基于LabWindows/CVI的激光跟踪测量系统校准软件设计

　　自 主 研 制 的 激 光 跟 踪 测 量 系 统 通 过 激 光 测 距 和 精密测角实现对空间目标的坐标测量。 作为一个精密测角测距仪器，激光跟踪测量系统在出厂之前需要进行相应的校准，以获得仪器内部光学系统、机械结构、伺服系统的相关参数，并对仪器测量精度进 行评估。 为了使仪器校准过程简捷有效， 开发通用型的校准软件很有必要。

　　LabWindows/CVI是由美国NI公 司推 出的一 种虚 拟仪 器软件开发工具， 为熟悉 C 语言的技术开发人员在测控领域建立计算机仪器系统-虚拟仪器， 提供了一个理想的软件开发环境。 该软件的应用领域极其广泛，涵盖了军工、 电讯 、 工业生产和航天等各种行业[ 1 -2]。 本文应用虚拟仪器技术，为自主研制的激光跟踪测量系统开发了基于LabWindows/CVI的校准软件。

　　1 系统组成与校准内容

　　激 光 跟 踪 测 量 系 统 的 硬 件 主 要 包 括 跟 踪 测 量 单 元( 包括跟踪头 、 支架等 ) 、 电控单元 ( 包括电控箱 、 环境传感器等) 、 主控计算机和测量附件 ( 包 括角 反射器 、 标准杆、磁性基座等)，如图 1 所示。 其中 ，跟踪头 是激 光跟踪测量系统的核 心单元 ，其集 激光测 距仪 (干涉 测距与绝对测距)和光电经纬仪于一体，可同时实现测距、测角和跟踪功能。 激光跟踪测量系统校准的目的是对影响系统测距、测角精度的 误差 项进 行辨识 ，以便 进行软 件修正。 按照系统内部参数周期内变化程度大小可将分为实验室校准和现场自校准。 其中实验室校准主要是对 IFM激光器、大气参数传感装置、测角光栅码盘进行校准;现场自校准主要是对Home基准距离、几何误差、 ADM测距进行校准。

　　由于上述某些校准项目对实验环境要求较高，故校准软件中只 涉及Home基准 距离、几 何误 差、ADM测距、测角光栅码盘等项目的校准，另测角精度检查和系统精度检测( Bundle test )也将一并放入校准软件。

　　2 校准软件设计

　　2.1

　　校准软件整体设计校准软 件 与 激 光 跟 踪 测 量 系 统 之 间 通 过 以 太 网 实现TCP/IP连接。 软件运行时，首先进行设备连接，之后进行校准项目选择，校 准子界 面弹 出后，按 照提 示进 行操作 ， 校准 完成 后退回 主界 面进行 参数 文 件 生 成 与 发送，成功后退出主界面，从而完成用户自校准。校准软件的操作流程如图2所示。

　　2.2

　　校准软件模块化设计

　　2.2.1

　　主界面设计

　　校准主界面设计以简洁实用为原则 ，主要功能是实现设备连通、校准项目选择、参数文件生成、连接状态显示、实时测量数据显示，如图3所示。