高端制造装备的快速发展对机床和坐标测量机的标定技术要求越来越高。激光追踪测量技术作为高端制造装备的核心技术之一,成为目前亟待解决的关键技术问题,因此对作为校准仪器的激光追踪测量系统的测量精度也提出了更高的要求。课题“面向激光追踪测量系统的空气折射率补偿方法研究”的目的就是在激光追踪测量基础上,研究一种高精度的激光追踪测量系统空气折射率补偿方法。本课题的研究为实现高精度激光追踪测量技术提供了技术储备,在精密工业与工程领域有广阔的应用前景。(1)面向激光追踪测量系统的空气折射率补偿方法研究本文首先从激光追踪测量的原理出发,分析了激光追踪测量系统在干涉测量过程中由环境因素引起的空气折射率误差,调研了国内外研究现状,分析了多种空气折射率补偿方法的优势与不足,为激光追踪测量系统的空气折射率补偿方法的提出奠定了的基础。(2)补偿系统的软件及硬件设计完成了基于FPGA和DSP激光追踪测量系统空气折射率补偿系统的硬件电路设计,包括电源模块、环境参数传感器多通道数据采集模块、FPGA逻辑控制模块和串口通讯模块。设计了基于FPGA的面向上位机的串口数据传输程序,以及面向外部DSP芯片的并口数据传输程序。利用G编程语言编写了基于LabVIEW的上位机数据采集软件。(3)实验分析最后,本文针对空气折射率补偿系统进行了仿真和实验验证,主要包括:对设计的空气折射率补偿系统的采集电路进行了测试,对实验数据进行了分析和处理;进行了系统联调实验,实验结果表明本系统可以完成对空气折射率的实时采集,可以补偿激光追踪测量系统的激光干涉位移测量结果;进行了对比实验,利用迈克尔逊干涉仪测量空气折射率的结果与本文研究的空气折射率补偿系统的测量结果进行对比,验证了本文研究的空气折射率补偿系统的正确性;分析了系统的测量不确定度。