一種平臺系統的光學瞄準棱鏡安裝精度偏差標定檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于測量技術領域，涉及一種航天器平臺系統用光學瞄準棱鏡的安裝誤差標定方法。
【背景技術】
[0002]陀螺穩定平臺6上通常裝有光學瞄準棱鏡I。瞄準棱鏡I作為導彈初始瞄準的基準，其安裝精度將直接影響導彈起飛前的瞄準，從而影響導彈的落點精度。
[0003]平臺6的制造過程中，在各種篩選試驗和力學環境的作用下，平臺6中臺體結構的應力變化、棱鏡組件與臺體之間的溫度系數不匹配、安裝部位應力釋放等原因引起瞄準棱鏡I的安裝精度偏差發生變化。當水平方向固定螺釘產生應力釋放時，將引起棱鏡組件繞X軸轉動，即引起棱鏡組件水平方向的安裝精度發生變化；如果方位方向固定螺釘產生應力釋放，將引起棱鏡組件繞Y軸轉動，即引起棱鏡組件方位方向的安裝精度發生變化。
[0004]根據以往的試驗數據和經驗積累得出，瞄準棱鏡I的安裝精度偏差變化量通常在30"左右。在平臺6的各種篩選試驗完成后，平臺6上的應力釋放已經完成，棱鏡組件的安裝精度相對穩定在某一數值，可根據最后穩定的該數值進行誤差補償，便可不影響導彈落點精度。因此，需要研宄平臺6的光學瞄準棱鏡I安裝精度偏差的標定檢測方法，在平臺6出廠前對棱鏡組件的安裝精度偏差進行標定，以便總體在系統上采取補償措施，提高導彈的落點精度。
【發明內容】
[0005]本發明解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供了一種航天器平臺系統用光學瞄準棱鏡的安裝誤差標定方法。
[0006]本發明的技術解決方案是:
[0007]一種平臺系統的光學瞄準棱鏡安裝精度偏差標定檢測方法，包括瞄準棱鏡的不水平度標定方法和瞄準棱鏡的不垂直度標定方法，其中:
[0008]瞄準棱鏡的不水平度標定方法包括如下步驟:
[0009](I)將平臺架高，在平臺的上方固定自準直儀，并調節自準直儀的光軸對準到當地的鉛垂方向；
[0010](2)將正六面體固定安裝在平臺上，利用自準直儀調整該正六面體，使得正六面體保持水平，進而使得平臺保持水平；
[0011](3)以所述正六面體為基準，將瞄準棱鏡固定安裝在平臺上；
[0012](4)架設第一經瑋儀和第二經瑋儀，使得第一經瑋儀和第二經瑋儀均對準平臺上的瞄準棱鏡的中央位置；分別記錄第一經瑋儀的仰角Θ1、第二經瑋儀的仰角Θ 2以及第二經瑋儀對準瞄準棱鏡時的方位角β 2 ;
[0013](5)保持第一經瑋儀對準瞄準棱鏡時的方位角不變，調整第二經瑋儀，使得第二經瑋儀對準第一經瑋儀，并記錄第二經瑋儀對準第一經瑋儀時的方位角β2';
[0014](6)根據步驟(13)和步驟(14)的結果，計算出瞄準棱鏡的不水平度δ =(β 2r - β 2) / (tan θ 1-tan θ 2)；
[0015](7)重復執行步驟(4)?(6)若干次，取不水平度δ的平均值，實現瞄準棱鏡的不水平度標定；
[0016]瞄準棱鏡的不垂直度標定方法包括如下步驟:
[0017](21)將平臺架高，在平臺的上方固定自準直儀，并調節自準直儀的光軸對準到當地的鉛垂方向；
[0018](22)將正六面體固定安裝在平臺上，利用自準直儀調整該正六面體，使得正六面體保持水平，進而使得平臺保持水平；
[0019](23)以所述正六面體為基準，將瞄準棱鏡固定安裝在平臺上；
[0020](24)架設第一經瑋儀，使得第一經瑋儀沿平行于瞄準棱鏡的棱線方向對準正六面體，架設第二經瑋儀，并使得第二經瑋儀以仰角Θ對準平臺上的瞄準棱鏡的中央位置；分別記錄第一經瑋儀對準六面體的方位角β 1、第二經瑋儀對準平臺的瞄準棱鏡的方位角β 3 ；
[0021](25)調整第一經瑋儀和第二經瑋儀，使得第二經瑋儀對準第一經瑋儀，記錄第一經瑋儀對準第二經瑋儀時的方位角βΡ以及第二經瑋儀對準第一經瑋儀時的方位角β3'；
[0022](26)根據步驟(24)和步驟(25)的結果，計算出瞄準棱鏡的不垂直度Δ =(β?, -β 1) + (β3-β3/ ) -90° - δ.tan θ ；
[0023](27)重復執行步驟(24)?(26)若干次，取不垂直度Δ的平均值，實現瞄準棱鏡的不垂直度標定。
