一種輔助飛機(jī)慣導(dǎo)成品組件安裝的測(cè)量校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛機(jī)慣導(dǎo)成品組件安裝過(guò)程中的校準(zhǔn)方法，尤其涉及一種基于飛機(jī)航向、俯仰、橫滾基準(zhǔn)點(diǎn)的輔助飛機(jī)慣導(dǎo)成品組件安裝的測(cè)量校準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]慣性導(dǎo)航系統(tǒng)做為一種全天候的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)，為飛機(jī)提供位置、速度、航向和姿態(tài)角等數(shù)據(jù)信息，其系統(tǒng)的精度直接影響飛機(jī)的性能。
[0003]慣性導(dǎo)航系統(tǒng)成品組件在飛機(jī)總裝環(huán)節(jié)的航向、橫滾、俯仰三個(gè)方向的初始安裝誤差會(huì)嚴(yán)重影響試驗(yàn)機(jī)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航的精度。因此需要一套輔助慣導(dǎo)成品組件安裝的測(cè)量系統(tǒng)，快速定位慣性導(dǎo)航系統(tǒng)成品在機(jī)上的初始安裝誤差，從而使慣導(dǎo)系統(tǒng)導(dǎo)航精度得以提高。
[0004]慣導(dǎo)成品組件安裝校準(zhǔn)裝置，是針對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)成品基座初始安裝位校準(zhǔn)而設(shè)計(jì)的快捷、準(zhǔn)確、高精度的校準(zhǔn)設(shè)備。針對(duì)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的初始安裝誤差無(wú)法消除，且該誤差會(huì)嚴(yán)重影響試驗(yàn)機(jī)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航精度的問(wèn)題，研究了一套電子傳感器及全站儀測(cè)量的慣性導(dǎo)航部件安裝校準(zhǔn)技術(shù)，通過(guò)高精度傾角傳感器完成慣導(dǎo)成品組件橫滾及俯仰角的校準(zhǔn);通過(guò)高精度全站儀測(cè)量并解算出飛機(jī)航向基準(zhǔn)角，與機(jī)上慣導(dǎo)成品組件安裝基座的航向角進(jìn)行對(duì)比，從而達(dá)到快速準(zhǔn)確校準(zhǔn)慣導(dǎo)成品組件安裝誤差的目的。
[0005]傳統(tǒng)慣導(dǎo)成品組件基座安裝校準(zhǔn)方案全部采用靶板，通過(guò)經(jīng)瑋儀人工觀測(cè)，整個(gè)過(guò)程需要人工采集數(shù)據(jù)、人工讀取、人工操作及計(jì)算;精度低，人為因素多，校準(zhǔn)流程繁瑣。
[0006]飛機(jī)機(jī)身在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，會(huì)在機(jī)身及機(jī)翼上標(biāo)注飛機(jī)航向基準(zhǔn)點(diǎn)A點(diǎn)和B點(diǎn)、俯仰基準(zhǔn)點(diǎn)C點(diǎn)和D點(diǎn)、橫滾基準(zhǔn)點(diǎn)E點(diǎn)和F點(diǎn)，各基準(zhǔn)點(diǎn)會(huì)以醒目的紅色圓點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)注，便于后續(xù)總裝、調(diào)試工序使用。全站儀，即全站型電子測(cè)距儀(Electronic Total Stat1n)，是一種集光、機(jī)、電為一體的高技術(shù)測(cè)量?jī)x器，是集水平角、垂直角、距離(斜距、平距)、高差測(cè)量功能于一體的測(cè)繪儀器系統(tǒng)。本方案在對(duì)慣導(dǎo)成品組件進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)就是以上述3個(gè)方向6個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)為參照并利用全站儀進(jìn)行的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種利用全站儀輔助飛機(jī)慣導(dǎo)成品組件安裝的測(cè)量校準(zhǔn)方法。
