球面射电望远镜反射面单元面板测量方法

摘要

本发明涉及球面射电望远镜反射面单元面板测量方法，可有效解决对球面射电望远镜单元面板的快速而精确的测量问题，方法是，在每个面板的66个调整节点上布设圆形定向反光标志，在单个面板上放置编码标志框架，编码标志框架上布设编码标志，并计算人工标志的尺寸；将单元天线面板推入到编码标志框架内，移动相机进行测量；通过摄影测量系统进行计算，完成对图像的拼接和测点之间坐标关系的传递；利用测量数据分析系统使用CAD模型与测量数据进行最优计算，得到面板的面型精度，导出三维显示的偏差量针状图和偏差量数据报表，从而完成对球面射电望远镜单元面板的测量，本发明测试方法简单，易操作，劳动强度小，速度快，省时省力，精度高。

主权项

1.一种球面射电望远镜反射面单元面板测量方法，其特征在于，由以下步骤实现：（1）、布设测量标志：测量标志包括两种人工标志，即圆形定向反光标志和编码标志，布设圆形定向反光标志和定向反光材料制作的编码标志，用于实现相片的拼接和计算自动化，方法是，在单元面板的66个调整节点上粘贴圆形定向反光标志，单元面板的其它部位根据需求，可增加圆形定向反光标志作为加密点，以能够充分反映单元面板状态；采用编码标志框架，安装在单元面板的上方，编码标志框架由多根均置互相平行的长金属条固定在支架上构成，在每根上均置设置编码标志13个，平均1米距离布设1个,总共布设143个，人工标志在像片上成像的尺寸为pixel,以保证图像提取精度；人工标志尺寸计算工式：其中，d为人工标志直径，c为人工标志像点直径方向像素个数，r为像素尺寸，l为空间摄影距离，f为相机焦距；（2）、进行面板的摄影测量：将单元面板放在移动小车上，推入到编码标志框架内，通过控制相机运载系统，移动相机进行测量；单元面板测量过程，是测量相片采集的过程，除了相片成像质量之外，测量相片的重叠度也是面板测量的关键，按照相邻两张相片60％的重叠率，每个标志点至少会有三张相片对其成像，既可以保证测量精度，又可以提高测量效率；摄影测量中的相机视场角为θ=50.68°，摄影距离H=2.5m，其单次摄影物方覆盖范围长度D=2Htan(θ/2)，根据相邻两张相片60％的重叠率的原则，相机单次移动距离λ=D×0.4=947.2mm，采用常规的“条带法”对单元面板进行测量，将相机在单元面板上方沿着轨道单次滑动947.2mm，并对单元面板进行拍照一次，待该条带拍摄覆盖一次之后，将相机更换到另一导轨，重复上述步骤，直到整个单元面板覆盖摄影完毕；（3）、坐标计算：通过摄影测量系统的测量软件进行计算，各相机之间的位置关系需要利用编码标志进行传递，利用编码标志进行图像拼接，把编码标志作为测量中具有已知坐标的控制点，由这些控制点的已知空间信息，通过后方交会原理得到每幅像片的外方位元素，从而完成对图像的拼接和像机之间坐标关系的传递，坐标的计算是通过摄影测量系统常用的测量软件进行；（4）、分析计算：方法是，利用测量数据分析系统进行，该系统为基于CAD功能的常用曲面分析软件，每种类型面板加工时都有CAD模型，分析系统使用CAD模型与测量数据进行最优计算，得到面板的面型精度情况；分析过程为，利用曲面分析软件，分别导入单元面板的测量点集和其IGS格式数模，精确匹配后，计算单元面板上的66个调整节点的实际偏差量，同时，导出三维显示的偏差量针状图和偏差量数据报表；（5）、反射面单元面板重力变形影响的测量，方法是，采用常规的仿真分析与测量检验方法进行，将单元面板平放在工作平台上，使用单相机摄影测量系统进行测量，根据测量结果计算分析面板面型精度情况，将单元面板放置在设定角度，采用与上一步同样的方法进行测量与分析，计算得到单元面板平放状态与倾斜状态的变形情况，同时倾斜状态变形量可与仿真计算结果进行比较，通过多次测量与修正，最后确定仿真的数学模型，用仿真数学模型对相同类型的面板进行数学仿真，即可得到倾斜状态的单元面板变形情况。