激光跟踪仪系统介绍及其应用
激光跟踪原理
激光跟踪原理激光跟踪技术是一种利用激光束对目标进行精确定位和跟踪的技术。
它在军事、航天、航空、工业制造等领域有着广泛的应用。
激光跟踪系统通常由激光器、光电探测器、控制系统等部件组成，通过精密的光学设计和精准的控制算法，实现对目标的高精度跟踪。
本文将介绍激光跟踪的原理和相关技术。
激光跟踪系统的原理是利用激光束的高能量和直线传播特性，通过光电探测器对目标进行实时监测和测量，然后通过控制系统对激光束进行精确调节，实现对目标的跟踪。
激光跟踪系统通常采用自动跟踪算法，能够实现对运动目标的自动捕获和跟踪，具有高精度、高速度和抗干扰能力强的特点。
激光跟踪系统的核心技术包括激光器、光电探测器和控制系统。
激光器是激光跟踪系统的光源，通常采用半导体激光器或固体激光器，具有输出功率高、波长稳定、光束质量好等特点。
光电探测器是激光跟踪系统的“眼睛”，能够实时接收目标反射的激光信号，并将其转换为电信号输出。
控制系统是激光跟踪系统的“大脑”，能够实时处理光电探测器输出的信号，并通过精密的控制算法对激光器进行精确调节，实现对目标的跟踪。
激光跟踪系统的工作过程通常包括目标检测、目标捕获和目标跟踪三个阶段。
首先，光电探测器接收目标反射的激光信号，实时检测目标的位置和运动状态；然后，控制系统根据光电探测器输出的信号，对激光器进行精确调节，实现对目标的捕获；最后，控制系统根据目标的运动状态，实时调节激光束的方向和强度，实现对目标的跟踪。
激光跟踪系统具有高精度、高速度和抗干扰能力强的特点，能够实现对运动目标的精确定位和跟踪。
它在军事目标识别、航天器对接、航空器导航、工业制造等领域有着广泛的应用前景。
随着激光技术和控制算法的不断进步，激光跟踪系统将会在更多领域发挥重要作用，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
激光跟踪仪工作原理知多少？
激光跟踪仪工作原理知多少？
GTS激光跟踪仪被誉为移动式三坐标测量机，它是基于球坐标系的便携式坐标测量系统，具有测量精度高、实时快速、动态测量、便于移动等优点。
激光跟踪仪可以测量目标点距离和水平、垂直方向偏转角。
其基本原理是在目标位置上安置一个反射器，激光跟踪头发出的激光射到反射器上并返射回到跟踪头，当目标移动时，跟踪头调整光束方向来对准目标。
同时，返回光束为检测系统所接收，用来测算目标的空间位置。
总之，激光跟踪仪是通过测量一个在目标点上放置的反射器的位置，进而确定目标点的空间坐标。
激光跟踪仪能直接测量出空间点的三维坐标，这些三维坐标是在激光跟踪仪的仪器坐标系下得到的。
该坐标系定义为：以跟踪头中心为原点，以度盘上的0读数方向为X轴，以度盘平面的法线向上方向为Z 轴，以右手坐标系规则确定Y轴，如此建立起仪器坐标系，如图1所示。
图1激光跟踪仪测量原理图
当反射器离开基准位置（基准位置距仪器中心的距离已知），并在空间移动时，激光跟踪仪会自动跟踪反射器，同时记录干涉测距值D及垂直度盘和水平度盘上的角度值α、β，用这3个观测值，依据公
式（1）
= ∙sin ∙cos
= ∙sin ∙sin
= ∙cos 就可得到点的空间三维直角坐标(x,y,z)。
激光跟踪仪测量系统在SCARA机器人行业的应用
应用 Application激光跟踪仪测量系统在SCARA 机器人行业的应用叶勇（海克斯康测量技术（青岛）有限公司，山东省青岛市266000）1前言随着“中国制造2025”的有序推进，信息技术与制造技术深度融合的数字化、网络化和智能化制造成为行业 趋势，这也推动了中国智能机器人在制造业的广泛应用。
SCARA 机器人作为一种快速、高效、安装方便和成本低 廉的方案，得到很多产业的青睐，特别是计算机、通信和消费性电子等产业尤其注重。
长期以来，SCARA 机器人的校准及测量一直缺少准确而高效的测量手段，也缺少相 关测试标准工具。
Leica 激光跟踪仪测量系统以其完善的 测量附件及快速高效的测量软件等给SCARA 机器人校准及测试树立了新的标准。
2 Leica 激光跟踪仪测量系统介绍Leica 公司是激光跟踪仪技术的开创者，如图1所示。
Leica AT960绝对激光跟踪仪是全新一代的便携式三坐标 测量系统，高度精密并易于使用的大空间尺寸测量解决方案，总体重量不足14 kg,运输便捷，几乎在任何地方都 可以快速开箱，迅速启动，并进行高性能的测量作业，可提供六自由度（6DoF ）探测、扫描、自动化检测和反射球 测量的全面测量解决方案，帮助用户实现绝对速度、准确度和便携性。
Leica 绝对干涉仪（AIFM ）能够对移动目标实现高度、高速度测量作业，而创新型Powerlock 功能能够确保在没有用户干涉的情况下实现断光续接，从而减轻 操作人员工作负荷并降低其训练要求。
直观的触摸屏控制 功能，可以最大程度降低用户错误的可能性。
设备具有自检和补偿功能，允许现场进行基本调整，其坚固耐用的设 计能够最大程度地减少校准和维护作业。
