的兩點，即測站M和鏡站N兩點間的測量時，不是標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境，環(huán)境誤差大于2ppm，是不容許的，于是又追朔誤差原因用測量器(1′)以外的其它許多高精測量器和計算公式(5、6、7、8、9、10、11、12)測出環(huán)境誤差，依次分別是△f——頻率誤差，△溫濕壓——大氣溫度、濕度、壓力代表性誤差，△折——大氣折射率計算誤差，△湍——大氣湍流誤差，△遙發(fā)、△遙收——由(9、10)發(fā)射、接收遙測的鏡站N溫度，壓力誤差，△梯——測站M垂直梯度誤差，它經(jīng)中央計算機(jī)(12)近似處理為均方根誤差δ他——即由其它儀器測出的誤差，來實現(xiàn)測量器(1′)的他逼近改正，組成真值儀(4)測得真L，達(dá)到亞毫米級精度要求。這種他逼近產(chǎn)品系統(tǒng)的體積龐大，價格昂貴達(dá)200萬元以上，操作人員多且知識要求高，它對于運(yùn)動體更因為影響因素，如加速度，振、擺動，元件干撓，隨機(jī)誤差，發(fā)散誤差等因素多，無法對其全部刨根追源進(jìn)行他逼近；剛不適于運(yùn)動體的高精跟蹤測量。
本發(fā)明如實施例一；圖(1、2、3)大壩變形儀，實施例二(圖4、5、6)運(yùn)動體測高的靈型高度表，實施例三(圖7、8、9)靈型慣性航行儀。其中圖1是變形儀結(jié)構(gòu)構(gòu)成2是靈性元MSA制造(計算)原理圖3是帶靈性元的靈型大壩變形儀結(jié)構(gòu)4是登山隊的常規(guī)氣壓高度表(測量)圖5是用氣球或飛行器“模擬登山(爬升)環(huán)境”制造靈性元MSA圖6是靈型高度表結(jié)構(gòu)(3)圖7是一般慣性航行儀圖8用GPS等制造靈性元MSA圖9是靈型慣性航行儀(3)圖1中，將真值儀(4)僅作為一種工具，這樣它的精度可以集中精力作得很高，用它對另一測量器(1)，本實施例仍為TC2002型光電儀，測得示數(shù)值l，進(jìn)行其現(xiàn)場同一環(huán)境下的能滿足較高頻數(shù)要求的實時(控制要素為時間t、空間為示數(shù)值l)跟蹤校驗，計算出誤差，如圖2中的δ＝l-L＝f(t，l)，取其逆向，得出-δ＝-(l-L)＝-f(t，l)＝MSA，它是測量(1)的自我誤差的數(shù)字式實時跟蹤逼近真值的曲線族，將其存入存儲器制成MSA。校驗完畢可去掉真值儀(4)。在今后的測量，如圖3中由MSA對測量器(1)進(jìn)行動態(tài)自我實時跟蹤修正，即新獲得新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)(3)，(簡稱靈性結(jié)構(gòu)，其產(chǎn)品稱靈性大壩變形儀)，新示數(shù)值L精＝-δ+L＝MSA+l，它的精度稍遜真值儀，仍達(dá)亞毫米級，能達(dá)到要求。它結(jié)構(gòu)簡單價格低，操作方便，使用時作好“0”位同步對準(zhǔn)，例如，上午9點過0.05秒開始測量，向(3)輸入9點過0.05秒即可同步操作。
該結(jié)構(gòu)及方法(簡稱結(jié)果法嫁接法或龍鳳呈祥法)的主要原理，符合艾利斯特·阿貝原則測軸只能在基軸的延長線上才能獲得精確的結(jié)果。這一原則目前已實際完善，即推論1測量只能同一基準(zhǔn)下才能獲得精確結(jié)果；推論2環(huán)境也是一種基準(zhǔn)，測量只有在同一環(huán)境下才能獲得精確的結(jié)果?，F(xiàn)技術(shù)測量模式僅在單一的同一靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境校驗，本發(fā)明突破一步，在同一實時動態(tài)跟蹤環(huán)境下校驗(或模擬近似實時跟蹤環(huán)境校驗，也能達(dá)到一定的精度要求)。它符合阿貝原則支持權(quán)項1、2、3，不存在或減少了原理誤差；另外，在實際生活中，人們有時也有在現(xiàn)場測幾個有限點的誤差，在使用中人工扣除的現(xiàn)象，它頻次有限，不能用于連續(xù)跟蹤和高精測量，但原理是普遍的、成功的，本發(fā)明也好比將其道理，在計算機(jī)發(fā)展時期，突破用于高頻次高精測量產(chǎn)品系統(tǒng)，權(quán)項1、2、3得到實際的支持。所以，帶MAS的產(chǎn)品系統(tǒng)實際的精度可達(dá)很高。
