专利名称：光电跟踪仪角跟踪误差测试方法
技术领域：
本发明是一种光电跟踪仪角跟踪误差测试方法，属于光学测试技术 领域。
背景技术：
光电跟踪仪角跟踪误差的测试一般是将光电跟踪仪放在转台上，调 整其待测轴与转台旋转轴同轴，进行角跟踪误差的校准。这种方法有三 大缺点 一、大部分光电跟踪仪体积较大，无法设计与之尺寸匹配的转 台，从而难以实现测试；二、处于使用状态的光电跟踪仪，不便拆卸时， 无法放置在转台上测试；三、即使体积小的光电跟踪仪可以放置在转台 上，也只能进行单轴的校准，与其使用状态不符。
发明内容
本发明针对上述测试方法的不足，提出了一种光电跟踪仪角跟踪误 差测试方法，可以满足水平和竖直两个方向上的角跟踪误差测试，而且 不需要拆卸光电跟踪仪。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的-
(1) 以大地为基准，调整激光跟踪仪、被测的光电跟踪仪水平轴水平、 竖直轴竖直，建立以激光跟踪仪为中心的空间极坐标系；
(2) 将大靶标固定在转台上，使转台整个转动过程中，激光跟踪仪和 光电跟踪仪都能跟踪大靶标，将小耙标固定在光电跟踪仪的旋转表面上；
(3) 使激光跟踪仪首先瞄准小靶标，旋转光电跟踪仪，并启动激光跟 踪仪采集小靶标的坐标，将小靶标的坐标数据进行球拟合，得到光电跟 踪仪在激光跟踪仪的坐标系下的球心坐标；
(4) 建立以光电跟踪仪球心坐标为中心的空间极坐标系，将激光跟踪 仪的空间极坐标系移至光电跟踪仪的空间极坐标系中，再使激光跟踪仪 和光电跟踪仪同时瞄准大靶标，转动转台，激光跟踪仪和光电跟踪仪同 时跟踪大靶标，计算机控制激光跟踪仪和光电跟踪仪同步采集大耙标的 坐标数据并进行角度测量数据的比较和计算，得到光电跟踪仪的角跟踪 误差。本发明技术方案具有以下特点
1、 首次将激光跟踪仪应用到光电跟踪仪的角跟踪误差的测量中，对 比以往采用转台的测试方法，该方法适用范围广，对于体积大或体积小 的光电跟踪仪都适用。
2、 由于光电跟踪仪主要用于几百米以外的目标跟踪，因此近距进行 光电跟踪仪角跟踪误差测量是一项新的应用技术，可以使光电跟踪仪在 生产线上即可完成角跟踪误差的测试与调试，比以往的野外测试更加方 便。
3、 激光跟踪仪的角测量误差应小于光电跟踪仪跟踪误差标称值的
1/3;
4、 可以采用其它测试或拟合方法得到光电跟踪仪在激光跟踪仪坐标 系下的中心坐标。
5、 可以采用其它旋转装置代替转台。
6、 光电跟踪仪和激光跟踪仪不能同时跟踪大靶标2时，可以在转台
上设置两个靶标，激光跟踪仪和光电跟踪仪各跟踪一个耙标，但必须进 行位置换算后才能比较角度测量结果。
图1是用于本发明的光电跟踪仪角跟踪误差测试系统
具体实施例方式
以下将结合附图和实施实例对本发明技术方案作进一步地详述 参见附图1所示，建立一套用于本发明所述光电跟踪仪角跟踪误差 测试方法的系统，该系统由激光跟踪仪、被测的光电跟踪仪、大靶标、
小靶标、转台、计算机构成。例如，激光跟踪仪采用美国API公司的T3 型，小靶标采用Leica公司的0.5英吋靶球，大靶标采用Leica公司的 1.5英吋靶球，使用两维转台进行试验。
(1) 以大地为基准，调整激光跟踪仪、被测的光电跟踪仪水平轴水平、 竖直轴竖直，建立以激光跟踪仪为中心的空间极坐标系；
(2) 将大靶标固定在转台上，使转台整个转动过程中，激光跟踪仪和 光电跟踪仪都能跟踪大靶标，将小靶标固定在光电跟踪仪的旋转表面上；
(3) 使激光跟踪仪首先瞄准小靶标，旋转光电跟踪仪，并启动激光跟 踪仪采集小靶标的坐标，将小靶标的坐标数据进行球拟合(如采用最小二乘法进行球拟合)，得到光电跟踪仪在激光跟踪仪的坐标系下的球心坐
