【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及航空航天光學(xué)遙感相機(jī)焦平面研制，特別涉及一種基于光學(xué)平尺檢測的非直線導(dǎo)軌拼接儀精度及空間位置標(biāo)定方法。
技術(shù)介紹
1、隨著空間光學(xué)遙感技術(shù)快速、多方位的發(fā)展，寬視場、高分辨率空間光學(xué)相機(jī)載荷研制逐漸成為研究重點(diǎn)，單片ccd感光器件尺寸已經(jīng)不能滿足大視場空間相機(jī)研制需求，需將多片ccd器件拼接成為一個等效的大尺寸焦平面。因此，大尺寸焦平面研制技術(shù)成為航天遙感相機(jī)研制過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，其中cdd拼接技術(shù)成為一種能夠有效滿足空間相機(jī)寬視場要求的專項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大尺寸焦平面拼接的重要前提是研制一臺具備三維高精度運(yùn)動能力的ccd拼接專用裝置，此裝置的運(yùn)動精度是整個焦平面拼接精度的基準(zhǔn)，目前針對高精度三維運(yùn)動臺精度檢測多采用雙頻激光干涉儀，使用此方法可實(shí)現(xiàn)三軸運(yùn)動直線度、定位精度、重復(fù)定位精度檢測。針對復(fù)雜空間相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)非平面焦平面設(shè)計(jì)，需采用非直線導(dǎo)軌拼接儀完成非平面大尺寸焦平面拼接，因此非直線導(dǎo)軌拼接儀精度和基準(zhǔn)檢測成為了保證非平面焦平面研制精度的關(guān)鍵。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)提供一種基于光學(xué)平尺檢測的非直線導(dǎo)軌拼接儀精度及空間位置標(biāo)定方法。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)的技術(shù)方案具體如下：
3、一種基于光學(xué)平尺檢測的非直線導(dǎo)軌拼接儀精度及空間位置標(biāo)定方法，該標(biāo)定方法適用的非直線導(dǎo)軌拼接儀包括：非直線拼接儀本體；
4、非直線拼接儀本體上設(shè)有非直線導(dǎo)軌；在非直線導(dǎo)軌的中部設(shè)有顯微鏡頭和基準(zhǔn)立方棱鏡，在非直線導(dǎo)軌的一
5、非直線拼接儀本體上設(shè)有兩個理石支撐結(jié)構(gòu)；每個理石支撐結(jié)構(gòu)上設(shè)有一個光學(xué)調(diào)整臺；在兩個光學(xué)調(diào)整臺上架有光學(xué)平尺；
6、非直線拼接儀y軸為非直線導(dǎo)軌的長度方向，非直線拼接儀x軸為與非直線拼接儀y軸垂直的水平方向，非直線拼接儀z軸為豎直方向；
7、該標(biāo)定方法包括以下步驟：
8、步驟1：利用經(jīng)緯儀自準(zhǔn)直原理，使用直角棱鏡將非直線導(dǎo)軌基準(zhǔn)面引出，并完成非直線拼接儀y軸滑塊與非直線拼接儀y軸基準(zhǔn)面之間標(biāo)定，確定非直線導(dǎo)軌最低基準(zhǔn)點(diǎn)位置；
9、步驟2：使用光學(xué)平尺在非直線拼接儀本體上找正對準(zhǔn)，讀取顯微鏡頭中觀測的標(biāo)記點(diǎn)位置；
10、步驟3：通過計(jì)算分析得到非直線拼接儀顯微鏡頭工作點(diǎn)實(shí)際空間位置均方根值。
11、在上述技術(shù)方案中，在步驟3之后還設(shè)有步驟：
12、步驟4：通過多次采集光學(xué)平尺標(biāo)記點(diǎn)位置，計(jì)算得到非直線拼接儀y軸定位精度均方根值。
13、在上述技術(shù)方案中，步驟1具體為：
14、基準(zhǔn)立方棱鏡粘接固定在非直線拼接儀y軸滑塊側(cè)面，直角棱鏡放置在非直線導(dǎo)軌基準(zhǔn)面上，將非直線導(dǎo)軌基準(zhǔn)面引出，經(jīng)緯儀架設(shè)在非直線拼接儀側(cè)面，在經(jīng)緯儀視場內(nèi)同時觀測基準(zhǔn)立方棱鏡和直角棱鏡基準(zhǔn)面，調(diào)整直角棱鏡方位角度，讓基準(zhǔn)立方棱鏡和直角棱鏡反射回來的十字線同時出現(xiàn)在視場內(nèi)，調(diào)整非直線拼接儀y軸滑塊位置，在經(jīng)緯儀視場內(nèi)觀察到兩個十字絲線俯仰值完全一致時，記錄非直線導(dǎo)軌此時位置，即為非直線導(dǎo)軌最低基準(zhǔn)點(diǎn)。
15、在上述技術(shù)方案中，步驟2具體為：
16、將非直線拼接儀y軸調(diào)整至最低基準(zhǔn)點(diǎn)位置，調(diào)整非直線拼接儀z軸至顯微鏡頭觀察標(biāo)記點(diǎn)清晰且對準(zhǔn)，然后調(diào)整非直線拼接儀y軸位置至左右兩側(cè)，分別調(diào)整拼接儀z軸位置和兩側(cè)光學(xué)調(diào)整臺至非直線拼接儀y軸左右兩側(cè)對稱位置顯微鏡頭觀察標(biāo)記點(diǎn)清晰，同時保證觀測各對稱標(biāo)記點(diǎn)位置時，非直線拼接儀z軸調(diào)整量一致；
17、在光學(xué)平尺上對稱位置確定兩點(diǎn)，非直線拼接儀y軸最低基準(zhǔn)點(diǎn)位置處觀測標(biāo)記點(diǎn)清晰時，顯微鏡頭空間工作位置為：
18、
19、式中：x為選取標(biāo)記點(diǎn)距離非直線拼接儀y軸最低基準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)之間相隔標(biāo)記數(shù)量；
20、r0為顯微鏡頭空間工作位置；
21、l0為光學(xué)平尺上光刻兩標(biāo)記點(diǎn)之間距離；
22、θ為從非直線拼接儀y軸最低基準(zhǔn)點(diǎn)位置到選取目標(biāo)標(biāo)記點(diǎn)之間非直線拼接儀y軸對應(yīng)角度值。
