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wMPS(workspace Measuring and Positioning System)是一种基于光电扫描的新型网络式大尺寸三维坐标测量系统,具有量程覆盖大、自动化程度高、抗干扰能力强、可实现多任务同步测量等优势。目前对wMPS的静态测量性能及精度有了较为系统和全面的研究,然而,对其动态测量性能和动态测量误差分析的相关研究不足。本文在优化全局组网定向方法的前提下,研究了系统动态测量误差模型,以此为基础通过多发射站间同步误差补偿和采用卡尔曼滤波模型来减小系统动态测量误差,并进行了实验验证,最终提升了wMPS动态测量性能。主要研究内容如下:1.总结了在大型装备制造业中对于先进大尺寸动态测量技术的迫切需求,分析现有的多种测量方法的优势和局限,阐述wMPS在解决现场条件下大尺寸动态测量问题中的潜在能力,同时分析其动态测量特性,重点分析了相位误差和同步误差对动态测量的影响,为提高动态测量性能提供理论依据。2.构建高精度的大尺寸测量场是实现wMPS动态性能的前提,研究了基于控制场和基于相对约束控制联合平差的两种组网定向方法,阐述了定向模型及迭代初值获取的方法,并分析了两种方法的优缺点,最后通过实验对两种方法的可行性和精度进行了验证,为wMPS动态测量提供了高精度网络结构基础。3.针对多发射站间同步误差补偿问题,通过在信号处理器内部搭建基于Microblaze的SOPC嵌入式处理系统,实现多通道信号在同一时间基准下的触发、采集,将每个发射站的接收信息时间标记。以此为前提引入拉格朗日插值法实现多发射站间测量信息同步,补偿了多发射站间同步误差,并通过相关实验进行验证,提高了动态测量精度。4.结合目标的运动特性,引入卡尔曼滤波算法进一步减小动态测量误差,构建了基于线性卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波的动态测量模型;针对wMPS实际动态测量结果中的粗大误差,提出了一种基于卡尔曼滤波原理的粗大误差辨析和剔除方法;并通过仿真和实验验证卡尔曼滤波方法在解决wMPS动态测量问题中的正确性和有效性。5.重要工程应用研究。以面向航天GNC仿真实验为背景,对wMPS动态测量性能进行验证。通过现场条件下构建高精度测量场,采用多发射站间同步误差补偿方法和卡尔曼滤波方法,完成了现场条件下动态测量性能的验证。