飞机高精度校准及测量技术研究与分析.doc
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飞机高精度校准及测量技术研究与分析,页数：57字数：30074摘要目前，飞机精度校准技术多利用钢板尺量测位移，其校准过程繁杂，定位基准误差较大，校准精度较低，不能保障飞机试飞过程中各个参数的精确测量。本文通过利用相位法激光测距和增量式光栅测角的方法，对飞机的推拉杆、压杆位移量做了实时非接触精密测量，并且对其测量结果进行误...
内容介绍
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飞机高精度校准及测量技术研究与分析
页数：57 字数：30074
摘 要
目前，飞机精度校准技术多利用钢板尺量测位移，其校准过程繁杂，定位基准误差较大，校准精度较低，不能保障飞机试飞过程中各个参数的精确测量。本文通过利用相位法激光测距和增量式光栅测角的方法，对飞机的推拉杆、压杆位移量做了实时非接触精密测量，并且对其测量结果进行误差分析和误差修正，最后把所测的数据输入微机进行处理。通过这种高精度的校准，可以随时观测到飞机的飞行状态。
关键词：激光；高精度校准；位移；非接触测量Theplanesplit-hairaccuracycalibrationtechniqueisstudied
ABSTRACT
Atpresent,theplaneprecisioncalibrationtechniqueusesthesteelplateruler capacitylocationtomovemore, anditismiscellaneous thathis is calibrated
thecourse,anditisbiggertofixapositionthedatumerror,anditislower
tocalibratetheprecision,theaccuratelymeasurementofeachparametercanguarranteeingintheplanetestflightcourse.Themethodofphaselawlaserrangingand
theincrementtypegratingmeasuredangleofthistext,article,etc.bywayofuses,totheaeropush-pullrodandthepressure poledisplacementcapacitydoesthe noncontactprecisionmeasurementofrealtime,andmeasurestheresulttohisto carryonerroranalysisanderrorcorrection,andfinally dealswiththedatainputmicrocomputersurveyed.Canobservetotheaeroflightconditionatanytimebywayofthiskindofcalibrationofsplit-hairaccuracy
Key words: laser; split-hairaccuracycalibration; displacement; the noncontactprecisionmeasurement
目录
1 绪论 6
2 总体方案 9
1.1 脚蹬位移传感器的标定 9
1.2 推拉杆，压杆线位移量精密测量 10
1.3 副翼、襟翼、升降舵偏转角测量技术研究 11
1.4方向舵偏角标定 13
3 实施方案 14
2.1测量原理 14
2.1.1相位法激光测距原理 14
2.1.2 测角原理 15
2.2 测量装置的组成 16
2.2.1激光器 16
2.2.2 发射光学系统： 18
2.2.3 调制器 18
2.2.4 反射装置 20
2.2.5 光接收器件 21
2.2.6 内光路系统 23
2.2.7测相系统 24
a、相位测量的方法 24
b、相位量与距离信息间的转换 25
c、相位——距离信息的处理 25
2.2.8数据采集系统 26
2.2.9 A/D转换器与微机接口 26
3数据处理 27
3.1 测量原理 27
3.2 测量方法 28
3.2.1 测距 28
3.2.2 测角 28
3.3方法 28
3.4 测量精度分析 29
4 误差分析 30
4.1 测距误差 30
4.1.1误差源 30
4.1. 2 各项误差分析 31
a、 固定误差A 31
b、比例误差B·D 33
c、周期误差m A 36
4.2 测角误差 38
4.2.1 垂直轴误差 38