图1激光跟踪仪AT960的测量空间直径最高可以达到160 m,能够兼容T-Probe, T-Mac 和T-Scan 等各种测量附件，而对于 SCARA 机器人测试来说，主要使用的是Leica 专利技术 的SCE 超级猫眼反射球（见图2 ）及TMAC 六维智能测头（见图3） o-60-******************.cn .应用 Application图2 SCE 超级猫眼反射球 图3 TMAC 六维智能测头TMAC 是Leica 公司针对机器人测试的专业智能六维测试工具，具备高效的六自由度测试能力，可以在一次采集即可获取准确的位置及角度准确度（优于0.01° ）,同时可以动态最高1 kHz 采集运动姿态数据，高效便捷。
激光跟踪仪原理
激光跟踪仪原理激光跟踪仪是一种常用于测量和追踪目标运动的仪器。
它利用激光束的特性，通过发射、接收和处理光信号来实现对目标的跟踪。
本文将介绍激光跟踪仪的原理和工作过程。
激光跟踪仪的原理基于激光的特性。
激光是一种特殊的光束，具有单色、单行波、高亮度和相干性等特点。
这些特性使得激光在目标跟踪中具有很大的优势。
激光跟踪仪首先通过激光发射器产生一束激光束，然后将其发射到目标上。
当激光束照射到目标表面时，部分光束被目标表面反射回来，称为反射光。
这些反射光中包含了目标的信息，如目标的形状、大小和位置等。
接下来，激光跟踪仪通过接收器接收反射光，并将其转换为电信号。
接收器通常由光电二极管或光电倍增管等光电器件组成。
光电器件可以将光信号转换为电信号，以便进一步处理和分析。
接收到的电信号经过放大和滤波等处理后，被送入信号处理器进行处理。
信号处理器根据接收到的信号，可以计算出目标的距离、角度和速度等信息。
这些信息可以用来描述目标的位置和运动状态。
在信号处理的过程中，激光跟踪仪通常采用一些特殊的算法和技术来提高跟踪的精度和稳定性。
例如，自适应滤波、卡尔曼滤波等算法可以用来抑制噪声和滤除干扰，从而提高跟踪的准确性。
激光跟踪仪的工作过程可以分为三个主要步骤：发射、接收和处理。
在发射阶段，激光跟踪仪通过激光发射器产生激光束，并将其发射到目标上。
在接收阶段，激光跟踪仪通过接收器接收目标反射回来的光信号，并将其转换为电信号。
在处理阶段，激光跟踪仪通过信号处理器对接收到的电信号进行处理和分析，从而得到目标的位置和运动状态。
激光跟踪仪在许多领域中都有广泛的应用。
例如，它可以用于航天、航空、船舶、汽车和机器人等领域中的目标跟踪和定位。
通过激光跟踪仪，可以实时监测目标的位置和运动状态，从而提高系统的安全性和可靠性。
激光跟踪仪是一种利用激光束进行目标跟踪的仪器。
它通过发射、接收和处理光信号，可以实现对目标的跟踪和定位。
激光跟踪仪在许多领域中都有广泛的应用，对提高系统的安全性和可靠性起着重要的作用。
激光跟踪仪介绍资料讲解
激光跟踪仪的外观
激光跟踪系统坐标
x
如图，设P（x，y，z）为被测空间点， 假设点P 到点O 的距离为L，OP与z轴 夹角及x轴夹角已知，则有如下关系：
x L sin cos y L sin sin z L cos
测等
角度测量部分
包括方位角和高度角的角度编码器。 其工作原理类似于电子经纬仪、马达驱 动式全站仪的角度测量装置，包括水平 度盘、垂直度盘、步进马达及读数系统， 由于具有跟踪测量技术，它的动态性能 较好。
激光跟踪控制部分
由光电探测器（PSD）来完成。反 射器反射回的光经过分光镜，有一部分 光直接进入光电探测器，当反射器移动 时，这部分光将会在光电探测器上产生 一个偏移值，光电探测器根据偏移值会 自动控制马达转动直到偏移值为零，实 现跟踪反射器的目的。因此当逆反射器 在空间运动时，激光跟踪头能一直跟踪 逆反射器。
测量电路部分
该部分用于读出距离变化量和两个编码器的输出 脉冲数。与计算机之间进行大量的数据交换，计算机 进行数据处理，实时显示运动目标的三维位置。激光 跟踪器头围绕着两根正交轴旋转。每根轴具有一个编 码器用于角度测量和一只直接供电的DC电动机来进行 遥控移动。传感器头包含了一个测量距离差的单频激 光干涉测距仪（IFM），还有一个绝对距离测量的装 置（ADM）。激光束通过安装在倾斜轴和旋转轴交叉 处的一面镜子直指反射器。激光束也用作为仪器的平 行瞄正轴。挨着激光干涉仪的光电探测器（PSD）接 收部分反射光束，使跟踪器跟随反射器。
其中角度值由安装在跟踪头上的两个 编码器给出，距离值由跟踪头中的激 光干涉仪给出
激光跟踪仪工作原理
目标靶镜原理
入射靶镜的光束将沿原路返回
激光跟踪方案
激光跟踪方案激光跟踪技术是一种利用激光来实现物体追踪和定位的技术手段。
它已经广泛应用于军事、航天、安防、医疗等领域，成为现代科技的重要组成部分。
本文将介绍一个高精度的激光跟踪方案，以满足多种应用需求。
一、技术原理激光跟踪方案的核心技术是通过激光束的发射和接收来实现物体的定位。
具体步骤如下：1. 激光发射：系统通过激光装置产生高强度的激光束，并将其聚焦到较小的光斑上。
激光束的颜色和波长可以根据具体需求进行选择。
2. 光斑探测：激光束照射到物体表面后会发生散射和反射，根据光斑的散射情况，系统可以通过光电传感器实时监测光斑的位置和形状。
