基于双镜面拼接的异向折转光管平行度标定方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于双镜面拼接的异向折转光管平行度标定方法及系统。该方法包括：步骤1、设置系统；步骤2、通过同一台高精度陀螺经纬仪分别对第一平面反射镜装置和第二平面反射镜装置的反射镜的方位角和俯仰角进行调整，使二者的北向方位值L和俯仰值I相同，实现双镜面拼接；步骤3、设置待测异向折转光管，使用步骤2中的高精度陀螺经纬仪测量第二平面反射镜装置的反射镜的方位值L

【技术实现步骤摘要】
基于双镜面拼接的异向折转光管平行度标定方法及系统
本专利技术涉及异向折转光管平行度的标定，具体涉及一种基于双镜面拼接的异向折转光管平行度标定方法及系统。
技术介绍
折转光管作为一种光学仪器，目前广泛应用于定向瞄准领域，是自动瞄准平台的重要组成部分。折转光管的主要功能是建立光学传递装置与惯组平台之间的联系，实现一定高差条件下方位基准信息的垂直传递，并最终协助完成定位定向。折转光管主要分为同向折转光管和异向折转光管两类，出入光方向相同即为同向，出入光方向相反即为异向。折转光管出入光平行度是最为重要的性能指标，其可分为两个方向的误差，即方位误差和俯仰误差。目前异向折转光管出入光平行度的标定方法一般采用大口径平面镜法和双经纬仪互瞄法，而这两种方法均具有一定的局限性。大口径平面镜法所采用的平面镜口径根据待测异向折转光管的出光口和入光口的高度差确定，平面镜口径应比待测异向折转光管的出光口和入光口的高度差略大。一方面，待测异向折转光管的出光口和入光口的高度差越大，所需平面镜的口径就越大，则大口径平面镜的体积和重量就越大，导致标定过程中的仪器设置较为繁琐，且磕碰风险较高；另一方面，大口径平面镜的制造周期长，成本也极其高昂。由此可见，大口径平面镜法的标定风险大且成本高。双经纬仪互瞄法采用了两台经纬仪，标定过程中需要使用两台经纬仪进行互瞄，互瞄时两台经纬仪均存在各自的视度调节误差和调焦误差，且两台经纬仪又都存在各自的照准差，这几种误差在双经纬仪互瞄法中不可避免，导致最终的综合标定精度欠佳。由此可见，双经纬仪互瞄法的综合标定精度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有异向折转光管标定中，大口径平面镜法存在标定风险大且成本高，而双经纬仪互瞄法存在综合标定精度不高的技术问题，而提供一种基于双镜面拼接的异向折转光管平行度标定方法及系统。本专利技术的技术解决方案是：本专利技术提供一种基于双镜面拼接的异向折转光管平行度标定方法，该方法包括以下步骤：步骤1.设置系统设置一个垂向一维导轨，在垂向一维导轨上设置第一滑动平移台和第二滑动平移台，所述第一滑动平移台和第二滑动平移台可沿垂向一维导轨滑动；将第一平面反射镜装置设置在第一滑动平移台上，第二平面反射镜装置设置在第二滑动平移台上，所述第一平面反射镜装置和第二平面反射镜装置上均设置有方位和俯仰两向微调机构；步骤2.双镜面拼接步骤2.1：调节第一滑动平移台和第二滑动平移台，使第一平面反射镜装置和第二平面反射镜装置的反射镜中心高度间距与待测异向折转光管的出光口和入光口的高度差一致；步骤2.2：通过同一台高精度陀螺经纬仪分别对第一平面反射镜装置和第二平面反射镜装置的方位角和俯仰角进行调整，使得第一平面反射镜装置和第二平面反射镜装置的反射镜的北向方位值L和俯仰值I相同，实现双镜面拼接；步骤3.待测异向折转光管的平行度标定步骤3.1：将待测异向折转光管放置在垂向一维导轨的一侧，并确保待测异向折转光管的入光口中心高度与第二平面反射镜装置的反射镜中心高度等高，待测异向折转光管的出光口中心高度与第一平面反射镜装置的反射镜中心高度等高；步骤3.2：将步骤2使用的高精度陀螺经纬仪放置在待测异向折转光管的入光口和垂向一维导轨之间，并确保所述高精度陀螺经纬仪的中心高度与待测异向折转光管的入光口中心高度等高，同时高精度陀螺经纬仪的中心高度与第二平面反射镜装置的反射镜中心高度等高；调平高精度陀螺经纬仪，使用高精度陀螺经纬仪对第二平面反射镜装置的反射镜进行准直瞄准并记录方位值L1和俯仰值I1；高精度陀螺经纬仪的位置不变，转动照准部，将高精度陀螺经纬仪的望远镜物镜对准待测异向折转光管的入光口，使用高精度陀螺经纬仪通过待测异向折转光管对第一平面反射镜装置的反射镜进行准直瞄准并记录方位值L2和俯仰值I2；根据公式1：ΔL＝L1-L2-180°和公式2：ΔI＝I1+I2-2ia-180°计算出待测异向折转光管的方位误差ΔL和俯仰误差ΔI，即完成对待测折转光管出入光的平行度标定，其中ia为高精度陀螺经纬仪的单倍准直零位差。