具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选发明，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的发明一起用于阐释本发明的原理。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，全文中描述使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”是相对于飞行器飞行方向的相对位置。

实施例一

本实施例提供了一种基于外型面扫描的水平测量方法，参见图1，包括如下步骤：

获取飞行器的外型面数据；

将外型面数据与理论模型进行拟合对齐；

建立理论模型坐标系，在理论模型坐标系中，按照理论模型的水平测量点所在的位置标注出外型面数据的偏差；

根据外型面数据的偏差计算飞行器装配舱体的俯仰姿态数据和偏航姿态数据以及飞行器翼面或舵面的安装姿态数据，完成飞行器的水平测量。

与现有技术相比，本实施例提供的基于外型面扫描的水平测量方法，采用外型面扫描替代传统的水平测量点，由于外型面扫描无需在飞行器的表面加工水平测量点，从而能够适应表面无法设置水平测量点的飞行器的水平测量。

需要说明的是，现有技术中，飞行器的整体外型面扫描测量技术通常用于反映飞行器的外形状态，获得飞行器的整体外型面的色差分布图，但是，整体外型面的色差分布图无法直接获得水平测量所需要的飞行器装配舱体的俯仰姿态数据和偏航姿态数据以及飞行器翼面或舵面的安装姿态数据等数据，而传统的水平测量均是基于水平测量点，无法适用于飞行器。

示例性地，上述获取飞行器的外型面数据可以采用激光跟踪仪、激光扫描仪或者其他任何具备外型面数据获取功能的测量仪器，在此不一一赘述。

在本发明的实施例中，飞行器装配舱体的俯仰姿态数据具体是指飞行器装配舱体相对于理论模型的水平基准面的同轴度，也就是说，基于水平基准面方向计算的是飞行器装配舱体的俯仰姿态数据，具体来说，根据外型面数据的偏差计算飞行器装配舱体的俯仰姿态数据，包括如下步骤：

建立理论模型在某一截面上的水平基准面和对称基准面；

获取截面与对称基准面相交的两点的外型面偏差δ_上与δ_下；

计算飞行器装配舱体的俯仰姿态数据

对于飞行器装配舱体的偏航姿态数据，其具体是指飞行器装配舱体相对于理论模型的对称基准面的同轴度，也就是说，基于对称基准面方向计算的是飞行器装配舱体的偏航姿态数据，具体来说，根据外型面数据的偏差计算飞行器装配舱体的偏航姿态数据，包括如下步骤：

建立理论模型在某一截面上的水平基准面和对称基准面；

获取截面与水平基准面相交的两点的外型面偏差δ_左与δ_右；

计算飞行器装配舱体的偏航姿态数据

按照水平测量原理，飞行器翼面或舵面的安装姿态数据(即飞行器翼面或舵面的安装角θ)的计算方法为：

获取飞行器翼面或舵面在同一水平面上的前缘水平测量点到翼面或舵面所在基准面的距离δ_前缘和后缘水平测量点到翼面或舵面所在基准面的距离δ_后缘以及前缘水平测量点到后缘水平测量点的距离L_前-后，则该位置的飞行器翼面或舵面的安装角θ为

而根据外型面数据的偏差计算飞行器翼面或舵面的安装角θ，则是将飞行器翼面或舵面在同一水平面上的前缘水平测量点到翼面或舵面所在基准面的距离δ_前缘以及后缘水平测量点到翼面或舵面所在基准面的距离δ_后缘，替换为飞行器翼面或舵面在同一水平面上的前缘表面某一点到理论模型的偏差值δ_前型面和后缘表面的某一点到理论模型的偏差值δ_后型面即可，而前缘点到后缘点的距离L_前-后替换为上述两点的距离L'_前-后，则飞行器翼面或舵面的安装姿态数据为

具体来说，根据外型面数据的偏差计算飞行器翼面或舵面的安装姿态数据，包括如下步骤：

建立经过理论模型翼面或舵面的水平截面以及经过理论模型翼面或舵面且平行于理论模型对称基准面的安装基准面；

获取飞行器翼面或舵面的前缘表面与水平基准面和安装基准面交点的外型面偏差δ_前型面、飞行器翼面或舵面的后缘表面与水平基准面和安装基准面交点的外型面偏差δ_后型面以及上述两个交点之间的距离L'_前-后；

计算飞行器翼面或舵面的安装姿态数据为

示例性地，对于将外型面数据与理论模型进行拟合对齐，最佳拟合以最小二乘法为基础，其具体包括如下步骤：

步骤a：计算飞行器某一空间姿态和位置的外型面数据到理论模型所有点的偏差平方和，即E＝E₁ ²+E₂ ²+E₃ ²+……+E_n ²，n≥1；

步骤b：改变飞行器的空间姿态和位置，重新计算飞行器在该空间姿态和位置的外型面数据到理论模型所有点的偏差平方和；

步骤c：多次重复步骤b，得到多个偏差平方和；

步骤d：比较多个偏差平方法，最小偏差平方和所对应的飞行器的空间姿态和位置的外型面数据，则是与理论模型拟合对齐的外型面数据，从而完成将外型面数据与理论模型进行拟合对齐。

实施例二

本实施例提供的一种基于外型面扫描的水平测量方法，其中，获取飞行器的外型面数据可以采用激光跟踪仪。

具体来说，采用激光跟踪仪获取飞行器的外型面数据，包括如下步骤：

在飞行器的四周粘贴靶球转站座，形成覆盖飞行器的激光跟踪仪测量场；

采用激光跟踪仪进行飞行器的外型面数据采集。

为了能够对飞行器的外型面进行完整采集，靶球转站座要求覆盖整个测量空间，也就是说，靶球转站座需要覆盖飞行器的整体长度方向、整体宽度方向和整体高度方向。因此，靶球转站座可以采用如下布置方式：

沿飞行器的长度方向，靶球转站座的数量为至少两个，且位于两端的靶球转站座之间覆盖飞行器的整体长度方向；

沿飞行器的宽度方向，靶球转站座的数量为至少两个，且位于两端的靶球转站座之间覆盖飞行器的整体宽度方向；

沿飞行器的高度方向，靶球转站座的数量为至少两个，且位于两端的靶球转站座之间覆盖飞行器的整体高度方向。

实施例三

本实施例提供的基于外型面扫描的水平测量方法，其中，获取飞行器的外型面数据可以采用激光扫描仪。

具体来说，采用激光扫描仪获取飞行器的外型面数据，包括如下步骤：

在飞行器的被测部位粘贴激光扫描仪反光标志点；

采用激光扫描仪进行飞行器的外型面数据采集。

同样地，为了能够对飞行器的外型面进行完整采集，要求反光标志点覆盖所有飞行器的被测位置，且两个相邻反光标志点的间隔为100mm～200mm。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。