3. 信号处理：激光跟踪系统会将光斑的位置信息传输给计算机，计算机通过特定的算法对信号进行处理和分析，以获得物体的准确位置。
4. 跟踪控制：根据计算机处理的结果，系统可以实时调整激光束的方向和焦距，以保持目标物体的持续跟踪。
二、应用场景激光跟踪方案具有高精度、高速度的特点，适用于多种复杂环境下的物体跟踪需求。
1. 军事应用：激光跟踪技术在军事领域有着广泛应用。
例如，可以通过激光跟踪方案实现远程目标的定位和追踪，为军事打击提供准确的数据支持。
2. 航天应用：在航天领域，激光跟踪方案可以用于卫星的精确定位和轨道测量，有效提高卫星系统的工作效率和准确性。
3. 安防监控：激光跟踪技术在安防领域也有着广泛应用。
通过激光跟踪方案可以实现对目标物体的实时监测和追踪，提高安防系统的响应速度和准确性。
4. 医学研究：在医疗领域，激光跟踪技术可以应用于手术导航、疾病诊断等方面。
通过激光跟踪方案，医生可以更加精确地操作和定位，提高手术成功率和治疗效果。
三、优势与挑战激光跟踪方案相较于传统的跟踪技术具有诸多优势，但也存在一些挑战。
1. 高精度：激光跟踪技术采用激光束来实现定位，具有高精度的优势。
可以在复杂的环境下准确追踪物体，满足精细化的需求。
2. 高速度：激光跟踪方案快速响应，可以实现对高速运动物体的跟踪。
激光跟踪仪在飞机装配工装制造中的应用
激光跟踪仪在飞机装配工装制造中的应用摘要：出现的先进设备和技术,促进了飞机制造结构,精度和大规模发展。
过去,飞机工装效率有了很大的提高,但对飞机工装效率提出了新的要求。
重要的是不仅要确保飞机工装效率,还要确保其质量。
因此,利用激光跟踪器提高飞机工装生产效率已成为一个重要的研究课题。
随着科学技术的发展,出现了许多新的设备和技术。
激光跟踪仪是飞机机架制造的代表性设备之一,可以提高机架生产的质量和效率。
本文介绍了激光跟踪仪组成和工作原理,然后讨论了其在工装制造中的应用。
关键词：激光跟踪仪；飞机工装制造；飞机部件在飞机工装制造中,使用数字量传递而不是传统样板及样件创建数学模型,以减少模型的生产和维护,节省生产成本,避免模拟量在传递中的错误,并允许激光跟踪测量和计算机控制系统中高精度设备的调试,安装和控制。
一、激光跟踪仪的组成以及工作原理1.组成。
其使用激光来测量距离，也有激光反射器。
此外,两个旋转轴允许跟踪和测量目标的静态或移动。
许多激光跟踪设备包括激光跟踪探头,控制器,计算机,靶镜和其他测量设备。
2.工作原理。
首先,激光跟踪器的工作原理是将反射的激光放置在测量对象上。
然后激光跟踪器将激光发送到反射器,反射器返回到跟踪头部。
此外,激光器必须设置为在移动时始终指向目标。
最后,激光探测器收集反射的激光并计算到目标的距离。
二、激光跟踪仪应用范围分析坐标设置和转换是激光跟踪仪,用于几何测量,设备结构调整,数据采集和图像分析处理,通常用于大型机械设备的安装和调试,也用于飞机,船舶等大型机械测量。
它也可以在飞机和其他应用中发挥重要作用。
此外,激光跟踪设备可用于测量大型焊接件的尺寸。
激光跟踪器在安装和测量大型卫星天线和精密技术方面也发挥着重要作用。
三、激光跟踪仪在飞机装配工装制造中的应用飞机是重要飞行工具,每一个零件的尺寸、重量、位置都有严格的要求,飞机工装一般都是在安装飞机零件后进行的。
对于飞机工装制造而言,测量误差会造成严重后果,在飞机制造过程中必须确保准确性。
激光跟踪仪系统在飞机制造中的应用技术
激光跟踪仪系统在飞机制造中的应用技术摘要：随着时代的发展，对于飞机制造的精密化要求也越来越高，不仅增加了飞机零件制造的难度，还提高了飞机装配的精准度，而激光跟踪仪系统是一种高精度测量设备，能够很好地控制飞机各个装配环节，进而提升飞机制造精度。
本文阐述激光跟踪仪系统的组成和测量原理，分析了激光跟踪仪系统在飞机装配中的应用，进而提升飞机制造的质量和效率。
关键词：激光跟踪仪系统；飞机制造；应用技术引言在飞机制造中主要是利用标准样件工作法，根据飞机图纸和工艺要求制定结构模线，按照模线制造各种各样的样板，进而为工艺装备和零件提供依据。
标准样件工作法的优点是可靠、严格、直观，技术性比较低，通过培训能够直接操作。
但现在这种方法已经不能满足飞机制造业的发展，工装制造时间长、协调路线长、误差大、效率低等问题越来越严重，而在飞机制造中应用激光跟踪仪系统能够很好的解决飞机制造中的问题。
一、激光跟踪仪系统的组成和测量原理（一）组成激光跟踪仪系统可以分为四个部分，一是：跟踪部，作为系统的主体，内部元件有集成角编码器、激光干涉仪、伺服马达等。
二是：跟踪仪控制机，内部元件有集成角编码器的计数装置、干涉仪脉冲计数装置、驱动马达装置，还装有计算机即时信息的计算，进而保障激光能够一直指向反射器靶标。
同时还需要向应用处理机传递局域网测量值的速率。
三是：应用处理机，主要是数据存储、执行转换和其他功能。
四是：靶标，作为激光跟踪仪跟踪的目标，能够将激光跟踪仪射入的激光平行原路返回。