标；
(4)建立以光电跟踪仪球心坐标为中心的空间极坐标系，将激光跟踪 仪的空间极坐标系移至光电跟踪仪的空间极坐标系中，再使激光跟踪仪 和光电跟踪仪同时瞄准大靶标，转动转台，激光跟踪仪和光电跟踪仪同 时跟踪大靶标，计算机控制激光跟踪仪和光电跟踪仪同步采集大耙标的 坐标数据并进行角度测量数据的比较和计算，得到光电跟踪仪的角跟踪 误差。
本发明提出了一种光电跟踪仪角跟踪误差的测试方法，其核心技术 是采用激光跟踪仪和转台构建的系统，通过靶标建立该系统与被测光电 跟踪仪的坐标关系，最后比较激光跟踪仪和光电跟踪仪的角度测量数据， 即可得到光电跟踪仪的角跟踪误差。由于光电跟踪仪主要用于几百米以 外的大目标跟踪，因此通过近距测量进行光电跟踪仪跟踪误差的描述是 一项技术先进但难度较大的工作，至今未见国内外相关专利涉及这一方 面。该发明主要可用于光电跟踪仪类仪器的角跟踪误差的测量，如吊舱、 光电雷达、稳瞄系统和光电跟踪器的跟踪误差测量，因此这一技术对于 以上产品的质量将起到很好的保障作用，市场前景可观，技术经济意义 重大。
权利要求
1.一种光电跟踪仪角跟踪误差测试方法，其特征在于(1)以大地为基准，调整激光跟踪仪(1)、被测的光电跟踪仪(6)水平轴水平、竖直轴竖直，建立以激光跟踪仪(1)为中心的空间极坐标系；(2)将大靶标(2)固定在转台(3)上，使转台(3)整个转动过程中，激光跟踪仪(1)和光电跟踪仪(6)都能跟踪大靶标(2)，将小靶标(4)固定在光电跟踪仪(6)的旋转表面上；(3)使激光跟踪仪(1)首先瞄准小靶标(4)，旋转光电跟踪仪(6)，并启动激光跟踪仪(1)采集小靶标(4)的坐标，将小靶标(4)的坐标数据进行球拟合，得到光电跟踪仪(6)在激光跟踪仪(1)的坐标系下的球心坐标；(4)建立以光电跟踪仪(6)球心坐标为中心的空间极坐标系，将激光跟踪仪(1)的空间极坐标系移至光电跟踪仪(6)的空间极坐标系中，再使激光跟踪仪(1)和光电跟踪仪(6)同时瞄准大靶标(2)，转动转台(3)，激光跟踪仪(1)和光电跟踪仪(6)同时跟踪大靶标(2)，计算机(5)控制激光跟踪仪(1)和光电跟踪仪(6)同步采集大靶标(2)的坐标数据并进行角度测量数据的比较和计算，得到光电跟踪仪(6)的角跟踪误差。
2. 根据权利要求1所述的光电跟踪仪角跟踪误差测试方法，其特征 在于激光跟踪仪(l)的角度测量误差应小于光电跟踪仪(6)的跟踪误差 标称值的1/3。
3. 根据权利要求1所述的光电跟踪仪角跟踪误差测试方法，其特征 在于转台(3)的转动是一维转动或两维转动。
全文摘要
本发明是一种光电跟踪仪角跟踪误差测试方法，其步骤是(1)以大地为基准，建立以激光跟踪仪为中心的空间极坐标系；(2)将大靶标、小靶标固定在转台上，激光跟踪仪和光电跟踪仪都能跟踪大靶标；(3)使激光跟踪仪首先瞄准小靶标，旋转光电跟踪仪，采集小靶标的坐标并数据进行球拟合；(4)建立以光电跟踪仪球心坐标为中心的空间极坐标系，再使激光跟踪仪和光电跟踪仪同时瞄准大靶标，激光跟踪仪和光电跟踪仪同时跟踪大靶标，计算机控制激光跟踪仪和光电跟踪仪同步采集大靶标的坐标数据并进行角度测量数据的比较和计算，得到光电跟踪仪的角跟踪误差。本发明技术方案对相关产品的质量将起到很好的保障作用，市场前景可观，技术经济意义重大。
文档编号G01C25/00GK101586965SQ20091015806
公开日2009年11月25日 申请日期2009年7月20日 优先权日2009年7月20日
发明者杰 冷, 崔岩梅, 师会生, 涛 李 申请人:中国航空工业第一集团公司北京长城计量测试技术研究所