进一步地，所述步骤2.2的具体过程为：1)选择参照平面反射镜装置：从第一平面反射镜装置和第二平面反射镜装置中选择任意一个为参照平面反射镜装置，另一个为待调平面反射镜装置；2)测定参照平面反射镜装置：调节所述高精度陀螺经纬仪使其中心高度与参照平面反射镜装置的反射镜中心高度等高，调平高精度陀螺经纬仪，使用高精度陀螺经纬仪对参照平面反射镜装置的反射镜进行准直瞄准，观察高精度陀螺经纬仪的自准像，使用参照平面反射镜装置上的俯仰角微调机构进行调节，使自准像的竖直角为0°±15″，记录此时参照平面反射镜装置的反射镜的北向方位值L和俯仰值I；3)调节待调平面反射镜装置：调节步骤2)中所述高精度陀螺经纬仪，使其中心高度与待调平面反射镜装置的反射镜中心高度等高，调平高精度陀螺经纬仪，将高精度陀螺经纬仪的北向方位值和俯仰值分别置于L和I，保持高精度陀螺经纬仪位置固定，通过高精度陀螺经纬仪观察待调平面反射镜装置的反射镜自准像，并使用待调平面反射镜装置上的方位和俯仰两向微调机构进行调节，直至待调平面反射镜装置的反射镜自准像的北向方位值和俯仰值分别为L和I，停止调节，完成双镜面拼接。进一步地，所述高精度陀螺经纬仪具有自准直功能，其一测回精度优于0.5″，寻北定向精度优于2.5″。该高精度陀螺经纬仪是应用于一等三角测量及精密工程测量领域的I级经纬仪，精度高，偶然误差小。本专利技术还提供了一种基于双镜面拼接的异向折转光管平行度标定系统，包括双镜面拼接装置和高精度陀螺经纬仪；所述双镜面拼接装置包括垂向一维导轨、第一滑动平移台、第二滑动平移台、第一平面反射镜装置以及第二平面反射镜装置，所述第一滑动平移台和第二滑动平移台滑动安装于垂向一维导轨的垂直导轨上，且有自锁功能；所述第一平面反射镜装置固定连接在第一滑动平移台上，所述第二平面反射镜装置固定连接在第二滑动平移台上；所述第一平面反射镜装置以及第二平面反射镜装置均设置有镜框和可调节底座；所述镜框用于安装反射镜，所述可调底座设有方位和俯仰两向微调机构；所述高精度陀螺经纬仪可通过调整第一平面反射镜装置和第二平面反射镜装置的反射镜的方位和俯仰两向微调机构，使得第一平面反射镜装置和第二平面反射镜装置的北向方位值L和俯仰值I相同，完成双镜面拼接；所述高精度陀螺经纬仪在标定待测异向折转光管时，设置在垂向一维导轨和待测异向折转光管之间，且高精度陀螺经纬仪的中心高度与待测异向折转光管的入光口中心高度等高并与第二平面反射镜装置的反射镜中心高度等高，高精度陀螺经纬仪在同一位置测量第二平面反射镜装置的反射镜的方位值L1和俯仰值I1，以及通过待测异向折转光管测量第一平面反射镜装置的反射镜的方位值L2和俯仰值I2。进一步地，所述反射镜材料为K9玻璃，口径为Ф80mm～Ф100mm，内镜面镀有反射膜，可见反射率为95％以上，面形精度RMS值不低于λ/20。进一步地，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双镜面拼接的异向折转光管平行度标定方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1.设置系统/n设置一个垂向一维导轨(1)，在垂向一维导轨(1)上设置第一滑动平移台(2)和第二滑动平移台(3)，所述第一滑动平移台(2)和第二滑动平移台(3)可沿垂向一维导轨(1)滑动；将第一平面反射镜装置(4)设置在第一滑动平移台(2)上，第二平面反射镜装置(5)设置在第二滑动平移台(3)上，所述第一平面反射镜装置(4)和第二平面反射镜装置(5)上均设置有方位和俯仰两向微调机构；/n步骤2.双镜面拼接/n步骤2.1：调节第一滑动平移台(2)和第二滑动平移台(3)，使第一平面反射镜装置(4)和第二平面反射镜装置(5)的反射镜中心高度间距与待测异向折转光管(8)的出光口和入光口的高度差一致；/n步骤2.2：通过同一台高精度陀螺经纬仪分别对第一平面反射镜装置(4)和第二平面反射镜装置(5)的方位角和俯仰角进行调整，使得第一平面反射镜装置(4)和第二平面反射镜装置(5)的反射镜的北向方位值L和俯仰值I相同，实现双镜面拼接；/n步骤3.待测异向折转光管(8)的平行度标定/n步骤3.1：将待测异向折转光管(8)放置在垂向一维导轨(1)的一侧，并确保待测异向折转光管(8)的入光口中心高度与第二平面反射镜装置(5)的反射镜中心高度等高，待测异向折转光管(8)的出光口中心高度与第一平面反射镜装置(4)的反射镜中心高度等高；/n步骤3.2：将步骤2使用的高精度陀螺经纬仪放置在待测异向折转光管(8)的入光口和垂向一维导轨(1)之间，并确保所述高精度陀螺经纬仪的中心高度与待测异向折转光管(8)的入光口中心高度等高，同时高精度陀螺经纬仪的中心高度与第二平面反射镜装置(5)的反射镜中心高度等高；调平高精度陀螺经纬仪，使用高精度陀螺经纬仪对第二平面反射镜装置(5)的反射镜进行准直瞄准并记录方位值L...