靶标类型有猫眼、立方角、玻璃棱镜，光线最大入射角、用途、优缺点各不相同，应该根据实际情况选择适当的靶标。
（二）测量原理两个角编码器对跟踪仪方位角的垂直和水平方向进行自动测量，激光干涉仪对跟踪仪和靶标之间的距离进行测量。
测量数据通过传感器电缆传输到跟踪仪控制机，对数据进行整理和计算，数据分为两部分，一部分数据通过马达电缆传输到激光跟踪仪系统，进而对伺服马达进行控制，使得激光束对于移动的靶标进行锁定，另一部分数据通过局域网传递到应用处理机，将数据在数据库中进行存储。
激光跟踪仪-应用介绍
Etalon激光跟踪仪产品介绍背景：数控机床由于其本身的运动比较复杂，因此其运动过程中产生的各种误差相对来说也比较复杂。
现以三轴加工中心为例，其共有21项误差元素，包括3个线性误差，6个直线度误差，3个垂直度误差，3个俯仰角误差，3个偏摆角误差以及3个旋转角误差（见图1所示）。
传统的测量仪器没有考虑俯仰角、偏摆角和旋转角的误差，精度不高，并且机床的体积定位精度的完整检测非常复杂耗时。
Etalon激光跟踪仪的开发成功解决了这一问题，一台三轴机床所有21个误差都能被快速高效的捕捉.线性位移误差：Dx(x)、Dy(y)和Dz(z)水平平面内直线度误差：Dy(x)、Dx(y)和Dx(z)垂直平面内直线度误差：Dz(x)、Dz(y)和Dy(z)旋转角度误差：Ax(x)、Ay(y)和Az(z)俯仰角度误差：Ay(x)、Ax(y)和Ax(z)偏摆角度误差：Az(x)、Ax(y)和Ay(z)垂直度误差：Φxy、Φyz和Φxz图1：3轴数控机床的全部21个误差测量原理：Etalon激光跟踪仪与传统激光干涉仪测量原理最大不同在于，它采用多步法体积定位测量方法对所有21个误差进行测量和捕捉。
按国际标准化组织定义，沿体对角线测得的位移误差是机床21项误差的综合反映，我们可以将沿体对角线方向测得的位移误差看成三个运动轴分别运动时产生的位置误差在体对角线方向的投影，沿每个轴的位移误差有三项，沿X轴的误差为：Dx(x)、Dy(x)、Dz(x)，沿Y和Z分别为：Dx(y)、Dy(y)、Dz(y)、Dx(z)、Dy(z)、Dz(z)（如图1所示）。
上述9项位置误差中实际上包含了三个轴运动时产生的所有21项误差（线性位移误差、直线度误差、转角误差、垂直度误差，甚至其它一些非刚体运动误差），因此9项位置误差反映了机床的空间位置精度。
从误差补偿的角度看，对于具有空间位置误差补偿功能的数控系统来说，只要补偿该9项位置误差就相当于补偿了机床的所有几何误差元素对机床位置精度的影响，如补偿X轴的运动误差时，Dx(x)由X轴补偿，Dy(x)、Dz(x) 可分别通过Y、Z轴补偿，因此只要将九项位置误差数据经处理按补偿格式传入数控系统即可实现机床的几何误差补偿，来提高机床体积定位精度。
at930激光跟踪仪使用手册
at930激光跟踪仪使用手册at930激光跟踪仪是一种高精密测量仪器，只有经过Leica服务工程师培训并合格的人员才能操作该机器。
激光跟踪仪系统组成：硬件系统和软件系统一、激光跟踪仪硬件系统（3D）包括1、跟踪仪本体既跟踪仪主机、加长套筒、底盘、快速锁紧装置、跟踪仪控制器、电机电缆、传感器电缆及反射镜（0.5inch、1.5inch、75mm）、控制器电源线、RJ-45网线、环境气象站（ATMETEOSTATION）。
2、主要的硬件部件作用：跟踪仪本体：发出及接受反射回的激光、是测量的核心部件；加长套筒：加高跟踪仪本体；底盘：带轮三角底盘即便于拖运又具有高的稳定性；快速锁紧装置：连接跟踪仪主机与加长套筒的装置；跟踪仪控制器：控制跟踪仪即发出指令、接受数据、处理数据、传递数据、为跟踪仪本体供电等；电机电缆：连接跟踪仪与跟踪仪本体的供电线路；传感器电缆：控制器与跟踪仪之间信号传递线路；反射镜：接受并返回激光束的耦合棱镜；控制器电源线：市电与控制器之间的供电线路；市电要求：220V（峰值小于10%）、50~60HZRJ-45网线：PC机与控制器之间通信线路；环境气象站：提供实时气象因素、为激光束提供补偿数据；二、激光跟踪仪硬件安装1、带轮的三角底盘放置稳定（牢固）位置，调平三个支撑使其在此位置稳定；确保轮处于悬空状态；2、加长套筒用内六方扳手固定于带轮底盘上；3、安装快速锁紧装置于加长套筒上并用专用扳手锁紧它；4、置激光跟踪仪于快速锁紧装置上、并旋转快速锁紧装置上的锁紧把头；5、放置控制器于安全且与激光跟踪仪相距不超过10米的位置；6、取出电机电缆和传感器电缆，必先理顺此电缆，切忌电缆线不能交叉盘曲；7、按照控制器上的指示标记；依次插入电机电缆与控制器相连接；同时按照跟踪仪本体上的指示标记、插入电机电缆与跟踪仪本体相连接；8、按照控制器上的指示标记；依次插入传感器电缆与控制器相连接；同时按照跟踪仪本体上的指示标记、插入传感器电缆与跟踪仪本体相连接；9、必须再次确认所插接的电缆线是否与控制器及跟踪仪本体已经是完全接触；10、如果以上的硬件安装确认、稳定牢固、接触正确密切；则执行下一步；11、插入RJ-45网线（AXYZ在控制器中间LAN接口、其它软件在控制器上的右侧LAN接口）；RJ-45网线另一端插入计算机（PC）LAN接口；12、插入控制器电源线并连接到交流电插板或UPS上；11、先打开计算机（PC）电源；既打开应用计算机（PC）、确认计算机已经完全进入操作系统；间隔至少60秒；执行下一步；12、当你确认应用计算机在加电情况已经能正常工作时；再打开跟踪仪控制器电源开关；13；跟踪仪控制器POWERON；请关注控制器前面板上的指示灯及LCD上的显示信息；14、1-12秒后、跟踪仪本体应该发出激光束；（这个时间一般取决于控制系统）LCD上信息在经过几次快速的显示刷新后，显示三行信息。
