基于wMPS空間測量場的動態(tài)測量定位方法與技術(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)絡式大尺寸三維坐標測量系統(tǒng)，具有量程覆蓋大、自動化程度高、抗干擾能力強、可實現(xiàn)多任務同步測量等優(yōu)勢。目前對wMPS的靜態(tài)測量性能及精度有了較為系統(tǒng)和全面的研究，然而，對其動態(tài)測量性能和動態(tài)測量誤差分析的相關(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)動態(tài)測量誤差模型，以此為基礎通過多發(fā)射站間同步誤差補償和

2、采用卡爾曼濾波模型來減小系統(tǒng)動態(tài)測量誤差，并進行了實驗驗證，最終提升了wMPS動態(tài)測量性能。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.總結(jié)了在大型裝備制造業(yè)中對于先進大尺寸動態(tài)測量技術(shù)的迫切需求，分析現(xiàn)有的多種測量方法的優(yōu)勢和局限，闡述wMPS在解決現(xiàn)場條件下大尺寸動態(tài)測量問題中的潛在能力，同時分析其動態(tài)測量特性，重點分析了相位誤差和同步誤差對動態(tài)測量的影響，為提高動態(tài)測量性能提供理論依據(jù)。
　　2.構(gòu)建高精度的大尺寸測量場是實現(xiàn)wMPS

3、動態(tài)性能的前提，研究了基于控制場和基于相對約束控制聯(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，最后通過實驗對兩種方法的可行性和精度進行了驗證，為wMPS動態(tài)測量提供了高精度網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)基礎。
　　3.針對多發(fā)射站間同步誤差補償問題，通過在信號處理器內(nèi)部搭建基于Microblaze的SOPC嵌入式處理系統(tǒng)，實現(xiàn)多通道信號在同一時間基準下的觸發(fā)、采集，將每個發(fā)射站的接收信息時間標記。以此為前提

4、引入拉格朗日插值法實現(xiàn)多發(fā)射站間測量信息同步，補償了多發(fā)射站間同步誤差，并通過相關(guān)實驗進行驗證，提高了動態(tài)測量精度。
　　4.結(jié)合目標的運動特性，引入卡爾曼濾波算法進一步減小動態(tài)測量誤差，構(gòu)建了基于線性卡爾曼濾波和擴展卡爾曼濾波的動態(tài)測量模型;針對wMPS實際動態(tài)測量結(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;并通過仿真和實驗驗證卡爾曼濾波方法在解決wMPS動態(tài)測量問題中的正確性和有效性。
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