大型復(fù)雜物體組合測(cè)量方法研究.pdf

1、隨著機(jī)械制造尺度增加，大尺度空間內(nèi)復(fù)雜物體的形貌尺寸測(cè)量問(wèn)題，已成為制約大型裝備研制與技術(shù)進(jìn)步的瓶頸。大型復(fù)雜物體測(cè)量面臨著空間尺寸大、相對(duì)精度要求高、被測(cè)特征結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問(wèn)題，目前還沒(méi)有形成完善的測(cè)量理論和方法。現(xiàn)有的單站式測(cè)量方法，測(cè)量效率低，適應(yīng)性差，無(wú)法滿足大尺寸現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量效率、精度統(tǒng)一及誤差控制等方面所需要求。
　　本文針對(duì)當(dāng)前制造領(lǐng)域內(nèi)以重大裝備為代表的大型復(fù)雜物體精密測(cè)量問(wèn)題，研究一種系統(tǒng)、創(chuàng)新的組合測(cè)量方法。論文提出了

2、組合測(cè)量方法的研究思路，闡明了組合測(cè)量基本原理、主要問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)，給出了明確的研究體系框架。隨后以其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——“空間誤差”為線索，分析研究了空間非均勻誤差的分布與表達(dá)、全局精密測(cè)量控制場(chǎng)的構(gòu)建、激光跟蹤儀性能指標(biāo)的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)以及坐標(biāo)系轉(zhuǎn)站精度等重要問(wèn)題，并完成了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作。最后結(jié)合國(guó)家“大飛機(jī)”重大科技專項(xiàng)，首次在外場(chǎng)環(huán)境、無(wú)特殊輔助工裝設(shè)施條件下實(shí)施了大型飛機(jī)全機(jī)尺寸數(shù)字化測(cè)量，將整機(jī)測(cè)量時(shí)間縮短至1~2天，并取得高質(zhì)量的數(shù)模

3、結(jié)果。論文主要研究?jī)?nèi)容和工作如下：
　　1、總結(jié)了大型復(fù)雜物體測(cè)量的工程需求和研究現(xiàn)狀，結(jié)合應(yīng)用背景，分析單站測(cè)量模式的缺陷，提出一種以遠(yuǎn)距離全局控制結(jié)合近距離終端測(cè)量的組合測(cè)量方法，并以此開展理論和應(yīng)用研究。
　　2、從非正交坐標(biāo)測(cè)量導(dǎo)致的非均勻性空間誤差出發(fā)，分析了空間誤差的分布規(guī)律和表達(dá)方式，利用多測(cè)量單元（觀測(cè)量）交會(huì)測(cè)量原理，采用數(shù)學(xué)解析、蒙特卡洛仿真以及可視化誤差橢圓（球）等數(shù)值仿真方法來(lái)對(duì)空間非均勻誤差進(jìn)行準(zhǔn)確

4、表達(dá)。
　　3、全局測(cè)量控制場(chǎng)是決定整體測(cè)量精度和性能的關(guān)鍵，研究了利用冗余測(cè)距約束來(lái)構(gòu)建精密坐標(biāo)全局測(cè)量控制場(chǎng)的方法。通過(guò)跟蹤儀多站位下的高精度測(cè)長(zhǎng)值建立誤差方程，結(jié)合測(cè)長(zhǎng)方向位移矢量約束來(lái)解算并優(yōu)化跟蹤儀測(cè)角誤差，以此評(píng)價(jià)跟蹤儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量性能，實(shí)驗(yàn)表明測(cè)量場(chǎng)精度在20m范圍內(nèi)優(yōu)于0.1mm。
　　4、分析了組合測(cè)量中坐標(biāo)系變換的轉(zhuǎn)站精度問(wèn)題，轉(zhuǎn)站精度分布涉及空間誤差傳遞規(guī)律，是空間誤差分析的基礎(chǔ)。通過(guò)坐標(biāo)變換誤差傳播理論結(jié)