● 摘要
当前，大尺寸产品部件数字化对接越来越依赖于数字化测量技术，测量场构建和数据采集与分析是其中的两个重要问题。本文分析了大尺寸数字化测量系统的国内外发展现状，并总结了其在大部件对接过程中的应用情况。在此基础上，本文对面向大部件对接的数字化集成测量系统进行了总体设计，对数字化测量场的构建方法进行了相关研究，并重点研究了大部件对接过程中数据采集与分析的相关技术和方法。首先，本文给出了面向大部件对接的数字化测量场构建总体框架。在此基础上，本文提出了基于关键测量特性进行测点规划的方法；基于XML技术构建了测量统一信息模型；提出了基于层次分析法进行测量需求指标的选取和基于需求关系矩阵进行测量设备选型与评估的方法；从激光跟踪仪测量空间包络、激光跟踪仪光路干涉检测、现场测量精度三个方面对测量场可行性进行了研究，从而为测量场的构建和优化提供支持。其次，本文提出了一种基于激光跟踪仪的大部件对接测量数据采集与分析的总体框架。在此基础上，本文对激光跟踪仪自动测量技术进行了研究和实现，并对其测量精度和效率进行了试验验证和分析；利用Bundle技术建立了激光跟踪仪多站观测网，并提出了基于马氏距离的平差算法提高其转站测量的精度；基于蒙特卡洛仿真法构建了激光跟踪仪现场测点不确定度评定的算法，并基于现场测量环境计算激光跟踪仪传感器单元的测量误差参数，以支持其通过仿真的方法对现场测点的不确定度进行评估；对测量结果的异常性进行了研究，提出了用于剔除测量超差点的方法，以提高测量的精度。最后，本文基于MFC应用程序框架，集成OpenCASCAE几何内核、激光跟踪仪的二次开发包和MATLAB计算引擎对原型系统进行了设计和实现，并结合飞机中、后机身对接的应用场景给出了原型系统的应用示例分析。