[0008]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的:
一種輔助飛機(jī)慣導(dǎo)成品組件安裝的測(cè)量校準(zhǔn)方法，飛機(jī)的機(jī)身及機(jī)翼上標(biāo)注有飛機(jī)航向基準(zhǔn)點(diǎn)A點(diǎn)和B點(diǎn)、俯仰基準(zhǔn)點(diǎn)C點(diǎn)和D點(diǎn)、橫滾基準(zhǔn)點(diǎn)E點(diǎn)和F點(diǎn)，所述測(cè)量校準(zhǔn)方法包括以下步驟:
(I)飛機(jī)機(jī)身的俯仰基準(zhǔn)角、橫滾基準(zhǔn)角的測(cè)量和飛機(jī)慣導(dǎo)成品基座的調(diào)整校準(zhǔn):
(1.1)在飛機(jī)機(jī)身側(cè)面的俯仰基準(zhǔn)點(diǎn)旁邊架設(shè)全站儀，通過(guò)全站儀測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)C點(diǎn)和D點(diǎn)之間的高度差； (1.2)根據(jù)測(cè)量出的C點(diǎn)和D點(diǎn)之間的高度差，以及已知的C點(diǎn)和D點(diǎn)之間的距離，計(jì)算飛機(jī)俯仰基準(zhǔn)角，即C點(diǎn)和D點(diǎn)之間連線與水平線之間的角度；
(1.3)在飛機(jī)機(jī)頭前側(cè)架設(shè)全站儀，并以機(jī)翼下方的橫滾基準(zhǔn)點(diǎn)為參考懸掛全站儀棱鏡，通過(guò)全站儀測(cè)量出E點(diǎn)和F點(diǎn)之間的高度差；
(1.4)據(jù)測(cè)量出的E點(diǎn)和F點(diǎn)之間的高度差，以及已知的E點(diǎn)和F點(diǎn)之間的距離，計(jì)算飛機(jī)橫滾基準(zhǔn)角，即E點(diǎn)和F點(diǎn)之間連線與水平線之間的角度；
(1.5)在已知機(jī)身俯仰基準(zhǔn)角和橫滾基準(zhǔn)角的前提下，將集成了電子傾角傳感器的校準(zhǔn)工裝安裝在飛機(jī)慣導(dǎo)成品基座上，通過(guò)內(nèi)置的電子傾角傳感器測(cè)量飛機(jī)成品安裝基座的俯仰角度和橫滾角度，并將其與飛機(jī)成品安裝基座進(jìn)行常規(guī)計(jì)算得出托架調(diào)整意見，根據(jù)該調(diào)整意見完成飛機(jī)成品安裝基座的調(diào)整校準(zhǔn)；
(2 )飛機(jī)機(jī)身航向測(cè)量及成品安裝基座航向校準(zhǔn):
(2.1)在飛機(jī)機(jī)身前側(cè)架設(shè)全站儀，分別測(cè)量飛機(jī)航向基準(zhǔn)點(diǎn)A點(diǎn)和B點(diǎn)，以及飛機(jī)慣導(dǎo)成品托架工裝的基準(zhǔn)點(diǎn)X點(diǎn)和Y點(diǎn)；
(2.2)通過(guò)測(cè)量A點(diǎn)、BA、X點(diǎn)和Y點(diǎn)，可以得到以全站儀為坐標(biāo)原點(diǎn)的A、B、X、Y各點(diǎn)的相對(duì)空間坐標(biāo)位置，再結(jié)合步驟(I)測(cè)量到的飛機(jī)機(jī)身俯仰基準(zhǔn)角和橫滾基準(zhǔn)角，通過(guò)空間幾何運(yùn)算可以得到A點(diǎn)、B點(diǎn)、X點(diǎn)和Y點(diǎn)組成的一個(gè)四邊形及其至機(jī)身水平面的投影，已知這個(gè)四邊形的各邊的長(zhǎng)度及4個(gè)角的角度，計(jì)算出邊AB與邊XY的夾角，即得到飛機(jī)慣導(dǎo)成品托架航向與機(jī)身航向基準(zhǔn)線之間的角差，即完成飛機(jī)機(jī)身航向測(cè)量；
(2.3)通過(guò)測(cè)量出的飛機(jī)慣導(dǎo)成品托架航向與機(jī)身航向基準(zhǔn)線之間的角差，通過(guò)常規(guī)計(jì)算得出飛機(jī)慣導(dǎo)成品基座的調(diào)整意見，根據(jù)該調(diào)整意見對(duì)成品安裝基座進(jìn)行調(diào)整后，再次測(cè)量X點(diǎn)和Y點(diǎn)的數(shù)據(jù)得到新的航向角差，直至角差在允許的范圍內(nèi)，完成成品安裝基座航向校準(zhǔn)。