CN102927993A

CN102927993A - 垂直传递室内光学基准标定系统

Info

Publication number: CN102927993A
Application number: CN2012103779193A
Authority: CN
Inventors: 潘亮; 赵建科; 张周锋; 田留德; 高博; 段炯
Original assignee: XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS
Current assignee: XiAn Institute of Optics and Precision Mechanics of CAS
Priority date: 2012-10-08
Filing date: 2012-10-08
Publication date: 2013-02-13

Abstract

本发明涉及一种垂直传递室内光学基准标定系统，该标定系统包括自准直经纬仪、第一平面反射镜系统、第二平面反射镜系统、第一玻罗棱镜、第二玻罗棱镜以及基准立柱；第一玻罗棱镜以及第二玻罗棱镜自上而下依次设置在基准立柱上；自准直经纬仪、第二平面反射镜系统以及第二玻罗棱镜设置在同一光路上；第一平面反射系统以及第二平面反射系统自上而下依次设置，第一平面反射镜设置在经第二平面反射系统的反射光路上；第一平面反射镜与第一玻罗棱镜处于同一光路上。本发明提供了一种高精度、高稳定性以及长距离准确定位的垂直传递室内光学基准标定系统。

Description

垂直传递室内光学基准标定系统

技术领域

本发明属光学领域，涉及一种光学基准标定系统，尤其涉及一种垂直传递室内光学基准标定系统。

背景技术

垂直传递技术是当今瞄准技术的新兴科学，是当今光电技术和自动控制技术的有机结合。方位垂直传递装置是在垂直传递技术的基础上发展而来的，它不仅能够确定导弹、火箭和航天器的初始位置，更重要的是它能够实现完全机动，不受发射场坪的限制，可全天候进行快速精准的自动测量。随着军事技术、航天技术以及光学、精密仪器、自动控制技术的发展，使垂直传递技术在导弹、火箭和航天器发射前的初始位置测量方面显示出其重要的地位和作用，也更加显示出其在科学研究、国防建设和国家安全等方面广阔的应用前景。

传递精度是方位垂直传递装置测试中最为关键的技术指标，该指标直接影响方位垂直传递装置的测量准确度。目前该指标通过光学基准进行测试，因此必须事先对光学基准进行准确的标定。原先，光学基准的标定在室外进行，通过自准直经纬仪远距离斜瞄玻罗棱镜进行标定，且每次由于架设位置有差异，测试前都需要进行标定，较为繁琐。室外标定要求有开阔的场地，且天气状况等环境因素对光学基准的稳定性影响很大。因此需要一种垂直传递室内光学基准标定的新方法。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种高精度、高稳定性以及长距离准确定位的垂直传递室内光学基准标定系统。

本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种垂直传递室内光学基准标定系统，其特殊之处在于：所述垂直传递室内光学基准标定系统包括自准直经纬仪、第一平面反射镜系统、第二平面反射镜系统、第一玻罗棱镜、第二玻罗棱镜以及基准立柱；所述第一玻罗棱镜以及第二玻罗棱镜自上而下依次设置在基准立柱上；所述自准直经纬仪、第二平面反射镜系统以及第二玻罗棱镜设置在同一光路上；所述第一平面反射系统以及第二平面反射系统自上而下依次设置，所述第一平面反射镜设置在经第二平面反射系统的反射光路上；所述第一平面反射镜与第一玻罗棱镜处于同一光路上。

上述第一平面反射镜系统以及第二平面反射镜系统均包括双轴U型运动支架以及平面反射镜；所述双轴U型运动支架包括运动支架水平轴以及与运动支架水平轴相垂直的运动支架垂直轴；所述平面反射镜设置在运动支架的水平轴上。

上述运动支架水平轴以及运动支架垂直轴均是半运动式精密轴系，所述运动支架水平轴以及运动支架垂直轴均带有锁紧和微调机构，所述运动支架水平轴以及运动支架垂直轴的轴系晃动量是1″。

上述运动支架水平轴上设置有俯仰码盘；所述俯仰码盘的测角精度为2″。

上述运动支架水平轴与运动支架垂直轴的垂直度为1″；所述运动支架水平轴与平面反射镜法线的垂直度为1″。

上述双轴U型运动支架上设置有水准器，所述水准器的调平精度是10″每格。

上述平面反射镜的面形精度的RMS值是λ/20；所述平面反射镜的反射率为99%。

上述自准直经纬仪的测角精度是0.5″。

上述第一玻罗棱镜以及第二玻罗棱镜是全反射直角棱镜或全反射梯形棱镜，所述全反射直角棱镜或全反射梯形棱镜的面形精度的RMS值是λ/20，所述全反射直角棱镜或全反射梯形棱镜的反射率是99%。

