一种瞄准棱镜安装误差测量方法与流程

本发明属于误差测量技术领域，具体涉及一种瞄准棱镜安装误差测量方法。

背景技术：

惯性导航系统是运载火箭等大型无人驾驶飞行器的主导航系统，安装在惯组上的瞄准棱镜是其进行瞄准定向时的准直目标，其等效反射截面相对于导航系统的坐标基准有严格的位置要求。

瞄准棱镜的安装误差包括以下两项，如图1所示：

α：瞄准棱镜相对定位基准绕X轴的平行度或垂直度误差；

β：瞄准棱镜相对安装基准绕Z轴的平行度误差。

这两项误差将直接影响瞄准定向的精度，因此对其进行精确测量是十分必要的。

但以往的瞄准棱镜测试以惯性导航系统本体上的机械/光学基准面为基准进行测试，而惯性导航系统在进行惯性仪表安装误差的标定时，是以其标定设备(如三轴转台、框架六面体等)建立的坐标系为基准。根据多年的使用情况表明，惯组本体上的基准面很难与标定设备上代表标定设备坐标系的基准面完全重合、普遍存在一个角度差，如图1所示。这样就造成了瞄准镜安装误差与惯性仪表安装误差在进行标定时，是根据不同的基准进行测试的，瞄准镜的安装误差没有完全反映到导航系统坐标系上。

技术实现要素：

本发明的目的是，针对现有技术不足，提供一种基于导航系统坐标系的瞄准棱镜的安装误差测量，以保证飞行器瞄准定向和惯性制导时的航向精度的瞄准棱镜安装误差测量方法。

本发明的技术方案是：

一种瞄准棱镜安装误差测量方法，包括以下步骤：

步骤一，建立惯组的宇航系统坐标系；

由其惯性仪表的标定设备、如转台的空间姿态建立，转台的空间基准可以用安装在内框上的基准面表示，以3个安装板形成的平面的法线代表X轴、以2个定位销钉的母线形成的平面的法线代表Y轴；

此时导航系统坐标系的瞄准棱镜的安装误差即可等效为：

α：瞄准棱镜在安装基面的投影与定位基面的平行度误差；

β：瞄准棱镜在定位基面的投影与安装基面的平行度误差。

步骤二，计算瞄准棱镜的安装误差对瞄准方位角的影响量△A为：

△A＝α+β·tanθ (1)

△A：瞄准棱镜的安装误差对瞄准方位角的影响量；

α：瞄准棱镜在安装基面的投影与定位基面的平行度误差；

β：瞄准棱镜在定位基面的投影与安装基面的平行度误差；

θ：瞄准设备俯仰角；

步骤三，根据步骤二所述公式，由方位角的影响量即可反算出瞄准棱镜的安装误差，其步骤如下：

测角设备以不同俯仰角θ₁、θ₂对准瞄准棱镜进行方位测量，测角设备利用导航系统坐标系的可视化转换后的基准面等可以进行方位归算，从而测量出此时安装误差对瞄准方位角的影响量△A₁、△A₂；

△A₁＝α+β·tanθ₁ (2)

△A₂＝α+β·tanθ₂ (3)

由此可知：

△A₁-△A₂＝β·(tanθ₁-tanθ₂) (4)

计算出α、β，完成基于导航系统坐标系的瞄准棱镜安装误差测量。

本发明的有益效果是：

1.本发明解决基于导航系统坐标系的瞄准棱镜的安装误差测量，以保证飞行器瞄准定向和惯性制导时的航向精度；

2.测试结果在飞行试验中获得了考核，取得了良好的应用效果；

3.根据此测量方法，进行了大量基于导航系统坐标系的瞄准棱镜安装误差测试，并可以适用于相应的自动化测试设备中。

附图说明

图1是标定示意图；

图2是瞄准镜安装误差示意图；

图3是瞄准镜安装误差示意图；

图4是瞄准镜安装误差示意图；

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明提出的一种进行进一步的介绍：

一种瞄准棱镜安装误差测量方法，包括以下步骤：

步骤一，建立惯组的宇航系统坐标系；

由其惯性仪表的标定设备、如转台的空间姿态建立，转台的空间基准可以用安装在内框上的基准面表示，以3个安装板形成的平面的法线代表X轴、以2个定位销钉的母线形成的平面的法线代表Y轴；

此时导航系统坐标系的瞄准棱镜的安装误差即可等效为：

α：瞄准棱镜在安装基面的投影与定位基面的平行度误差；

β：瞄准棱镜在定位基面的投影与安装基面的平行度误差。

步骤二，计算瞄准棱镜的安装误差对瞄准方位角的影响量△A为：

△A＝α+β·tanθ (1)

△A：瞄准棱镜的安装误差对瞄准方位角的影响量；

α：瞄准棱镜在安装基面的投影与定位基面的平行度误差；

β：瞄准棱镜在定位基面的投影与安装基面的平行度误差；

θ：瞄准设备俯仰角；

步骤三，根据步骤二所述公式，由方位角的影响量即可反算出瞄准棱镜的安装误差，其步骤如下：

测角设备以不同俯仰角θ₁、θ₂对准瞄准棱镜进行方位测量，测角设备利用导航系统坐标系的可视化转换后的基准面等可以进行方位归算，从而测量出此时安装误差对瞄准方位角的影响量△A₁、△A₂；

△A₁＝α+β·tanθ₁ (2)

△A₂＝α+β·tanθ₂ (3)

由此可知：

△A₁-△A₂＝β·(tanθ₁-tanθ₂) (4)

计算出α、β，完成基于导航系统坐标系的瞄准棱镜安装误差测量。

利用测角设备将惯性仪表的标定设备基准面转换至可视基面，完成导航系统坐标系的可视化转换，然后根据瞄准棱镜的安装误差对瞄准方位角的影响量即可反算出相应的安装误差。