基于激光跟蹤儀的飛機位姿測量方法研究.pdf

1、本文以飛機大部件的對接裝配為背景，開展對飛機位姿測量方法的研究。根據飛機位姿測量任務的要求，對測量系統(tǒng)進行了對比和選擇，并根據測量系統(tǒng)的特點提出了測量方案。對飛機位姿的解算方法進行了研究，并分析了解算方法的誤差。分析了飛機位姿的誤差源，并建立了飛機位姿的誤差模型。最后，以轉臺為實驗對象進行了實驗驗證。
　　首先，本文根據坐標系之間的轉換關系對飛機的位姿進行了定義，并對飛機位姿的測量原理進行了研究。對幾種大空間數字化測量系統(tǒng)進行了對

2、比，最終選擇了激光跟蹤儀測量系統(tǒng)作為飛機位姿的測量系統(tǒng)，并提出了基于激光跟蹤儀的飛機位姿測量方案。
　　然后，本文進行了飛機位姿解算方法的研究。利用最小二乘法推導了飛機位姿初值的解算模型，根據位姿基準點之間的幾何約束，提出了一種基于共軛梯度法的飛機位姿解算方法并對解算方法的誤差進行了分析。
　　其后，本文對飛機位姿的誤差開展了研究。根據飛機位姿的解算模型，分析了其誤差來源。根據飛機坐標系和全局坐標系的轉換關系式的泰勒展開式推

3、導了飛機位姿與誤差源的誤差傳遞公式，并建立了飛機位姿的誤差模型。
　　最后，本文對基于激光跟蹤儀的位姿測量方法進行了實驗驗證。利用激光跟蹤儀測量轉臺內環(huán)上的位姿基準點，對轉臺的三個姿態(tài)角進行解算，并對其進行了誤差分析。實驗證明，轉臺的姿態(tài)角測量精度達到0.01°，位姿基準點在轉臺坐標系和全局坐標系下的坐標的匹配誤差小于0.5mm，本文的位姿測量方法達到了預期精度。誤差分析表明，轉臺姿態(tài)角的測量誤差主要來源于轉臺負載平面的制造誤差。