[0024]所述瞄準棱鏡為直角三棱鏡，步驟(3)中瞄準棱鏡安裝在平臺上之后，瞄準棱鏡的入射面法線與水平面成25°。
[0025]步驟(24)中第一經瑋儀與平臺之間距離2米，第二經瑋儀與平臺之間距離3米，仰角Θ為25° ο
[0026]進行瞄準棱鏡的不水平度標定時，平臺被架高2.5m，進行瞄準棱鏡的不垂直度標定時，平臺被架高2m。
[0027]本發明與現有技術相比的優點在于:
[0028](I)本發明僅使用I只正六面體、I臺自準直儀、2臺經瑋儀共計4件裝置即實現平臺系統的光學瞄準棱鏡安裝精度偏差標定檢測，填補了該項方法的技術空白。
[0029](2)本發明采用了經瑋儀測量，瞄準棱鏡可以是垂直狀態也可以是水平狀態，允許被測對象有較大的擺動角，即有較大的仰角差；
[0030](3)本發明的技術方法以大地水平作為基準，不需要通過標準六面體進行基準轉換，提高了光學瞄準棱鏡安裝精度偏差標定的檢測精度；
[0031](4)本發明的測量方法與光學瞄準棱鏡的實際使用方法相同，使用范圍廣，包括各類慣性平臺的裝配狀態、測試狀態、使用狀態、通電狀態、不同點狀態等，加強了本發明的實用性；
[0032](5)本發明通過經瑋儀對瞄的方法可將經瑋儀的很多誤差予以消除，如橫軸與豎軸不垂直形成的俯仰誤差、目鏡分劃板與自準直分劃板的不重合誤差等；
[0033](6)本發明由于采用了操作簡單、高效，易于實現，測試精度高。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發明光學瞄準棱鏡不水平度計算原理圖；
[0035]圖2為本發明光學瞄準棱鏡不垂直度計算原理圖；
[0036]圖3為本發明光學瞄準棱鏡不水平度標定原理圖；
[0037]圖4為本發明光學瞄準棱鏡不垂直度標定原理圖。
【具體實施方式】
[0038]本發明提供了一種航天器平臺系統用的光學瞄準棱鏡安裝精度偏差標定檢測方法，包括瞄準棱鏡I的不水平度標定方法和瞄準棱鏡I的不垂直度標定方法。本發明共包含6個部件:瞄準棱鏡I為被測裝置；第一經瑋儀2和第二經瑋儀2用于測量測量俯仰角；正六面體4提供瞄準棱鏡I安裝和檢測的基準位置；自準直儀5用于調整正六面體4，使其處于基準位置；瞄準棱鏡I和正六面體4安裝于平臺6中。
[0039]其中:瞄準棱鏡I的不水平度標定方法如圖3所示，包括如下步驟:
[0040](I)將平臺6架高，在平臺6的上方固定自準直儀5，并調節自準直儀5的光軸對準到當地的鉛垂方向；
[0041](2)將正六面體4固定安裝在平臺6上，利用自準直儀5調整該正六面體4，使得正六面體4保持水平，進而使得平臺6保持水平；
[0042](3)以所述正六面體4為基準，將瞄準棱鏡I固定安裝在平臺6上；所述瞄準棱鏡I為直角三棱鏡，瞄準棱鏡I安裝在平臺6上之后，瞄準棱鏡I的入射面法線與水平面成25。；
[0043](4)架設第一經瑋儀2和第二經瑋儀3，使得第一經瑋儀2和第二經瑋儀3均對準平臺6上的瞄準棱鏡I的中央位置；分別記錄第一經瑋儀2的仰角Θ 1、第二經瑋儀3的仰角Θ 2以及第二經瑋儀3對準瞄準棱鏡I時的方位角β 2 ；
[0044](5)保持第一經瑋儀2對準瞄準棱鏡I時的方位角不變，調整第二經瑋儀3，使得第二經瑋儀3對準第一經瑋儀2，并記錄第二經瑋儀3對準第一經瑋儀2時的方位角β2';
[0045](6)根據圖1及公式:
[0046]Δ β = δ.tan θ
[0047]式中:Δ β——不水平度引起的附加不垂直度
[0048]δ——不水平度
[0049]Θ——經瑋儀與水平面夾角，即仰角
[0050]第一經瑋儀2所讀出的不垂直度為Λ β I = δ.tan θ I ;
[0051]第二經瑋儀3所讀出的不垂直度為Λ β I = δ.tan θ I ;
[0052]因此瞄準棱鏡I的不水平度為δ = (Δ β 1-Δ β 2)/(tan Θ 1-tan θ 2)
[0053]上式中Θ1和θ 2是已知固定值，只需知道2臺經瑋儀所讀出的不垂直度Δ β I和Δ β 2，就可以計算出瞄準棱鏡I的不水平度。在實際操作中，由于2臺經瑋儀沒有方位基準，因此只能讀出實際的方位角，而無法讀出不垂直度Λ β?和Λ β2。為此需要將已經找正瞄準棱鏡I的第一經瑋儀2在方位角不動的情況下與第二經瑋儀3對瞄，通過第二經瑋儀3調整方位角找正第一經瑋儀2，讀出方位角β