[发明专利]一种高精度高频响的平台倾角测量装置及采用该装置测量平台倾角的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种平台倾角测量装置及采用该装置测量平台倾角的方法。

背景技术

在现代社会中，经常需要高水平度的平台，比如在空间交汇对接、地面测量、导航、网络通信和编队控制等全物理仿真试验中，需要支撑整个地面仿真器，为地面仿真实验提供基础平台；为编队卫星地面试验验证、控制算法验证分析等物理仿真试验提供平台支撑。由于平台运动或者是静止时都可能由于大面积水平基座的不平整等原因处于倾斜状态，不利于为负载提供尽可能水平的作业平台保证准确对接，因此需要平台在静止和运动状态都能够被快速、精确的调平，以保证平台足够的水平度。

在平台调平控制系统中，平台倾角的测量反馈元件对系统调平精度有着重要的影响。然而，现有的倾角测量传感器普遍具有精度和量程相互对立矛盾的问题，且其频响也往往较低，无法满足高频响的控制需求。

发明内容

本发明是为了解决现有倾角测量传感器对平台倾角的测量精度低、频响低的问题，提供了一种高精度高频响的平台倾角测量装置及采用该装置测量平台倾角的方法。

本发明所述的一种高精度高频响的平台倾角测量装置，它包括电源模块、基准光源、旋转光源、线阵CCD模块和CPU；

电源模块分别为基准光源、旋转光源、线阵CCD模块和CPU提供工作电源，旋转光源的底部固定在待测平台表面上；基准光源的底部固定在待测平台上；线阵CCD模块中的N个CCD均匀分布在待测平台边缘的圆周上，线阵CCD模块的高度信号输出端连接CPU的高度信号输入端；3≤N≤24。

一种高精度高频响的平台倾角测量装置测量平台倾角的方法，

旋转光源与高转速扫描线阵CCD模块保持同步运动，基准光源与旋转光源同步转动，旋转光源运动过程中在CCD屏幕上留下高度不等的光点；

以基准光源发出的基准光所在平面的圆心为原点，以任意一个线阵CCD所在位置与该圆心的连线为x轴，以其圆周平面内的垂线为y轴，以过圆心且垂直于圆周平面的直线为z轴建立空间直角坐标系；

对x正半轴上的线阵CCD，其中第k个线阵CCD上旋转光源扫描时的光点高度与其基准光源光点高度之差为h_k，则第k个线阵CCD上旋转光源的光点坐标为(Rcosθ_k，Rsinθ_k，h_k)，其中R为线阵CCD模块中N个线阵CCD构成的圆的半径；1≤k≤N-2；

当旋转光源依次扫描过第k个、第k+1个和第k+2个CCD时，线阵CCD模块将相邻三个线阵CCD上光点的高度信号h_k、h_k+1、h_k+2输入到CPU5中，CPU接收线阵CCD模块的输出信号，并对收线阵CCD模块的输出信号进行计算，通过公式：