光电经纬仪的小型化研究与设计

论文摘要

光电经纬仪是利用光学测量设备对飞行目标进行摄影、测量和采集信息以完成对目标轨迹和特性的记录。随着现代测量技术的发展和要求的提高,不仅对光电经纬仪系统要求多功能、高定位精度、快速响应性等综合性能,而且对系统体积、外形等方面提出了新的要求,要求研制小型化的新型光电经纬仪。本文针对光电经纬仪的关键技术指标,以模块化和小型化设计为指导思想,设计一种地平式二轴U型结构的小型光电经纬仪。首先,介绍了光电经纬仪的工作和测量原理,并分析其关键技术指标;其次,针对光电经纬仪小型化的设计要求,重点对影响小型光电经纬仪技术指标的光学性能和轴系精度等进行了研究;重点是跟踪机架结构的设计,对结构设计所用的相关技术进行了介绍,并对跟踪机架的关键部件-垂直轴系、水平轴系和力矩电机等进行了设计与计算;最后,运用有限元分析理论和ANSYS软件对影响整机强度、刚度的关键零件进行了静力学分析,从而设计出符合总体设计要求的小型光电经纬仪。本文设计的小型光电经纬仪通过室内检测,已直接应用于靶场光测,并受到了使用方的高度评价。本文的理论基础和分析结果可为同类型设备的研制提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 光电经纬仪结构模式
• 1.3 国内外靶场光测发展现状
• 1.3.1 国外光电经纬仪测量系统的发展现状
• 1.3.2 国内光电经纬仪测量系统的发展现状
• 1.4 研究重点、解决的问题及论文内容
• 第二章 光电经纬仪基本原理及关键技术指标
• 2.1 跟踪机架工作原理
• 2.2 光电经纬仪测量原理
• 2.2.1 综合测量法
• 2.2.2 交汇测量法
• 2.2.3 最小二乘法
• 2.3 系统技术指标
• 2.3.1 作用距离
• 2.3.2 测角精度
• 第三章 小型光电经纬仪的设计要求
• 3.1 总体要求
• 3.2 技术指标
• 3.3 指标分解
• 3.3.1 光学系统性能参数
• 3.3.2 光学系统方案
• 3.3.3 跟踪机架轴系精度
• 3.4 技术难点
• 第四章 跟踪机架结构设计
• 4.1 总体结构设计
• 4.1.1 结构设计指标
• 4.1.2 结构设计技术
• 4.2 关键部件设计
• 4.2.1 垂直轴系
• 4.2.2 水平轴系设计
• 4.2.3 驱动电机设计
• 第五章 跟踪机架有限元分析
• 5.1 有限元分析基本理论
• 5.1.1 机械结构分析的基本内容
• 5.1.2 ANSYS 软件简介
• 5.2 跟踪机架关键零部件
• 5.3 关键零件静态有限元分析
• 5.3.1 结构简化
• 5.3.2 材料属性
• 5.3.3 有限单元网格划分
• 5.3.4 载荷及边界条件
• 5.3.5 计算结果及分析
• 第六章 系统研制及检测结果
• 6.1 研制结果
• 6.2 室内检测结果
• 6.3 外场检测与试验
• 第七章 结束语
• 致谢
• 参考文献