光电经纬仪测角精度分析_杜俊峰.pdf

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1、第３３卷第３期应用光学Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．３２０１２年５月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＯｐｔｉｃｓＭａｙ２０１２文章编号：１００２－２０８２（２０１２）０３－０４６６－０８光电经纬仪测角精度分析杜俊峰，张孟伟，张晓明（中国科学院光电技术研究所，四川成都６１０２０９）摘要：测角精度是影响光电经纬仪定位功能的重要因素。为了进一步提高光电经纬仪的测角精度，对测角误差进行详细分析是必要的。从光电经纬仪的总体设计出发，找出了影响测量数据获取、转换、合成中的各项误差源，并详细分析了它们的大小和性质。通过分析光电经纬仪工作原理及结构找出了主要误差源。对机架系统的误差、测角单元误差、电气系统误差、

2、脱靶量误差、大气折射修正误差等主要误差源进行分析计算，并对各单元进行了误差分配。最后，计算了光电经纬仪投影测角精度的均方根值。分析计算结果显示：通过精心设计、加工、检测，修正可使一部分误差减小甚至忽略，但机架系统的误差、测角单元误差、脱靶量误差对测角精度的影响仍很显著；在当前工艺水平下，光电经纬仪事后空间指向精度可以达到σ≤２″。关键词：测角精度；光电经纬仪；误差分析；误差分配中图分类号：Ｏ４３３．５；ＴＨ７６１．１文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．５７６８／ＪＡＯ２０１２３３．０３０１００５Ａｎｇｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｏｆｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｔｈｅｏｄｏｌｉｔｅ

3、ＤＵＪｕｎ－ｆｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＭｅｎｇ－ｗｅｉ，ＺＨＡＮＧＸｉａｏ－ｍｉｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１０２０９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｇｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｔｈｅｏｄｏｌｉｔｅｐｏｓｉ－ｔｉｏｎｉｎｇａｎｄｔｒａｃｋｉｎｇ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｔｈｅｏｄｉｏｌｉｔｅ，ｔｈｅａｎｇｌｅｍｅａｓｕｒｅ

4、ｍｅｎｔｅｒｒｏｒｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｄｅｓｉｇｎｏｆｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｔｈｅｏｄｏ－ｌｉｔｅ，ｔｈｅｅｒｒｏｒｓｏｕｒｃｅｓｏｆａｎｇｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｗｈｉｃｈｅｆｆｅｃｔｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｔｒａｎｓｆｏｒ－ｍａｔｉｏｎａｎｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓｗｅｒｅｆｏｕｎｄ，ａｎｄａｄｅｔａｉｌｅｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｓｉｚｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗａｓｍａｄｅ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｉｒｓｔｆｏｕｎｄｏｕｔｔｈｅｍａｉｎｅｒｒｏｒｓｏｕｒｃｅｓｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃ

5、ｉｐｌｅａｎｄｓｔｒｕｃ－ｔｕｒｅｏｆｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｔｈｅｏｄｏｌｉｔｅ．Ｔｈｅｎ，ｉｔａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｈｅｒａｃｋｓｙｓｔｅｍｅｒｒｏｒ，ａｎｇｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｅｒｒｏｒ，ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｅｒｒｏｒ，ｏｆｆｔａｒｇｅｔｅｒｒｏｒ，ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｒｅｆｒａｃｔｉｏｎｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｅｒｒｏｒ，ａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｔｈｅｅｒｒｏｒｆｏｒｅａｃｈｓｙｓｔｅｍ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃａｌｃｕｌａｔｅｄｔｈｅｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅｏｆｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｔｈｅｏｄｏｌｉ

6、ｔｅｓａｎｇｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃａｒｅｆｕｌｄｅｓｉｇｎ，ｍａｃｈｉｎｉｎｇ，ｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇｃｏｕｌｄｒｅｄｕｃｅａｎｄｅｖｅｎｉｇｎｏｒｅｅｒｒｏｒｓ，ｂｕｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅａｎｇｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｒａｃｋｓｙｓｔｅｍｅｒｒｏｒ，ａｎｇｌｅｍｅａｓｕｒｅ－ｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍｅｒｒｏｒａｎｄｏｆｆｔａｒｇｅｔｅｒｒｏｒｉｓｓｔｉｌｌｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ；ｉｔｉｓｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏｄｅｖｅｌｏｐｔｈｅｐｈｏｔｏｅ－ｌｅｃｔｒｉｃｔｈｅ

7、ｏｄｏｌｉｔｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｓｐａｔｉａｌｐｏｉｎｔｌｅｓｓｔｈａｎ２″ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｌｅｖｅｌｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｎｇｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙ；ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｔｈｅｏｄｏｌｉｔｅ；ｅｒｒｏｒａｎａｌｙｓｉｓ；ｅｒｒｏｒｄｉｓｔｒｉ－ｂｕｔｉｏｎ收稿日期：２０１１－０４－１１；修回日期：２０１１－０６－０７作者简介：杜俊峰（１９７４－），男，河南洛阳人，工学硕士，副研究员，主要从