《FAST主動反射面變位測量研究》是依託鄭州大學，由駱亞波擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：FAST主動反射面變位測量研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：駱亞波
- 依託單位：鄭州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
FAST(500m球面射電望遠鏡)主動反射面變位測量需要在500米範圍實現對近2300個控制節點2mm徑向精度的實時定位測量。目前國內外解決多達幾千點的長距離實時高精度定位測量問題一直難以有效突破，在國際上還沒有工程實現的先例。在前期全自動全站儀測量技術和照相測量技術研究的基礎上，本項目率先提出基於當前國際上最先進的iGPS三維坐標工業測量技術來構建FAST主動反射面變位測量系統；將該測量技術結合主動反射面變位特性展開模型算法、最佳化設計和數據處理方法的研究；並依託FAST密雲模型展開相關的實驗驗證和方案對比論證，最終為FAST主動反射面變位測量提供有效的解決方法。項目取得的研究成果直接服務於我國FAST大學科工程，同時對大尺度、多目標、高效率、高精度的無接觸動態檢測這一熱點及難點研究領域有著重要的研究意義。
結題摘要
FAST主動反射面變位測量要求在500米尺度野外環境下實現近2300個控制2mm徑向精度的實時定位測量。目前國內外解決多達幾千點的長距離實時高精度定位測量問題一直難以有效突破，這已經成為制約FAST望遠鏡觀測性能提高的主要瓶頸。針對這一問題，項目主要從測量技術、變位模型、方案最佳化和實驗驗證等四個方面展開研究。主要研究成果包括：（1）提出推導了基於光束法平差的iGPS組網觀測模型及解算方法，將iGPS工業測量技術拓展套用到類似FAST野外大尺度多目標的動態測量領域；通過指標性能測試實驗和方案仿真分析，指出該系統構建FAST主動反射面變位測量可以獲得優於2mm的定位精度。 （2）推導給出了主動反射面節點規劃運動的解析表達式，對變位的運動狀態進行了有限元仿真分析，為反射面變位測量與控制提供了變位模型。在此基礎上，提出了一體化天文軌跡規劃，利用反射面變位規劃補償饋源運動的偏差，補償量為饋源偏差的二階小量。 （3）基於高精度智慧型全站儀技術，完成了FAST主動反射面變位測量方案的設計，該方案在FAST工程採用。針對該方案展開了關鍵技術研究，對現場的顯著大氣折光進行了大量的實驗及統計分析，給出了現場大氣折光的統計分布圖；在此基礎上，提出了基於基線組網觀測的數據處理方法，最大限度消除大氣折射影響；同時對智慧型全站儀的性能進行測試分析和統計建模，率先發現了不同測距模式下的存在0.1-1.0mm的準系統誤差，動態測量存在90-100ms的觀測延遲，通過合理的方案設計及模型改正，可進一步提升系統的觀測精度。 （4）完成了FAST基準網的最佳化設計和自動觀測，實現了FAST高精度坐標基準，控制點坐標精度優於0.5mm，為FAST主動反射面變位測量提供了高精度的差分參考網。推導給出了稜鏡偏轉造成的照準系統偏差改正模型，實驗表明，在30°偏轉範圍內，模型改正精度優於0.1mm。
