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多边法坐标测量系统关键布局参数对测量精度影响的研究

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计量学报 2023年第7期44卷 1009-1018页

作者：梁楚彦缪东晶李建双孔明李连福王德利刘洋中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029

为研究多边法坐标测量系统中测站相互位置关系对测量精度的影响,从坐标解算公式推导出测距误差的传递模型。分析了模型中误差放大因子及测站布局参数相关的数学公式,从该公式得出在一定范围内增大2个关键布局参数可改善系统测量精度,并... 详细信息

为研究多边法坐标测量系统中测站相互位置关系对测量精度的影响,从坐标解算公式推导出测距误差的传递模型。分析了模型中误差放大因子及测站布局参数相关的数学公式,从该公式得出在一定范围内增大2个关键布局参数可改善系统测量精度,并通过仿真及实验进行验证。实验结果表明,关键布局参数从1 m增至3 m,系统的重复性误差可从20μm降至10μm,具有明显优化效果。同时,实验比较了布局参数相近但测站位置相差1 m至3 m的多个布局系统,在参数接近不变的条件下,测站位置差异几乎不影响系统的测量精度,说明该方法可改善系统的测量精度且具备灵活性。

关键词：计量学大尺寸坐标测量多边法布局优化测站位置误差放大因子

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激光多边坐标测量系统及其发展现状综述

计量科学与技术 2024年第9期68卷 32-40,60页

作者：张青岩李建双缪东晶中国计量科学研究院北京100029

激光多边坐标测量系统具有坐标测量精度高的特点,引起了各国学界、业界以及计量机构的众多关注。然而,由于大空间范围坐标测量准确度受到多种因素的影响,且国内关于激光多边坐标测量系统测量与校准相关标准缺失,激光多边坐标测量系统的... 详细信息

激光多边坐标测量系统具有坐标测量精度高的特点,引起了各国学界、业界以及计量机构的众多关注。然而,由于大空间范围坐标测量准确度受到多种因素的影响,且国内关于激光多边坐标测量系统测量与校准相关标准缺失,激光多边坐标测量系统的发展仍然面临很多问题亟需解决。针对激光多边测量原理、系统参数自标定方法、坐标测量溯源现状及其相关标准制定、测量不确定度评定及其影响因素分析、激光多边坐标测量在姿态测量领域的延伸以及国内外在工业领域的实际应用进行了广泛的调研与总结。其中,国内外研究人员在补偿环境场干扰、减小测距误差、提升系统自标定精度、增加测站数量、设置约束条件与研究系统最优布局等测量精度提升方向进行了多种不同尝试。同时,国内激光多边坐标测量系统测量、校准与溯源等相关标准的建立与完善可以为工业领域应用中大型零部件的制造装配和仪器的校准补偿等提供参考与依据。综述了激光多边坐标测量系统在大空间范围测量领域的相关研究进展,重点关注激光多边法坐标测量原理、系统参数自标定方法、坐标测量不确定度和应用,旨在为研究人员提供关于激光多边坐标测量系统的发展现状与未来发展趋势,促进大空间范围坐标测量技术的发展。

关键词：计量学激光多边法坐标测量系统参数自标定

1.2 km标准基线环境参数自动测量系统研制

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计量学报 2020年第8期41卷 897-902页

作者：刘学德缪东晶张京燕李连福李建双张福民李萍天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 中国计量科学研究院北京100029

为提高野外测量折射率补偿实时性,研制了1.2 km标准基线环境参数测量系统,该系统采用一种硬件分组和软件并行采集方案,将系统传感器数据采集的正确率提高到98%以上,82个传感器完整循环采集一次的时间小于7 s。计算出传感器7 s采样间隔... 详细信息

为提高野外测量折射率补偿实时性,研制了1.2 km标准基线环境参数测量系统,该系统采用一种硬件分组和软件并行采集方案,将系统传感器数据采集的正确率提高到98%以上,82个传感器完整循环采集一次的时间小于7 s。计算出传感器7 s采样间隔温度变化量,分析评估折射率补偿结果,为野外标准基线测量提供科学的视角,量化寻找基线理想的测量时段,使延时温差小于0.05℃,高精度测距仪基线测量时的折射率修正误差控制在5×10^-8内。