【技术特征摘要】
1.一种基于双镜面拼接的异向折转光管平行度标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.设置系统
设置一个垂向一维导轨(1)，在垂向一维导轨(1)上设置第一滑动平移台(2)和第二滑动平移台(3)，所述第一滑动平移台(2)和第二滑动平移台(3)可沿垂向一维导轨(1)滑动；将第一平面反射镜装置(4)设置在第一滑动平移台(2)上，第二平面反射镜装置(5)设置在第二滑动平移台(3)上，所述第一平面反射镜装置(4)和第二平面反射镜装置(5)上均设置有方位和俯仰两向微调机构；
步骤2.双镜面拼接
步骤2.1：调节第一滑动平移台(2)和第二滑动平移台(3)，使第一平面反射镜装置(4)和第二平面反射镜装置(5)的反射镜中心高度间距与待测异向折转光管(8)的出光口和入光口的高度差一致；
步骤2.2：通过同一台高精度陀螺经纬仪分别对第一平面反射镜装置(4)和第二平面反射镜装置(5)的方位角和俯仰角进行调整，使得第一平面反射镜装置(4)和第二平面反射镜装置(5)的反射镜的北向方位值L和俯仰值I相同，实现双镜面拼接；
步骤3.待测异向折转光管(8)的平行度标定
步骤3.1：将待测异向折转光管(8)放置在垂向一维导轨(1)的一侧，并确保待测异向折转光管(8)的入光口中心高度与第二平面反射镜装置(5)的反射镜中心高度等高，待测异向折转光管(8)的出光口中心高度与第一平面反射镜装置(4)的反射镜中心高度等高；
步骤3.2：将步骤2使用的高精度陀螺经纬仪放置在待测异向折转光管(8)的入光口和垂向一维导轨(1)之间，并确保所述高精度陀螺经纬仪的中心高度与待测异向折转光管(8)的入光口中心高度等高，同时高精度陀螺经纬仪的中心高度与第二平面反射镜装置(5)的反射镜中心高度等高；调平高精度陀螺经纬仪，使用高精度陀螺经纬仪对第二平面反射镜装置(5)的反射镜进行准直瞄准并记录方位值L1和俯仰值I1；
高精度陀螺经纬仪的位置不变，转动照准部，将高精度陀螺经纬仪的望远镜物镜对准待测异向折转光管(8)的入光口，使用高精度陀螺经纬仪通过待测异向折转光管(8)对第一平面反射镜装置(4)的反射镜进行准直瞄准并记录方位值L2和俯仰值I2；
根据公式1：ΔL＝L1-L2-180°和公式2：ΔI＝I1+I2-2ia-180°计算出待测异向折转光管(8)的方位误差ΔL和俯仰误差ΔI，即完成对待测折转光管(8)出入光的平行度标定，其中ia为高精度陀螺经纬仪的单倍准直零位差。


2.根据权利要求1所述的基于双镜面拼接的异向折转光管平行度标定方法，其特征在于，所述步骤2.2的具体过程为：
1)选择参照平面反射镜装置：从第一平面反射镜装置(4)和第二平面反射镜装置(5)中选择任意一个为参照平面反射镜装置，另一个为待调平面反射镜装置；
2)测定参照平面反射镜装置：调节所述高精度陀螺经纬仪使其中心高度与参照平面反射镜装置的反射镜中心高度等高，调平高精度陀螺经纬仪，使用高精度陀螺经纬仪对参照平面反射镜装置的反射镜进行准直瞄准，观察高精度陀螺经纬仪的自准像，使用参照平面反射镜装置上的俯仰角微调机构进行调节，使自准像的竖直角为0°±15″，记录此时参照平面反射镜装置的反射镜的北向方位值L和俯仰值I；
3)调节待调平面反射镜装置：调节步骤2)中所述高精度陀螺经纬仪，使其中心高度与待调平面反射镜装置的反射镜中心高度等高，调平高精度陀螺经纬仪，将高精度陀螺经纬仪的北向方位值和俯仰值分别置于L和I，保持高精度陀螺经纬仪位置固定，通过高精度陀螺经纬仪观察待调平面反射镜装置的反射镜自准像，并使用待调平面反射镜装置上的方位和俯仰两向微调...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘亮，张婷，周艳，赵建科，聂申，张洁，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61