论文摘要：多维度大尺寸测量场建模方法及其应用研究

飞机、航天器等大型产品零部件的加工和装配的质量直接决定着产品的综合性能，因此也愈来愈依赖于大尺寸测量技术和高精度测量仪器所提供的质量保证。快速、精确和简单易行的测量方法及系统是大型零部件制造装配中的一个紧迫需求。随着测量工艺技术和测量仪器制造技术的不断发展，无论单测量系统还是多测量仪器构成的联合组网测量系统的应用都日趋广泛。鉴于测量现场环境纷繁复杂，在测量前期规划阶段建立合理的测量场模型是大尺寸测量规划与测量系统优化配置的基础和关键。

本文针对大型部件精确高效测量中的测量系统的优化配置和布局的共性问题，提出了多维度的大尺寸测量场模型。以多维度测量场为载体，研究具有通用性的同构和异构球坐标测量系统优化配置方法。测量系统优化配置可分解为初步配置和详细配置两个阶段。初步配置要解决的关键问题之一是被测特征或测点的可视性分析。本文提出基于势能场的测点可视性判定及仪器位置的可行域快速求解方法，构建了合理的势能函数，通过计算势能的分布，通过势能的高低可以判断测量仪器的可视性情况。详细配置则是在初步配置的基础上，考虑现场非均匀温度场影响，使用蒙特卡罗仿真算法和粒子群算法优化求解测量仪器在其空间可行域中的最优观测站位的过程。

最后，本文以某飞机舱门检测型架和某航天器在轨试验舱装配精度检测的测量场景为例，通过二次开发在CATIA中开发相关功能模块，实现了以多维度测量场模型为载体，完成测量系统初步配置以及详细配置。从而可以在现场实际测量实施之前，通过多维度测量场仿真，将上游的产品及工艺设计与现场测量之间的数字信息集成起来，并协调设计、测量、质量等部门工作。

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