【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及编码器测量，尤其涉及一种光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置及其测量方法。
技术介绍
1、航空远距离高分辨力光学载荷是实现高价值时敏目标的实时精确侦察需求的重要手段之一。高价值时敏目标的定位精度直接决定了后续决策的实现效果，是航空光学载荷的核心指标。航空光学载荷对地面目标的定位精度与pos（位置定位装置）及陀螺精度、定位算法、框架晃动和编码器精度直接相关。其中，陀螺和编码器作为视轴指向的传感器，其精度是后续定位算法的基础，尤其是对于航空远距离高分辨力光学载荷，陀螺和编码器的指向精度对于地面定位误差的影响尤其明显。因此，针对航空远距离高分辨率载荷，必须对其框架编码器的精度进行测量，以达到高精度地面目标定位的侦查需求。
2、根据光学载荷定位精度指标计算，为实现目标定位精度指标，框架的指向精度需达到10″-20″的范围。因此，需要框架编码器的精度达到5″-10″以内。目前，中国专利公布号为cn116481582a，公布日为2023年07月25日 ，专利名称为“一种增量式光电编码器精度检测系统”的专利技术专利申请，中国专利公布号为cn114485762a，公布日为2022年05月13日，专利名称为“一种手自一体编码器精度检测装置”的专利技术专利申请，这两个专利都是通过专有仪器对单轴编码器进行分度式测量，测量方法较为复杂。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术创造旨在提供一种光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置及其测量方法，通过将经纬仪设置于立方镜与第二反射镜之间
2、为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：一种光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置，包括立方镜、安装座、双轴框架载荷、第一反射镜、经纬仪和第二反射镜；立方镜和双轴框架载荷均设置于安装座上，立方镜设置于双轴框架载荷上方；立方镜的法线方向与安装座的法线方向平行；第一反射镜设置在双轴框架载荷上，通过其反射光线的方向来指示双轴框架载荷的光轴方向；立方镜和双轴框架载荷均设置在第二反射镜前方；当经纬仪用于准直立方镜时，经纬仪设置于立方镜与第二反射镜之间；当经纬仪用于准直双轴框架载荷时，经纬仪设置于双轴框架载荷与第二反射镜之间。
3、进一步的，立方镜的法线方向与安装座的法向方向的平行度误差小于等于第一预设值。
4、进一步的，第一预设值为1″。
5、进一步的，第二反射镜的尺寸大于第一反射镜的尺寸。
6、进一步的，安装座包括底座和安装板，安装板垂直设置在底座上，安装板上设有用于安装立方镜和双轴框架载荷的安装面。
7、一种光学载荷双轴框架编码器精度的测量方法，利用上述的光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置实现，具体步骤如下：
8、s1：将立方镜和双轴框架载荷均设置于安装座上，并将双轴框架载荷和立方镜按第一预设距离设置在第二反射镜的前。
9、s2：将经纬仪放置在第一预设位置，调平经纬仪，经纬仪准直第二反射镜。
10、s3：将经纬仪旋转180°，通过经纬仪对立方镜进行准直。
11、s4：将经纬仪移动至第二预设位置，经纬仪再次准直第二反射镜后，将经纬仪的俯仰角和滚转角置零，使经纬仪的基准与在第一预设位置时一致。
12、s5：将双轴框架载荷调整至预设滚转角β1和预设俯仰角θ1的位置，经纬仪通过第一反射镜测量双轴框架载荷光轴的俯仰角β2和滚转角θ2，通过调整双轴框架载荷中的编码器零位，使滚转角β1和滚转角β2数值相等、俯仰角θ1和俯仰角θ2数值相等。
13、s6：将双轴框架载荷光轴的滚转角和俯仰角旋转180°，重复步骤s4，再次调整经纬仪位置，并重复步骤s4，使的基准与在第一预设位置时一致；再通过经纬仪准直第一反射镜测量双轴框架载荷光轴的滚转角为β3和俯仰角为θ3。
14、s7：将第一反射镜与双轴框架载荷的滚转框架的滚转角误差设为βf，将第一反射镜与双轴框架载荷的俯仰框架的俯仰角误差设为θf，通过计算得出双轴框架载荷中滚转编码器的滚转角误差δβ，以及双轴框架载荷中俯仰编码器的俯仰角误差δθ。
15、进一步的，步骤s3中，经纬仪对立方镜进行准直具体步骤如下；
16、s31：将经纬仪的滚转角和俯仰角均转动180°，通过经纬仪测量立方镜的俯仰角和滚转角。
17、s32：调整安装座的滚转姿态和俯仰姿态，使经纬仪发出的十字叉丝射到立方镜上，十字叉丝经立方镜返回，用经纬仪的目镜观察十字叉丝，并调整立方镜的位置使经纬仪的目镜观察到的十字叉丝与目镜的十字重合，完成立方镜的准直。
18、进一步的，滚转角误差δβ和俯仰角误差δθ的计算公式为：
19、δβ=β2+βf-（-β3-βf）=β2-（-β3）；
20、δθ=θ2+θf-θ3-θf=θ2-θ3。
21、进一步的，将双轴框架载荷按预设滚转角固定，并将双轴框架载荷在俯仰方向的角度均等分为n份，依次测量双轴框架载荷中俯仰编码器在每个等分角度的误差。