关键词：计量学折射率修正激光测距环境参数标准基线自动测量系统实时性数据并行采集

基于空气环境参数自动测量系统的全站仪测距精度校准技术

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计量学报 2019年第S01期40卷 12-16页

作者：李萍李建双赫明钊刘学德缪东晶张福民蒋远林天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 中国计量科学研究院北京100029

空气折射率补偿不同步和测量光路温度场不均匀是影响野外基线上全站仪测距精度的主要因素.为了精确测量全站仪野外测距校准的不确定度,利用研制的1.2km空气环境参数自动测量系统,采用密集传感器阵列自动测量基线沿线的环境参数,进行空... 详细信息

空气折射率补偿不同步和测量光路温度场不均匀是影响野外基线上全站仪测距精度的主要因素.为了精确测量全站仪野外测距校准的不确定度,利用研制的1.2km空气环境参数自动测量系统,采用密集传感器阵列自动测量基线沿线的环境参数,进行空气折射率实时补偿全站仪测距实验研究.实验结果表明,7s引起测距误差小于0.070 mm,任意5min测距补偿值标准偏差最大0.32 mm.利用环境参数自动测量系统,可有效分析全站仪测距结果的可靠性.

关键词：计量学全站仪传感器阵列空气折射率测量精度

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基于直线轨迹的激光跟踪仪测量精度测试方法

航空制造技术 2024年第3期67卷 75-82,114页

作者：张甜缪东晶李连福杨玲王国磊傅奕劼赫明钊李建双刘洋哈尔滨理工大学哈尔滨150080 中国计量科学研究院北京100029 清华大学北京100084 北京瑞杰精控自动化技术有限公司北京102208

激光跟踪仪测量技术广泛应用于装配、制造等多个领域。为研究激光跟踪仪测量精度,研制了一套以光栅尺采集值为参考,通过多轴运动控制器实现电机运动控制、光栅尺采集、激光跟踪仪测量三者同步触发的坐标测量精度测试系统。对系统重复定... 详细信息

激光跟踪仪测量技术广泛应用于装配、制造等多个领域。为研究激光跟踪仪测量精度,研制了一套以光栅尺采集值为参考,通过多轴运动控制器实现电机运动控制、光栅尺采集、激光跟踪仪测量三者同步触发的坐标测量精度测试系统。对系统重复定位精度与激光跟踪仪同步触发坐标测量精度分别进行了试验。结果表明,系统重复定位误差在[–4.0μm,4.0μm]之间。3台不同型号激光跟踪仪在切向方向上与目标反射镜的距离为[2.7 m,3.4 m]时,其坐标测量误差随速度变化分布在[–23μm,988μm]之间。激光跟踪仪在径向方向上与目标反射镜的距离为[1.5 m,3.8 m]时,其坐标测量误差随速度变化分布在[5μm,915μm]之间。

关键词：计量学激光跟踪仪光栅尺同步触发精度测试

基于几何约束的GNSS接收机天线相位中心偏差测量方法研究

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计量学报 2023年第7期44卷 1121-1127页

作者：李晶晶李连福王德利曾九孙蔡晋辉缪东晶李建双中国计量大学浙江杭州310000 中国计量科学研究院北京100029

分析了GNSS接收机天线相位中心与几何中心间的关系,提出了一种基于几何约束的GNSS接收机天线相位中心偏差的测量方法。通过2台或多台天线组合测量,利用天线几何中心在东北天坐标系下的已知坐标,仅需2个观测时段即可解算所有天线的相位... 详细信息