實施例二，如圖4、5、6為登山隊或其它運(yùn)動體(A)攜帶的數(shù)字式氣壓高度表(1)，誤差6米以上，真值儀(4)用數(shù)字式無線電微波高度計。本例與例一的區(qū)別在于是用模擬近似環(huán)境(R)，這里是氣球或飛行器進(jìn)行模擬近似環(huán)境校驗，使用時登山隊可以是(A)或另于登山隊(Q)。
實施例三如圖(7、8、9)，是本發(fā)明結(jié)構(gòu)、方法的一種運(yùn)動體(A)為潛水器、飛行器和船舶的高精機(jī)械式導(dǎo)航的用途的實施例，測量器(1)為一般慣性陀螺和慣性力加速度計傳感器組成的慣性航行儀，它固聯(lián)于運(yùn)動體(A)形成整體。作為工具的真值儀(4)，為差分GPS定位儀，或差分無線電定位儀，它對慣性航行儀進(jìn)行現(xiàn)場同環(huán)境或模擬近似環(huán)境實時跟蹤校驗，制成MAS后，可去掉真值儀，形成靈型慣性航行儀(3)。慣性導(dǎo)航屬機(jī)械式導(dǎo)航，不受無線電干撓，但機(jī)械式導(dǎo)航精度低，精度每提高一點價格均增加成倍，一般均視為較大科技進(jìn)步，本發(fā)明可比原慣性航行儀精度提高幾十乃至幾百倍，不受電磁波干撓。
權(quán)利要求
1.帶動態(tài)自跟蹤逼近元的高精實時測量產(chǎn)品系統(tǒng)，即影子產(chǎn)品系統(tǒng)(3)，由母體測量器(1)，傳播因子即“影子”——動態(tài)自跟蹤逼近元(MAS)組成，或由它們組成的(3)固定在運(yùn)動體(A)上的整體系統(tǒng)(3+A)組成。其特征是“影子”——動態(tài)自跟蹤逼元(MSA)是經(jīng)對(1)在測量中實時跟蹤校驗得到的(1)的數(shù)字式動態(tài)誤差并在使用中用來自我跟蹤逼近其真值的能滿足較高頻數(shù)要求的曲線族。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的影子產(chǎn)品系統(tǒng)(3)，其特征是動態(tài)自跟蹤逼近元(MAS)是用高精體(真值儀)(4)作為工具，對母體測量器(1)，在其工作現(xiàn)場對其進(jìn)行同環(huán)境或?qū)⑵渲糜谀M近似環(huán)境的實時跟蹤校驗，得出實時動態(tài)自我跟蹤逼近值-δ＝-(l-L)＝-f(t，l)的數(shù)字式曲線族存入存儲器而制作完成。該校驗制作完畢后去掉高精體真值儀(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2的產(chǎn)品系統(tǒng)，關(guān)于它的結(jié)構(gòu)特征和方法的一種運(yùn)動體(A)為潛水器、飛行器和船舶的導(dǎo)航的用途，其特征是母體測量器(1)為慣性制導(dǎo)航行儀，作為工具的高精體真值儀(4)為差分GPS定位儀或差分無線電定位儀。
全文摘要
本發(fā)明為帶靈性元的測量系統(tǒng)——稱靈型產(chǎn)品,它是實現(xiàn)超高精測量的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、方法及用途的發(fā)明。其結(jié)構(gòu)簡單(為靈性結(jié)構(gòu)),其方法為結(jié)果法、嫁接法,即將真值通過跟蹤校驗,制成靈性元,帶(植)入測量器自我逼近,形成的靈型產(chǎn)品龍鳳呈祥精度非常高。廣泛用于變形儀,慣性航行儀等高精場合,精度可提高幾十、幾百甚至上千倍。
文檔編號G01D21/00GK1183549SQ9611765
公開日1998年6月3日 申請日期1996年8月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月13日
發(fā)明者程方伯 申請人:程方伯