22、进一步的，将双轴框架载荷按预设俯仰角固定，将双轴框架载荷在滚转方向的角度均等分为m份，依次测量双轴框架载荷中滚转编码器在每个等分角度的误差。
23、与现有技术相比，本专利技术创造能够取得如下有益效果：通过单个经纬仪在第一预设位置对第二反射镜和立方镜进行准直，在通过经纬仪在第二预设位置对双轴框架载荷进行准直，使经纬仪在两个预设位置的基准一致，再通过单个经纬仪对双轴框架载荷的滚转编码器和俯仰编码器测量，使测量滚转编码器的滚转角误差和俯仰编码器的俯仰角误差容易实现，同时具有较高精度。
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1.一种光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置，其特征在于，包括立方镜、安装座、双轴框架载荷、第一反射镜、经纬仪和第二反射镜；所述立方镜和所述双轴框架载荷均设置于所述安装座上，所述立方镜设置于所述双轴框架载荷上方；所述立方镜的法线方向与所述安装座的法线方向平行；所述第一反射镜设置在所述双轴框架载荷上，通过其反射光线的方向来指示所述双轴框架载荷的光轴方向；所述立方镜和所述双轴框架载荷均设置在所述第二反射镜前方；
2.根据权利要求1所述的光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置，其特征在于，所述立方镜的法线方向与所述安装座的法向方向的平行度误差小于等于第一预设值。
3.根据权利要求2所述的光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置，其特征在于，第一预设值为1″。
4.根据权利要求1所述的光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置，其特征在于，所述第二反射镜的尺寸大于所述第一反射镜的尺寸。
5.根据权利要求1所述的光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置，其特征在于，所述安装座包括底座和安装板，所述安装板垂直设置在所述底座上，所述安装板上设有用于安装所述立方镜
6.一种光学载荷双轴框架编码器精度的测量方法，利用权利要求1-5中任一项所述的光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置实现，其特征在于，具体步骤如下：
7.根据权利要求6所述的光学载荷双轴框架编码器精度的测量方法，其特征在于，步骤S3中，所述经纬仪对所述立方镜进行准直具体步骤如下；
8.根据权利要求7所述的光学载荷双轴框架编码器精度的测量方法，其特征在于，滚转角误差Δβ和俯仰角误差Δθ的计算公式为：
9.根据权利要求6所述的光学载荷双轴框架编码器精度的测量方法，其特征在于，将所述双轴框架载荷按预设滚转角固定，并将所述双轴框架载荷在俯仰方向的角度均等分为n份，依次测量所述双轴框架载荷中俯仰编码器在每个等分角度的误差。
10.根据权利要求6所述的光学载荷双轴框架编码器精度的测量方法，其特征在于，将所述双轴框架载荷按预设俯仰角固定，将所述双轴框架载荷在滚转方向的角度均等分为m份，依次测量所述双轴框架载荷中滚转编码器在每个等分角度的误差。
...【技术特征摘要】
1.一种光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置，其特征在于，包括立方镜、安装座、双轴框架载荷、第一反射镜、经纬仪和第二反射镜；所述立方镜和所述双轴框架载荷均设置于所述安装座上，所述立方镜设置于所述双轴框架载荷上方；所述立方镜的法线方向与所述安装座的法线方向平行；所述第一反射镜设置在所述双轴框架载荷上，通过其反射光线的方向来指示所述双轴框架载荷的光轴方向；所述立方镜和所述双轴框架载荷均设置在所述第二反射镜前方；
2.根据权利要求1所述的光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置，其特征在于，所述立方镜的法线方向与所述安装座的法向方向的平行度误差小于等于第一预设值。
3.根据权利要求2所述的光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置，其特征在于，第一预设值为1″。
4.根据权利要求1所述的光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置，其特征在于，所述第二反射镜的尺寸大于所述第一反射镜的尺寸。
5.根据权利要求1所述的光学载荷双轴框架编码器精度的测量装置，其特征在于，所述安装座包括底座和安装板，所述安装板垂直设置在所述底座上，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋来运，修吉宏，张洪文，卢今伟，高闯，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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