分析了GNSS接收机天线相位中心与几何中心间的关系,提出了一种基于几何约束的GNSS接收机天线相位中心偏差的测量方法。通过2台或多台天线组合测量,利用天线几何中心在东北天坐标系下的已知坐标,仅需2个观测时段即可解算所有天线的相位中心水平偏差和相对垂直偏差。使用扼流圈天线进行不同观测时段长的相位中心稳定性分析实验;在不同天线组合、不同天线位置条件下,对相位中心偏差进行测量实验。实验结果表明:高精度的GNSS接收机天线相位中心偏差测量的观测时段长为24 h,天线的相位中心水平偏差重复性≤0.13 mm,相对垂直偏差重复性为0.67 mm。

关键词：计量学 GNSS接收机天线相位中心偏差东北天坐标系几何约束

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激光对中仪校准装置研制

工具技术 2020年第12期54卷 104-104,105-108页

作者：梁平黄耀坤李建双张勇缪东晶广东省现代几何与力学计量技术重点实验室广州市510405 广东省计量科学研究院广州市510405 中国计量科学研究院

介绍了激光对中仪的基本原理及校准现状,分析了所研制的激光对中仪校准装置的实现方法,并给出了校准装置硬件组成及软件功能。经标定,该校准装置的平行偏差不超过±(0.003~0.007)mm、角度偏差不超过±0.003mm/100mm,使用经溯源过的长度... 详细信息

介绍了激光对中仪的基本原理及校准现状,分析了所研制的激光对中仪校准装置的实现方法,并给出了校准装置硬件组成及软件功能。经标定,该校准装置的平行偏差不超过±(0.003~0.007)mm、角度偏差不超过±0.003mm/100mm,使用经溯源过的长度计对测量结果进行验证,可满足激光对中仪计量特性指标的校准需求。

关键词：激光对中仪校准装置对中偏差示值误差

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大尺寸计量中双光梳绝对测距方法的研究进展

计量科学与技术 2023年第4期67卷 18-27页

作者：刘洋李建双赫明钊曹士英缪东晶谢志奇中国计量科学研究院北京100029 中国计量大学杭州310018

大尺寸计量中广泛采用增量式激光干涉仪作为量值传递的计量标准,在测量过程中易发生断光影响,严重限制测量灵活性。近年来,以飞秒光学频率梳为光源的高精度绝对测距方法得到了迅猛发展,特别是双光梳异步光学采样绝对测距方法,利用具有... 详细信息

大尺寸计量中广泛采用增量式激光干涉仪作为量值传递的计量标准,在测量过程中易发生断光影响,严重限制测量灵活性。近年来,以飞秒光学频率梳为光源的高精度绝对测距方法得到了迅猛发展,特别是双光梳异步光学采样绝对测距方法,利用具有微弱重频差的两台飞秒光学频率梳能够实现大量程、高精度和高更新率的绝对距离测量。以大尺寸激光绝对测距和飞秒光学频率梳绝对测距为切入点,详细综述了现阶段大尺寸双光梳绝对测距的研究进展;针对大尺寸计量场景分析了双光梳绝对测距现存的瓶颈,并对此开展了双光梳光源搭建与优化、测距精度优化、测距系统设计和测距性能验证等深入研究,最后对双光梳绝对测距在大尺寸计量中未来的应用方向提出了展望。

关键词：计量学大尺寸计量长度计量双光梳系统绝对测距可溯源长度标准

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高精度80m大长度激光比长装置的研制

中国计量 2019年第7期 85-87页

作者：李建双缪东晶赫明钊李连福蒋远林康瑶张京燕中国计量科学研究院

介绍了中国计量科学研究院研制的80m大长度激光比长装置,该装置由81m导轨、无阿贝误差测长系统、折射率实时修正系统等多个部分构成,填补了我国大长度标准的空白。装置测量不确定度为U=0.07μm+0.07×10-6L(k=2),关键指标处于国际先进... 详细信息

介绍了中国计量科学研究院研制的80m大长度激光比长装置,该装置由81m导轨、无阿贝误差测长系统、折射率实时修正系统等多个部分构成,填补了我国大长度标准的空白。装置测量不确定度为U=0.07μm+0.07×10-6L(k=2),关键指标处于国际先进水平。

关键词：计量学大长度高精度阿贝误差消除折射率修正