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摘要
为实现大尺寸范围内的坐标跟踪测量，研制了一种体积小、重量轻的小型激光跟踪测量系统。设计了光机电一体化的机械结构，采用光学模块、机械结构、电控模块集成一体的方式，实现系统体积的减小与抗干扰能力的提高。设计了系统的光学模块，通过优化基于位置敏感探测器的目标偏差量采集部分的光路，实现目标允许最大偏差量的增大。通过开展位置敏感探测器的标定实验，完成位置敏感探测器的线性区间与偏差比例系数的测量，为跟踪控制算法开发提供了关键参数。进行了跟踪控制模块的设计，并完成跟踪控制算法的开发，实现系统的快速跟踪测量。开发了系统三维可视化测量软件，实现用户对系统与目标的空间位置及运动状态的实时掌控。实验结果表明，系统的跟踪稳定性与位移分辨力分别为20μm和40μm，系统的跟踪速度最高可达480 mm/s，加速度最高可达506 mm/s2，跟踪距离范围不小于70m，具有三维坐标测量与三维可视化功能，同时与现有跟踪仪相比具有体积上、重量上以及测角范围上的优势，具有良好的跟踪性能与应用前景。
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