4.2.2水平轴误差 39
4.2.3视准轴误差 39
5 误差修正(大气改正) 40
6 结束语 41
设计总结 43
致 谢 44
参考文献 45
附录 46
开 题 报 告 46
——飞机高精度校准技术研究 46
中期报告 49
英文资料 50
A method for calibrating force transducers against oscillation force 50
英文翻译 53
力转换器抵制振荡力的一种校准方法 53
程序 58
1 绪论
一 课题研究的背景
飞机高精度校准技术研究是指建立一个非接触测量实时记录测量数据的标定系统，在飞机试飞中对其脚蹬线位移，推拉杆，压杆线位移的标定，以及方向舵，副翼，襟翼，升降舵角位移标定。按照高精度校准技术的要求及各个参数的测量范围对测量方案进行了详细而认真的筛选，最终联系实际情况选定标定系统所用的方案及每个环节的测量方法。由于是对飞机试飞过程中的标定，即室外动态非接触测量，在考虑到达到测量精度的前提情况下要排除各种干扰，而且整个仪器的体积重量均应考虑在内。
随着国民经济的发展，要求室外测量仪器必须朝着轻便，快速，高精度，自动化，多功能的方向发展，因而不但要求测距自动化的同时还要求测角也能自动化，数字化。这样，就可将方位角和高低角的信息同距离信息一道送入微型计算机中去处理，从而可同时迅速获得水平距，高程和坐标等实用数据。而本课题设计就是对飞机在飞行中推拉杆，压杆线的线位移及角位移的精密测量，结合光电测量领域对距离和角的测量，实现对飞机高精度校准技术的研究。
二 目的和意义
飞机的操稳性能试飞，是飞行实验研究的重要内容之一。操稳性能参数测试是通过在操纵系统上改装多个线位移、角位移传感器，实时记录测量。传感器需经过地面标定，才能给出合格的测量数据。但是目前采用的校准手段比较低，并且在高空作业很不安全。在某型号技术改革项目中，中国飞行试验研究院立项并经国家批准，研究一套技术先进、校准精度高，操作简便易行的标定系统。
三 国内外飞行研究综述
飞机高精度标准技术研究，就目前而言在对线位移、角位移的测量中比较原始，并且精度和可靠性不高，远远不能满足科技发展的要求。随着光电技术的发展，要求室外测量仪器必须超着轻便快捷、高精度，自动化多功能的方向发展，因而不但要求测距自动化，还要求测角也能自动化、数字化。目前世界上已研制出能自动测距和测角，并自动记录或显示角度、距离、高程和坐标的仪器。这种仪器称为全战式电子速测仪，可以消除人差影响，提高测量精度，大大地减轻了测量工作的劳动强度和提高了作业效率。其代表有：日本的拓普康测量仪，瑞典的徕卡测距仪，和中国南方测绘仪器公司产的NTS-320系列测量仪以及苏州一光产的OTS系列测量仪。
页数：57 字数：30074
摘 要
目前，飞机精度校准技术多利用钢板尺量测位移，其校准过程繁杂，定位基准误差较大，校准精度较低，不能保障飞机试飞过程中各个参数的精确测量。本文通过利用相位法激光测距和增量式光栅测角的方法，对飞机的推拉杆、压杆位移量做了实时非接触精密测量，并且对其测量结果进行误差分析和误差修正，最后把所测的数据输入微机进行处理。通过这种高精度的校准，可以随时观测到飞机的飞行状态。
关键词：激光；高精度校准；位移；非接触测量Theplanesplit-hairaccuracycalibrationtechniqueisstudied
ABSTRACT
Atpresent,theplaneprecisioncalibrationtechniqueusesthesteelplateruler capacitylocationtomovemore, anditismiscellaneous thathis is calibrated
thecourse,anditisbiggertofixapositionthedatumerror,anditislower
tocalibratetheprecision,theaccuratelymeasurementofeachparametercanguarranteeingintheplanetestflightcourse.Themethodofphaselawlaserrangingand
theincrementtypegratingmeasuredangleofthistext,article,etc.bywayofuses,totheaeropush-pullrodandthepressure poledisplacementcapacitydoesthe noncontactprecisionmeasurementofrealtime,andmeasurestheresulttohisto carryonerroranalysisanderrorcorrection,andfinally dealswiththedatainputmicrocomputersurveyed.Canobservetotheaeroflightconditionatanytimebywayofthiskindofcalibrationofsplit-hairaccuracy