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明采用高精度的全站儀測(cè)量飛機(jī)機(jī)身俯仰基準(zhǔn)角和橫滾基準(zhǔn)角、以及飛機(jī)航向基準(zhǔn)點(diǎn)A點(diǎn)、B點(diǎn)、飛機(jī)慣導(dǎo)成品托架工裝的基準(zhǔn)點(diǎn)X點(diǎn)和Y點(diǎn)，采用電子傾角傳感器測(cè)量飛機(jī)成品安裝基座的俯仰角度和橫滾角度，測(cè)量精確，具有在飛機(jī)不擺水平的前提下完成對(duì)飛機(jī)成品托架的基準(zhǔn)位調(diào)整的功能;通過(guò)全站儀實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)計(jì)算，無(wú)需人工讀取和計(jì)算，測(cè)量精度和效率都有很大提高，全站儀的測(cè)量精度可達(dá)I’，測(cè)量時(shí)間小于10秒;電子傾角傳感器的測(cè)量精度可達(dá)I’，穩(wěn)定時(shí)間小于5秒;實(shí)現(xiàn)了航向角校準(zhǔn)誤差在V以內(nèi)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的步驟(1.1)中通過(guò)全站儀測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)C點(diǎn)和D點(diǎn)之間的高度差的示意圖；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的步驟(1.2)中計(jì)算飛機(jī)俯仰基準(zhǔn)角的示意圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例的步驟(1.3)中通過(guò)全站儀測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)E點(diǎn)和F點(diǎn)之間的高度差以及步驟(1.4)中計(jì)算飛機(jī)橫滾基準(zhǔn)角的示意圖；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例的步驟(2.1)中通過(guò)全站儀測(cè)量飛機(jī)航向基準(zhǔn)點(diǎn)A點(diǎn)和B點(diǎn)、以及飛機(jī)慣導(dǎo)成品托架工裝的基準(zhǔn)點(diǎn)X點(diǎn)和Y點(diǎn)的示意圖；
圖5是本發(fā)明實(shí)施例的步驟(2.2)中通過(guò)A點(diǎn)、B點(diǎn)、X點(diǎn)和Y點(diǎn)得到以全站儀為坐標(biāo)原點(diǎn)的A、B、X、Y各點(diǎn)的相對(duì)空間坐標(biāo)位置的示意圖；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例中通過(guò)全站儀測(cè)量基準(zhǔn)角中測(cè)量高差的原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
實(shí)施例:
飛機(jī)的機(jī)身及機(jī)翼上標(biāo)注有飛機(jī)航向基準(zhǔn)點(diǎn)A點(diǎn)和B點(diǎn)、俯仰基準(zhǔn)點(diǎn)C點(diǎn)和D點(diǎn)、橫滾基準(zhǔn)點(diǎn)E點(diǎn)和F點(diǎn)。
[0012]按以下步驟完成輔助飛機(jī)慣導(dǎo)成品組件安裝的測(cè)量校準(zhǔn)過(guò)程:
(I)飛機(jī)機(jī)身的俯仰基準(zhǔn)角、橫滾基準(zhǔn)角的測(cè)量和飛機(jī)慣導(dǎo)成品基座的調(diào)整校準(zhǔn):
(1.1)如圖1所示，在飛機(jī)機(jī)身側(cè)面的俯仰基準(zhǔn)點(diǎn)旁邊架設(shè)全站儀I，通過(guò)全站儀I測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)C點(diǎn)和D點(diǎn)之間的高度差；
(1.2)如圖2所示，設(shè)C點(diǎn)所在水平線與D點(diǎn)所在豎直線相交的點(diǎn)為O點(diǎn)，根據(jù)測(cè)量出的C點(diǎn)和D點(diǎn)之間的高度差，以及已知的C點(diǎn)和D點(diǎn)之間的距離，計(jì)算飛機(jī)俯仰基準(zhǔn)角，S卩C點(diǎn)和D點(diǎn)之間連線與水平線之間的角度，即ZDC0;
(1.3)如圖3所示，在飛機(jī)機(jī)頭前側(cè)架設(shè)全站儀I，并以機(jī)翼下方的橫滾基準(zhǔn)點(diǎn)為參考懸掛全站儀I的棱鏡，通過(guò)全站儀測(cè)量出E點(diǎn)和F點(diǎn)之間的高度差；
(1.4)設(shè)E點(diǎn)所在水平線與F點(diǎn)所在豎直線相交的點(diǎn)為O’點(diǎn)，據(jù)測(cè)量出的E點(diǎn)和F點(diǎn)之間的高度差，以及已知的E點(diǎn)