基于wMPS空間測(cè)量場(chǎng)的動(dòng)態(tài)測(cè)量定位方法與技術(shù)研究.pdf

1、wMPS(workspace Measuring and Positioning System)是一種基于光電掃描的新型網(wǎng)絡(luò)式大尺寸三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，具有量程覆蓋大、自動(dòng)化程度高、抗干擾能力強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)多任務(wù)同步測(cè)量等優(yōu)勢(shì)。目前對(duì)wMPS的靜態(tài)測(cè)量性能及精度有了較為系統(tǒng)和全面的研究，然而，對(duì)其動(dòng)態(tài)測(cè)量性能和動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差分析的相關(guān)研究不足。本文在優(yōu)化全局組網(wǎng)定向方法的前提下，研究了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差模型，以此為基礎(chǔ)通過多發(fā)射站間同步誤差補(bǔ)償和

2、采用卡爾曼濾波模型來減小系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最終提升了wMPS動(dòng)態(tài)測(cè)量性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.總結(jié)了在大型裝備制造業(yè)中對(duì)于先進(jìn)大尺寸動(dòng)態(tài)測(cè)量技術(shù)的迫切需求，分析現(xiàn)有的多種測(cè)量方法的優(yōu)勢(shì)和局限，闡述wMPS在解決現(xiàn)場(chǎng)條件下大尺寸動(dòng)態(tài)測(cè)量問題中的潛在能力，同時(shí)分析其動(dòng)態(tài)測(cè)量特性，重點(diǎn)分析了相位誤差和同步誤差對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)量的影響，為提高動(dòng)態(tài)測(cè)量性能提供理論依據(jù)。
　　2.構(gòu)建高精度的大尺寸測(cè)量場(chǎng)是實(shí)現(xiàn)wMPS

3、動(dòng)態(tài)性能的前提，研究了基于控制場(chǎng)和基于相對(duì)約束控制聯(lián)合平差的兩種組網(wǎng)定向方法，闡述了定向模型及迭代初值獲取的方法，并分析了兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，最后通過實(shí)驗(yàn)對(duì)兩種方法的可行性和精度進(jìn)行了驗(yàn)證，為wMPS動(dòng)態(tài)測(cè)量提供了高精度網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
　　3.針對(duì)多發(fā)射站間同步誤差補(bǔ)償問題，通過在信號(hào)處理器內(nèi)部搭建基于Microblaze的SOPC嵌入式處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多通道信號(hào)在同一時(shí)間基準(zhǔn)下的觸發(fā)、采集，將每個(gè)發(fā)射站的接收信息時(shí)間標(biāo)記。以此為前提

4、引入拉格朗日插值法實(shí)現(xiàn)多發(fā)射站間測(cè)量信息同步，補(bǔ)償了多發(fā)射站間同步誤差，并通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，提高了動(dòng)態(tài)測(cè)量精度。
　　4.結(jié)合目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特性，引入卡爾曼濾波算法進(jìn)一步減小動(dòng)態(tài)測(cè)量誤差，構(gòu)建了基于線性卡爾曼濾波和擴(kuò)展卡爾曼濾波的動(dòng)態(tài)測(cè)量模型;針對(duì)wMPS實(shí)際動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果中的粗大誤差，提出了一種基于卡爾曼濾波原理的粗大誤差辨析和剔除方法;并通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證卡爾曼濾波方法在解決wMPS動(dòng)態(tài)測(cè)量問題中的正確性和有效性。
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