Key words: laser; split-hairaccuracycalibration; displacement; the noncontactprecisionmeasurement
目录
1 绪论 6
2 总体方案 9
1.1 脚蹬位移传感器的标定 9
1.2 推拉杆，压杆线位移量精密测量 10
1.3 副翼、襟翼、升降舵偏转角测量技术研究 11
1.4方向舵偏角标定 13
3 实施方案 14
2.1测量原理 14
2.1.1相位法激光测距原理 14
2.1.2 测角原理 15
2.2 测量装置的组成 16
2.2.1激光器 16
2.2.2 发射光学系统： 18
2.2.3 调制器 18
2.2.4 反射装置 20
2.2.5 光接收器件 21
2.2.6 内光路系统 23
2.2.7测相系统 24
a、相位测量的方法 24
b、相位量与距离信息间的转换 25
c、相位——距离信息的处理 25
2.2.8数据采集系统 26
2.2.9 A/D转换器与微机接口 26
3数据处理 27
3.1 测量原理 27
3.2 测量方法 28
3.2.1 测距 28
3.2.2 测角 28
3.3方法 28
3.4 测量精度分析 29
4 误差分析 30
4.1 测距误差 30
4.1.1误差源 30
4.1. 2 各项误差分析 31
a、 固定误差A 31
b、比例误差B·D 33
c、周期误差m A 36
4.2 测角误差 38
4.2.1 垂直轴误差 38
4.2.2水平轴误差 39
4.2.3视准轴误差 39
5 误差修正(大气改正) 40
6 结束语 41
设计总结 43
致 谢 44
参考文献 45
附录 46
开 题 报 告 46
——飞机高精度校准技术研究 46
中期报告 49
英文资料 50
A method for calibrating force transducers against oscillation force 50
英文翻译 53
力转换器抵制振荡力的一种校准方法 53
程序 58
1 绪论
一 课题研究的背景
飞机高精度校准技术研究是指建立一个非接触测量实时记录测量数据的标定系统，在飞机试飞中对其脚蹬线位移，推拉杆，压杆线位移的标定，以及方向舵，副翼，襟翼，升降舵角位移标定。按照高精度校准技术的要求及各个参数的测量范围对测量方案进行了详细而认真的筛选，最终联系实际情况选定标定系统所用的方案及每个环节的测量方法。由于是对飞机试飞过程中的标定，即室外动态非接触测量，在考虑到达到测量精度的前提情况下要排除各种干扰，而且整个仪器的体积重量均应考虑在内。
随着国民经济的发展，要求室外测量仪器必须朝着轻便，快速，高精度，自动化，多功能的方向发展，因而不但要求测距自动化的同时还要求测角也能自动化，数字化。这样，就可将方位角和高低角的信息同距离信息一道送入微型计算机中去处理，从而可同时迅速获得水平距，高程和坐标等实用数据。而本课题设计就是对飞机在飞行中推拉杆，压杆线的线位移及角位移的精密测量，结合光电测量领域对距离和角的测量，实现对飞机高精度校准技术的研究。
二 目的和意义
飞机的操稳性能试飞，是飞行实验研究的重要内容之一。操稳性能参数测试是通过在操纵系统上改装多个线位移、角位移传感器，实时记录测量。传感器需经过地面标定，才能给出合格的测量数据。但是目前采用的校准手段比较低，并且在高空作业很不安全。在某型号技术改革项目中，中国飞行试验研究院立项并经国家批准，研究一套技术先进、校准精度高，操作简便易行的标定系统。
三 国内外飞行研究综述
飞机高精度标准技术研究，就目前而言在对线位移、角位移的测量中比较原始，并且精度和可靠性不高，远远不能满足科技发展的要求。随着光电技术的发展，要求室外测量仪器必须超着轻便快捷、高精度，自动化多功能的方向发展，因而不但要求测距自动化，还要求测角也能自动化、数字化。目前世界上已研制出能自动测距和测角，并自动记录或显示角度、距离、高程和坐标的仪器。这种仪器称为全战式电子速测仪，可以消除人差影响，提高测量精度，大大地减轻了测量工作的劳动强度和提高了作业效率。其代表有：日本的拓普康测量仪，瑞典的徕卡测距仪，和中国南方测绘仪器公司产的NTS-320系列测量仪以及苏州一光产的OTS系列测量仪。