激光跟踪仪应用功能提升分析
激光跟踪仪应用功能提升分析摘要：在精密测量领域中，激光跟踪仪设备的应用优势极强，不仅可以满足大尺寸三维化的测量影响，还能够实现对运动测量目标的跟踪和检测，在航空航天、医疗机械等领域中有十分重要的应用。
在提升激光跟踪仪设备的应用功能过程中，可辅助使用测量笔来减少测量过程中的位置偏差和角度偏差，这对进一步优化激光跟踪仪应用与测量等具有重要参考意义。
在此背景下，本文通过分析激光跟踪仪的基本结构和应用原理，对表面刻线检测进行详细分析，探讨其应用功能提升。
关键词：激光跟踪仪；应用功能提升；分析引言：随着激光测量技术的快速发展，在许多装配与检测等工作中有了更加广泛的应用，有效突破了在零件生产中二维图纸和三维实际间的误差。
在航空装配工程中，激光跟踪仪设备凭借灵活高效的优势发挥了重要作用，包括检测、校准等工作中都需要使用激光跟踪仪设备来辅助。
在航空装配夹具的定位调装工作中，技术人员需在目标件上打出定位孔，并将靶球座零件置入其中，但由于曲面变化的影响，在测量应用中的精准度不足，需要做好激光跟踪仪的应用功能提升与优化。
一、激光跟踪仪的结构与原理概述（一）基本结构激光跟踪仪系统包括PC微机、控制主机、跟踪站和目标镜等，在实际监测过程中，跟踪站会收集和检测目标镜的实际运动情况，采集方向、坐标等信息传输给控制主机，并按照其发出的操作指令实现跟踪站的响应，确保激光束能够随目标镜同向移动，始终保证从中心位置处入射。
这种动态跟踪与检测的运行方式，使激光跟踪仪设备可以较好地完成检测目标的运动捕捉、跟踪，实际应用优势更加突出。
在激光跟踪仪设备中，使用了球坐标系来进行检测目标的坐标定位，通过水平、垂直和角度等信息的共同确定，更有利于满足在测量过程中对空间曲面的有效分析[1]。
在激光跟踪仪的辅助设备中还包含有反射靶球、靶球座等，在实际测量过程中，技术人员可以使用测量笔来实现辅助应用，通过发射激光至靶球座和靶球中心形成检测光通路，整体结构组成更加简单。
激光跟踪仪系统介绍及其应用
分时多站式激光跟踪仪测量系统课程名称：光机电一体化院系：机械工程学院班级：硕3002班*名：**学号: **********目录1 激光跟踪仪系统 (1)1.1 激光跟踪仪系统的概述 (1)1.2 激光跟踪仪系统的基本原理 (1)1.2.1 系统的组成 (2)1.2.2 激光跟踪仪系统的原理 (3)2 分时多站式激光跟踪仪测量系统 (7)2.1 引言 (7)2.2 基于GPS多边形定位原理 (7)2.3 分时测量的算法 (9)2.3.1 激光跟踪仪基站的自标定 (9)2.3.2 测量点坐标的标定 (10)1 激光跟踪仪系统1.1激光跟踪仪系统的概述激光跟踪测量系统（Laser Tracker System）是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。
它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。
它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量，测量静止目标，跟踪和测量移动目标或它们的组合。
SMART310是Leica公司在1990年生产的第一台激光跟踪仪，1993年Leica公司又推出了SMART310的第二代产品，其后，Leica公司还推出了LT/LTD系列的激光跟踪仪，以满足不同的工业生产需要。
LTD系列的激光跟踪仪采用了Leica公司专利的绝对测距仪，测量速度快，精度高，配套的软件则在Leica统一的工业测量系统平台Axyz 下进行开发，包括经纬仪测量模块、全站仪测量模块、激光跟踪仪测量模块和数字摄影测量模块等。
激光跟踪系统在我国的应用始于1996年，上飞、沈飞集团在我国第一次引进了SMART310激光跟踪系统；2005年上海盾构公司引进了Leica公司的一套LTD600跟踪测量系统，应用于三维管模的检测。
（a）API的激光跟踪仪(b) Leica的激光跟踪仪(c)Faro的激光跟踪仪图1-1 API等公司生产的激光跟踪仪1.2激光跟踪仪系统的基本原理近年来，激光跟踪测量系统的应用领域在不断扩大，很多公司都相继推出了各自品牌的激光跟踪仪，但所有的激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头（跟踪仪）、控制器、用户计算机、反射器（靶镜）及测量附件等组成的。
