基于非水平位移的激光跟踪仪测角误差标定方法*

李 辉，伍嘉豪，赵伟康，马大智，周志龙，于斌超，刘 巍

(大连理工大学 机械工程学院，辽宁 大连 116023)

激光跟踪仪具有测量范围大、单点测量精度高等优点，被广泛应用于航空航天装备制造过程中的大尺寸几何测量[1-2]。随着大型构件尺寸与制造精度的极值化，测量精度和可靠性的要求愈发提高。为了有效评估几何量测量结果的可靠性，需要对测量仪器的系统误差进行评估[3]。激光跟踪仪为非正交测量系统，通过干涉测长与2个角度编码器的角度测量，实现了球坐标系下三维坐标的测量。随着测量范围的增大，激光跟踪仪的测量精度下降，其中测角误差是影响激光跟踪仪测量精度的核心因素。因此，实现激光跟踪仪测角误差的有效标定对整体测量精度的准确评估至关重要。

目前，为了实现对激光跟踪仪测角误差的有效标定，众多专家学者依据激光跟踪仪的测量原理，使用标准杆、标准球等各种方法对激光跟踪仪的测角误差进行标定技术研究。佛罗里达大西洋大学的H. Zhuang等[4]针对激光跟踪仪内部各测量部件的几何误差，提出了一种基于单束干涉光的激光跟踪仪误差的运动学模型，通过一系列运动学几何参数表征激光跟踪仪内部各测量原件的几何误差，实现了对激光跟踪仪系统的设计、校准以及对测量误差的标定。西班牙萨拉戈萨军事学院的R. Acero等[5]通过序列计量平台完成了跟踪仪误差的标定。通过操控跟踪仪伴随平台旋转，将跟踪仪运动学模型与平台的数学模型融合，建立了跟踪仪误差标定模型。……