23、在上述技術(shù)方案中，步驟3中，顯微鏡頭工作點(diǎn)實(shí)際空間位置均方根值滿足：
24、
25、式中：xi為第i次選取標(biāo)記點(diǎn)距離非直線拼接儀y軸最低基準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)之間相隔標(biāo)記數(shù)量；
26、rrms為顯微鏡頭工作點(diǎn)實(shí)際空間位置均方根值；
27、l0為光學(xué)平尺上光刻兩標(biāo)記點(diǎn)之間距離；
28、θi為第i次標(biāo)定從非直線拼接儀y軸最低基準(zhǔn)點(diǎn)位置到選取目標(biāo)標(biāo)記點(diǎn)之間非直線拼接儀y軸對應(yīng)角度值，采點(diǎn)次數(shù)i的取值范圍為大于等于6。
29、在上述技術(shù)方案中，步驟4具體為：
30、操作非直線拼接儀反復(fù)定位光學(xué)平尺上各標(biāo)記點(diǎn)；
31、分析計(jì)算得到各標(biāo)記點(diǎn)非直線拼接儀y軸位置為：
32、
33、式中：i實(shí)測為第i次標(biāo)定從非直線拼接儀y軸最低基準(zhǔn)點(diǎn)位置到選取目標(biāo)標(biāo)記點(diǎn)之間非直線拼接儀y軸對應(yīng)角度值計(jì)算值；
34、xi為第i次選取標(biāo)記點(diǎn)距離非直線拼接儀y軸最低基準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)之間相隔標(biāo)記數(shù)量；
35、l0為光學(xué)平尺上光刻兩標(biāo)記點(diǎn)之間距離；
36、rrms為標(biāo)定得到的顯微鏡頭空間工作點(diǎn)位置；
37、非直線拼接儀y軸定位精度為：
38、
39、式中：δθ為非直線拼接儀y軸定位精度；
40、θi理論為非直線拼接儀y軸光柵尺讀數(shù)值；
41、得出各組定位精度數(shù)據(jù)后，得到均方根值：
42、
43、式中：δθirms為標(biāo)定得到的顯微鏡頭空間工作點(diǎn)位置的均方根值，采點(diǎn)次數(shù)i的取值范圍為大于等于6。
44、本專利技術(shù)具有以下有益效果：
45、本專利技術(shù)的基于光學(xué)平尺檢測的非直線導(dǎo)軌拼接儀精度及空間位置標(biāo)定方法，基于光學(xué)平尺來檢測拼接儀精度并標(biāo)定空間位置不僅適用于直線運(yùn)動，更解決了非直線拼接儀精度檢測和空間位置標(biāo)定問題，且標(biāo)定檢測操作方便、周期短，可在每次焦平面拼接前進(jìn)行標(biāo)定，有效提高儀器精度標(biāo)定效率。
46、本專利技術(shù)的基于光學(xué)平尺檢測的非直線導(dǎo)軌拼接儀精度及空間位置標(biāo)定方法，在xx-1高分辨率光學(xué)載荷項(xiàng)目中應(yīng)用，完成非直線拼接儀精度檢測和空間位置標(biāo)定，解決了大尺寸非平面焦平面拼接問題，目前載荷各項(xiàng)指標(biāo)檢測正常，有效證明此方法正確性及合理性。
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1.一種基于光學(xué)平尺檢測的非直線導(dǎo)軌拼接儀精度及空間位置標(biāo)定方法，其特征在于，該標(biāo)定方法適用的非直線導(dǎo)軌拼接儀包括：非直線拼接儀本體(1)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)平尺檢測的非直線導(dǎo)軌拼接儀精度及空間位置標(biāo)定方法，其特征在于，在步驟3之后還設(shè)有步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于光學(xué)平尺檢測的非直線導(dǎo)軌拼接儀精度及空間位置標(biāo)定方法，其特征在于，步驟1具體為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于光學(xué)平尺檢測的非直線導(dǎo)軌拼接儀精度及空間位置標(biāo)定方法，其特征在于，步驟2具體為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于光學(xué)平尺檢測的非直線導(dǎo)軌拼接儀精度及空間位置標(biāo)定方法，其特征在于，步驟3中，顯微鏡頭(3)工作點(diǎn)實(shí)際空間位置均方根值滿足：
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于光學(xué)平尺檢測的非直線導(dǎo)軌拼接儀精度及空間位置標(biāo)定方法，其特征在于，步驟4具體為：
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于光學(xué)平尺檢測的非直線導(dǎo)軌拼接儀精度及空間位置標(biāo)定方法，其特征在于，該標(biāo)定方法適用的非直線導(dǎo)軌拼接儀包括：非直線拼接儀本體(1)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)平尺檢測的非直線導(dǎo)軌拼接儀精度及空間位置標(biāo)定方法，其特征在于，在步驟3之后還設(shè)有步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于光學(xué)平尺檢測的非直線導(dǎo)軌拼接儀精度及空間位置標(biāo)定方法，其特征在于，步驟1具體為：
<...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李小冬，謝曉光，徐偉，李淼，趙桐，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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