激光跟踪仪讲解
1.1 概述激光跟踪测量系统（Laser Tracker System）是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。
它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。
它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量。
SMART310是Leica公司在1990年生产的第一台激光跟踪仪，1993年Leica公司又推出了SMART310的第二代产品，其后，Leica公司还推出了LT/LTD系列的激光跟踪仪，以满足不同的工业生产需要。
LTD系列的激光跟踪仪采用了Leica公司专利的绝对测距仪，测量速度快，精度高，配套的软件则在Leica统一的工业测量系统平台Axyz下进行开发，包括经纬仪测量模块、全站仪测量模块、激光跟踪仪测量模块和数字摄影测量模块等[8]。
激光跟踪系统在我国的应用始于1996年，上飞、沈飞集团在我国第一次引进了SMART310激光跟踪系统；2005年上海盾构公司引进了Leica公司的一套LTD600跟踪测量系统，应用于三维管模的检测。
1.2 激光跟踪测量系统的基本原理[52]近年来，激光跟踪测量系统的应用领域在不断扩大，很多公司都相继推出了各自品牌的激光跟踪仪，但所有的激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头（跟踪仪）、控制器、用户计算机、反射器（靶镜）及测量附件等组成的。
在本文中，实验采用的是LTD600激光跟踪测量系统（图2.1），因此具体讨论的基本原理是基于LTD600型的激光跟踪测量系统。
图2.1 LTD600激光跟踪测量系统1.2.1 系统的组成激光跟踪仪的实质是一台能激光干涉测距和自动跟踪测角测距的全站仪，区别之处在于它没有望远镜，跟踪头的激光束、旋转镜和旋转轴构成了激光跟踪仪的三个轴，三轴相交的中心是测量坐标系的原点。
它的结构原理如图2.2所示。
激光跟踪仪实验报告
一、实验目的1.了解激光跟踪仪的测量原理；2.掌握激光跟踪仪的使用方法；3.使用激光跟踪仪完成微波天线面形测量与分析。
二、实验设备1.API Tracker 3型激光跟踪仪2.微波天线三、实验基础1.激光跟踪仪简介激光跟踪测量系统（Laser Tracker System）是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。
它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。
它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量。
激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头（跟踪仪）、控制器、用户计算机、反射器（靶镜）及测量附件等组成。
激光跟踪测量系统的工作基本原理是在目标点上安置一个反射器，跟踪头发出的激光射到反射器上，又返回到跟踪头，当目标移动时，跟踪头调整光束方向来对准目标。
同时，返回光束为检测系统所接收，用来测算目标的空间位置。
简单的说，激光跟踪测量系统的所要解决的问题是静态或动态地跟踪一个在空间中运动的点，同时确定目标点的空间坐标。
2.激光跟踪仪测量原理图1 激光跟踪仪原理图干涉距离测量(IFM) 和绝对距离测量(ADM)API 激光跟踪仪III 包括一个一个红色氦氖激光束，激光束被靶球（SMR）反射回来。
激光跟踪仪通过测量俯仰角（EL）和水平方位角（AZ）以及一个半径距离来决定反射镜中心点的球坐标。
角EL 和AZ 用安装在激光跟踪仪仰角轴和方位角轴上的编码器测量。
半径用一个叫做干涉计的装置测量。
干涉计根据光的氦氖激光的稳定波长测量半径大小。
坐标数据被传送到装有Spatial Analyzer 的电脑主机。
Spatial Analyzer 把这些数据传送到一个用户根据数据系统定义的坐标结构中。
因为干涉计测量距离时是相对测量，激光束路径被打断时距离测量就会变得不合理。
这个中断直到反射镜被测量到一个已知的参考距离例如初始位置来为干涉计重置初始距离，从而继续干涉测距，例如我们通常所说的“回巢”就是在为干涉计重置初始距离，或者通过ADM 来为干涉计置距离。
激光跟踪仪介绍教程文件
角度测量部分
包括方位角和高度角的角度编码器。 其工作原理类似于电子经纬仪、马达驱 动式全站仪的角度测量装置，包括水平 度盘、垂直度盘、步进马达及读数系统， 由于具有跟踪测量技术，它的动态性能 较好。
激光跟踪控制部分
由光电探测器（PSD）来完成。反 射器反射回的光经过分光镜，有一部分 光直接进入光电探测器，当反射器移动 时，这部分光将会在光电探测器上产生 一个偏移值，光电探测器根据偏移值会 自动控制马达转动直到偏移值为零，实 现跟踪反射器的目的。因此当逆反射器 在空间运动时，激光跟踪头能一直跟踪 逆反射器。