上述设置在基准立柱上的第一玻罗棱镜以及第二玻罗棱镜之间的垂直距离是3m～30m。

本发明的优点是：

1、高精度。本发明采用了自准直经纬仪，其测角精度可达到0.5″。同时，本发明还采用了2台平面反射镜系统和2台玻罗棱镜，平面反射镜和玻罗棱镜的面形精度均可达到λ/20（RMS值），反射率均可达到99%，以便提供高质量的自准直出射光束和高质量的自准直返回像，使得光学基准的标定从根本上实现了高精度。

2、高稳定性。本发明采用了基准立柱，该基准立柱为钢筋混凝土结构，2台玻罗棱镜设置于基准立柱上。本发明也采用了2台平面反射镜系统，该2台平面反射镜系统的水平轴和垂直轴均为半运动式精密轴系结构，两轴均带有锁紧机构，轴系晃动量可达到1″。此外，本发明还采用了室内标定，与弹上平台棱镜的实际使用情况类似，不受环境因素的影响，可实现光学基准标定过程中的高稳定性。

3、长距离准确定位。本发明采用的2台玻罗棱镜之间的垂直距离可达到3m～30m。本发明采用的2台平面反射镜系统的俯仰码盘测角精度可达到2″，水平轴与垂直轴的垂直度可达到1″，水平轴与平面反射镜法线的垂直度可达到1″，调平精度可达到10″/格，且两轴均带有微调机构，以保证在光学基准的标定过程中架设和调整的快速方便，可使得本发明能够长距离准确定位。

附图说明

图1为本发明所提供的垂直传递室内光学基准标定系统的结构示意图；

其中：

1-自准直经纬仪；2-第一平面反射镜系统；3-第二平面反射系统；4-第一玻罗棱镜；5-第二玻罗棱镜；6-基准立柱。

具体实施方式

本发明提供了一种垂直传递室内光学基准标定系统，该垂直传递室内光学基准标定系统包括自准直经纬仪、第一平面反射镜系统、第二平面反射镜系统、第一玻罗棱镜、第二玻罗棱镜以及基准立柱；第一玻罗棱镜以及第二玻罗棱镜自上而下依次设置在基准立柱上；自准直经纬仪、第二平面反射镜系统以及第二玻罗棱镜设置在同一光路上；第一平面反射系统以及第二平面反射系统自上而下依次设置，第一平面反射镜设置在经第二平面反射系统的反射光路上；第一平面反射镜与第一玻罗棱镜处于同一光路上。

第一平面反射镜系统以及第二平面反射镜系统均包括双轴U型运动支架以及平面反射镜；双轴U型运动支架包括运动支架水平轴以及与运动支架水平轴相垂直的运动支架垂直轴；平面反射镜设置在运动支架的水平轴上。

下面将结合附图对本发明所提供的技术方案进行详细说明。

参见图1，本发明所提供过的垂直传递室内光学基准标定的系统，该垂直传递室内光学基准标定的系统中用到的仪器设备包括自准直经纬仪1、平面反射镜系统2和3、玻罗棱镜4和5以及基准立柱6。该垂直传递室内光学基准标定系统中的2台平面反射镜系统设置于自准直经纬仪和2台玻罗棱镜之间，并与自准直经纬仪和玻罗棱镜处同一光路上。

自准直经纬仪1是用于一等精密工程测量的工业级经纬仪，带有自准直光源和自准直目镜，以保证提供高质量的自准直出射光束。此外，自准直经纬仪1的测角精度可达到0.5″，以保证标定的高精度和准确性。

平面反射镜系统2和3的结构主体应该采用与经纬仪类似的双轴U型运动支架，双轴均应带有锁紧和微调机构，方便转动和相应位置的锁定。平面反射镜设置于双轴U型运动支架的水平轴上，面形精度可达到RMS值λ/20，反射率可达到99%，以保证自准直光束在长距离传递过程中尽可能少的光能量损失。平面反射镜系统的两轴轴系晃动量可达到1″，水平轴与垂直轴的垂直度可达到1″，水平轴与平面反射镜法线的垂直度可达到1″，调平精度可达到10″每格，俯仰码盘测角精度可达到2″，以保证自准直光束在长距离传递过程中的方向性。

