【摘 要】
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室内空间测量定位系统（workshop Measuring and Positioning System,wMPS）是一种针对大空间定位测量的新型分布式测量系统,已经被广泛地应用到航天航空、大型船舶等高端装备制造领域。目前随着发射站稳定性提升,系统的性能瓶颈正逐渐由发射站转向前端光电信号接收和处理流程,存在着接收器光脉冲宽度翻转影响测量范围、光电探测器件封装引入误差、转速增加传输压力等问题,难以满
【基金项目】
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国家重点研发计划课题——“大尺度多站异构网络动态测量与空间位姿溯源方法与技术”；
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室内空间测量定位系统（workshop Measuring and Positioning System,wMPS）是一种针对大空间定位测量的新型分布式测量系统,已经被广泛地应用到航天航空、大型船舶等高端装备制造领域。目前随着发射站稳定性提升,系统的性能瓶颈正逐渐由发射站转向前端光电信号接收和处理流程,存在着接收器光脉冲宽度翻转影响测量范围、光电探测器件封装引入误差、转速增加传输压力等问题,难以满足wMPS测量系统的高精度的要求,针对以上现状,本文进行了以下研究工作:1.介绍了光电探测及信号处理的研究现状,分析了现有的接收器和处理器给wMPS测量系统带来的问题。在此基础上利用新型四象限探测器作为光敏单元,结合wMPS测量原理,提出了一种基于扫描光对称性的数字化检测方法来实现扫描光中心的动态检测。2.根据四象限探测器的特性进行了基于四象限探测器的集成式接收器的硬件电路设计,完成了接收单元和处理单元的电路;在此基础上进行了嵌入式系统的设计和软件的设计,设计了总体工作流程和脉冲匹配算法。3.为了满足实验室小环境下对定位系统的算法及性能调试的需求,设计了由实际测量坐标数据结合发射站内外参数推算发射站光平面旋转角度,从而解算模拟信号输入参数的算法,实现了四象限探测器的波形仿真。4.根据软硬件设计,以wMPS测量系统为实验平台,将新设计的四象限接收器和球型接收器进行了实验对比,实验结果表面四象限接收器在转动过程中的稳定性更高,在沿直线导轨移动过程中的测量精度更高,更能满足wMPS测量系统的高精度要求。
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