其中角度值由安装在跟踪头上的两个 编码器给出，距离值由跟踪头中的激 光干涉仪给出
激光跟踪仪工作原理
目标靶镜原理
入射靶镜的光束将沿原路返回
距离测量部分
包括激光干涉法距离测量装置和放置在被测物体上的逆反 射器等。干涉测距是利用光学干涉法原理，通过测量干涉条纹的 变化来测量距离的变化量。一般的干涉测距只能测量相对距离， 如果激光束被打断，则必须重新回到基点以重新初始化。通过 IFM装置和ADM装置分别进行相对距离测量和绝对距离测量。 IFM是基于光学干涉法的原理，通过测量干涉条纹的变化来测量 距离的变化量，因此只能测量相对距离。而跟踪头中心到鸟巢的 距离是已知固定的，称为基准距离。ADM装置的功能就是自动重 新初始化IFM，获取基准距离。ADM通过测定反射光的光强最小 来判断光所经过路径的时间，来计算出绝对距离。当反射器从鸟 巢内开始移动，IFM测量出移动的相对距离，再加上ADM测出的 基准距离，就能计算出跟踪头中心到空间点的绝对距离。
测量电路部分
该部分用于读出距离变化量和两个编码器的输出 脉冲数。与计算机之间进行大量的数据交换，计算机 进行数据处理，实时显示运动目标的三维位置。激光 跟踪器头围绕着两根正交轴旋转。每根轴具有一个编 码器用于角度测量和一只直接供电的DC电动机来进行 遥控移动。传感器头包含了一个测量距离差的单频激 光干涉测距仪（IFM），还有一个绝对距离测量的装 置（ADM）。激光束通过安装在倾斜轴和旋转轴交叉 处的一面镜子直指反射器。激光束也用作为仪器的平 行瞄正轴。挨着激光干涉仪的光电探测器（PSD）接 收部分反射光束，使跟踪器跟随反射器。
激光跟踪仪系统在飞机工艺装备制造中的应用
激光跟踪仪系统在飞机工艺装备制造中的应用【摘要】：飞机工艺装备的制造是一个极其精密和复杂的过程，对于零部件的精确定位、装配和质量检测要求极高。
传统的测量工具和方法存在精度不足、效率低等问题，难以满足工装制造领域的实际需求。
而激光跟踪仪系统作为一种先进的测量技术，具有实时、高精度、非接触等优点，能够准确获取对象表面的三维坐标信息并进行跟踪和定位。
因此，将激光跟踪仪系统应用于工装制造中，可以提高零部件的定位精度、装配效率和质量检测准确性，进一步推动工装制造技术的发展。
本文主要分析激光跟踪仪系统在工装制造中的应用。
【关键词】：激光跟踪仪；飞机工装；激光测量引言目前，国内外对于激光跟踪仪系统在飞机工装制造中的应用技术已有一定的研究。
国外一些先进国家在工装制造中普遍采用激光跟踪仪系统进行精确定位和装配工作，并在实践中取得了显著的效果。
国内也开始关注并开展相关研究，但仍存在一定的技术差距和应用水平不高的问题。
因此，有必要深入研究激光跟踪仪系统在工装制造中的应用技术，填补国内在该领域的研究空白，并提供可行的解决方案。
1、激光跟踪仪系统的原理激光跟踪仪系统的核心部分是激光测距技术。
它基于激光束的发射和接收原理来测量目标物体的距离。
激光器产生一束聚焦的、单色、窄带宽的激光光束，经过光学系统进行控制和聚焦后发射出去。
激光通过光学系统的投射，以一定的角度照射到待测物体上。
当激光与物体表面相交时，部分激光被散射，其中一部分激光会被光电接收器接收。
光电接收器接收散射光，并将其转化为相应的电信号。
接收到的信号经过处理和分析，通过计算光的飞行时间或者相位差的变化，来推导出目标物体与仪器之间的距离。
激光跟踪仪系统采用了高精度的测距传感器和精密的测量算法，可以实现高精度的距离测量［1］。
图1 第五代激光跟踪仪AIFM工作原理2、激光跟踪仪系统的技术特点激光跟踪仪系统可以实现微米级的测量精度，具有非常高的精确性。
通过激光测距原理和精密的测量算法，可以实时获取目标物体的三维坐标信息，并对其进行高精度的定位和跟踪。
激光跟踪仪
激光跟踪仪
授课 时间
授课 时数
课
型
讲授
教学 目的 要求
1、激光跟踪测量系统基本组成
2、激光跟踪仪
3、激光跟踪仪使用与维护
教学 重点
激光跟踪仪
教学 难点
激光跟踪仪
学情 分析
实物与课件、教具的演示将会提高学生的学习兴趣，增强感性认识，提高教学效 果。注意从演示中让学生熟悉形位公差的符号。
教学:
方法 教学
2、激光跟踪仪的组成
3、激光跟踪仪工作原理
跟踪器发出的激光束对要测量的对象 的一个反光目标。光反射目标追溯其路径， 再进入在同一位置跟踪它离开。
四、激光跟踪仪使用与维护
1、仪器的维护和存放
2、光学器件的除尘和清洗
了解激光跟踪测量系 统基本组成
了解激光跟踪仪的工 作原理
了解激光跟踪仪使用 与维护的方法
听老师讲，了解激光 跟踪仪概述
使学生了解激光跟 踪仪的基本特点
二、激光跟踪测量系统基本组成
激光跟踪测量系统实主要由以下四个 部分组成。
1、距离测量部分
2、角度测量部分
3、跟踪控制部分
4、测量电路部分
三、激光跟踪仪
1、定义
激光跟踪仪(Laser Tracker)是一台 以激光为测距手段配以反射标靶的仪器，它 同时配有绕两个轴转动的测角机构，形成一 个完整球坐标测量系统。可以用它来测量静 止目标，跟踪和测量移动目标或它们的组 合。