玻罗棱镜4和5是全反射直角棱镜或全反射梯形棱镜，面形精度可达到RMS值λ/20，反射率可达到99%，以保证自准直光束在长距离传递过程中尽可能少的光能量损失。

基准立柱6应该采用钢筋混凝土结构，玻罗棱镜4和5设置于基准立柱上，以保证光学基准的长期稳定性。

按照图1安置标定设备，工作原理为：在距玻罗棱镜5不远等高处架设自准直经纬仪1，自准直经纬仪1的俯仰值放置在90°，并自准测量玻罗棱镜5的方位值；在两者间架设平面反射镜系统3，其镜面对准自准直经纬仪1的物镜，将其俯仰值放置在90°，调整平面反射镜系统3的方位使自准直经纬仪1对其完全自准。将平面反射镜系统3的俯仰值转至45°，在其正上方与玻罗棱镜4等高处架设平面反射镜系统2；将平面反射镜系统2的俯仰值转至225°，调整其方位使其镜面法线与平面反射镜系统3的镜面法线处在同一铅垂面内；此时使用自准直经纬仪1可自准测量玻罗棱镜4的方位值，由自准直经纬仪1测得两次方位值的差值即为光学基准。

本发明所提供的标定系统解决了室内光学基准标定时受空间限制而无法斜瞄的问题，且不受环境因素的影响，也符合实际使用过程中的状态，标定有效时间也可大为延长。

Claims

1.一种垂直传递室内光学基准标定系统，其特征在于：所述垂直传递室内光学基准标定系统包括自准直经纬仪、第一平面反射镜系统、第二平面反射镜系统、第一玻罗棱镜、第二玻罗棱镜以及基准立柱；所述第一玻罗棱镜以及第二玻罗棱镜自上而下依次设置在基准立柱上；所述自准直经纬仪、第二平面反射镜系统以及第二玻罗棱镜设置在同一光路上；所述第一平面反射系统以及第二平面反射系统自上而下依次设置，所述第一平面反射镜设置在经第二平面反射系统的反射光路上；所述第一平面反射镜与第一玻罗棱镜处于同一光路上。

2.根据权利要求1所述的垂直传递室内光学基准标定系统，其特征在于：所述第一平面反射镜系统以及第二平面反射镜系统均包括双轴U型运动支架以及平面反射镜；所述双轴U型运动支架包括运动支架水平轴以及与运动支架水平轴相垂直的运动支架垂直轴；所述平面反射镜设置在运动支架的水平轴上。

3.根据权利要求2所述的垂直传递室内光学基准标定系统，其特征在于：所述运动支架水平轴以及运动支架垂直轴均是半运动式精密轴系，所述运动支架水平轴以及运动支架垂直轴均带有锁紧和微调机构，所述运动支架水平轴以及运动支架垂直轴的轴系晃动量是1″。

4.根据权利要求3所述的垂直传递室内光学基准标定系统，其特征在于：所述运动支架水平轴上设置有俯仰码盘；所述俯仰码盘的测角精度为2″。

5.根据权利要求4所述的垂直传递室内光学基准标定系统，其特征在于：所述运动支架水平轴与运动支架垂直轴的垂直度为1″；所述运动支架水平轴与平面反射镜法线的垂直度为1″。

6.根据权利要求2-5任一权利要求所述的垂直传递室内光学基准标定系统，其特征在于：所述双轴U型运动支架上设置有水准器，所述水准器的调平精度是10″每格。

7.根据权利要求6所述的垂直传递室内光学基准标定系统，其特征在于：所述平面反射镜的面形精度的RMS值是λ/20；所述平面反射镜的反射率为99%。

8.根据权利要求1所述的垂直传递室内光学基准标定系统，其特征在于：所述自准直经纬仪的测角精度是0.5″。

9.根据权利要求8所述的垂直传递室内光学基准标定系统，其特征在于：所述第一玻罗棱镜以及第二玻罗棱镜是全反射直角棱镜或全反射梯形棱镜，所述全反射直角棱镜或全反射梯形棱镜的面形精度的RMS值是λ/20，所述全反射直角棱镜或全反射梯形棱镜的反射率是99%。

10.根据权利要求9所述的垂直传递室内光学基准标定系统，其特征在于：所述设置在基准立柱上的第一玻罗棱镜以及第二玻罗棱镜之间的垂直距离是3m～30m。