使学生掌握激光跟 踪测量系统的4个基 本组成部分
使学生了解激光跟 踪仪的工作原理
使学生了解激光跟 踪仪使用与维护的 方法
小结
巩固练习
激光跟踪测量系统、激光跟踪仪
课后作业
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分时多站式激光跟踪仪测量系统课程名称：光机电一体化院系：机械工程学院班级：硕3002班*名：**学号: **********目录1 激光跟踪仪系统 (1)1.1 激光跟踪仪系统的概述 (1)1.2 激光跟踪仪系统的基本原理 (1)1.2.1 系统的组成 (2)1.2.2 激光跟踪仪系统的原理 (3)2 分时多站式激光跟踪仪测量系统 (7)2.1 引言 (7)2.2 基于GPS多边形定位原理 (7)2.3 分时测量的算法 (9)2.3.1 激光跟踪仪基站的自标定 (9)2.3.2 测量点坐标的标定 (10)1 激光跟踪仪系统1.1激光跟踪仪系统的概述激光跟踪测量系统（Laser Tracker System）是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。
它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。
它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量，测量静止目标，跟踪和测量移动目标或它们的组合。
SMART310是Leica公司在1990年生产的第一台激光跟踪仪，1993年Leica公司又推出了SMART310的第二代产品，其后，Leica公司还推出了LT/LTD系列的激光跟踪仪，以满足不同的工业生产需要。
LTD系列的激光跟踪仪采用了Leica公司专利的绝对测距仪，测量速度快，精度高，配套的软件则在Leica统一的工业测量系统平台Axyz 下进行开发，包括经纬仪测量模块、全站仪测量模块、激光跟踪仪测量模块和数字摄影测量模块等。
激光跟踪系统在我国的应用始于1996年，上飞、沈飞集团在我国第一次引进了SMART310激光跟踪系统；2005年上海盾构公司引进了Leica公司的一套LTD600跟踪测量系统，应用于三维管模的检测。
（a）API的激光跟踪仪(b) Leica的激光跟踪仪(c)Faro的激光跟踪仪图1-1 API等公司生产的激光跟踪仪1.2激光跟踪仪系统的基本原理近年来，激光跟踪测量系统的应用领域在不断扩大，很多公司都相继推出了各自品牌的激光跟踪仪，但所有的激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头（跟踪仪）、控制器、用户计算机、反射器（靶镜）及测量附件等组成的。
实验采用的是Leica AT 901 MR激光跟踪测量系统。
1.2.1系统的组成激光跟踪仪的实质是一台能激光干涉测距和自动跟踪测角测距的全站仪，区别之处在于它没有望远镜，跟踪头的激光束、旋转镜和旋转轴构成了激光跟踪仪的三个轴，三轴相交的中心是测量坐标系的原点。
系统的硬件主要组成部分包括：传感器头、控制器、电动机和传感器电缆、带LAN电缆的应用计算机以及反射器。
图1-2 激光跟踪仪系统的组成(1) 传感器头：读取角度和距离测量值。
激光跟踪器头围绕着两根正交轴旋转。
每根轴具有一个编码器用于角度测量和一只直接供电的DC电动机来进行遥控移动。
传感器头的油缸包含了一个测量距离差的单频激光干涉测距仪（IFM），还有一个绝对距离测量装置（ADM）。
激光束通过安装在倾斜轴和旋转轴交叉处的一面镜子直指反射器。
激光束也用作为仪器的平行瞄正轴。
挨着激光干涉仪的光电探测器（PSD）接收部分反射光束，使跟踪器跟随反射器。
图1-3 传感器头(2) 控制器: 包含电源、编码器和干涉仪用计数器、电动机放大器、跟踪处理器和网卡跟踪处理器将跟踪器内的信号转化成角度和距离观测值，通过局域网卡将数据传送到应用计算机上，同理从计算机中发出的指令也可以通过跟踪处理器进行转换再传送给跟踪器，完成测量操作。
(3) 电缆：传感器电缆和电动机电缆分别用来完成传感器和电动机与控制器之间的连接。
LAN电缆则用于跟踪处理器和应用计算机之间的连接。
(4) 应用计算机：加载了工业用的专业配套软件，用来发出测量指令和接收测量数据。
(5) 反射器（靶标）：是激光跟踪测量系统的关键部件之一。
作为光学逆反射器，它把所有沿光轴方向入射的光线沿原路反射回去，进入干涉系统，与参考光发生干涉实现对位移的高精度测量；作为测量系统的测头，它直接与被测物体接触，用目标反射镜中心的坐标值来描述被测对象的形状和尺寸。
图1-4 靶球（SMR）(6) 气象站：记录空气压力和温度。
这些数据需要用来在计算激光反射时是必需的，并通过串行接口被传送给联机的计算机应用程序。
(7) 测量附件：包括三角支架、手推服务小车等。
支架用来固定激光跟踪仪，调整高度，保证各种测量模式的稳定性，且三角支架底座带轮子，可方便地移动激光跟踪仪。
手推服务小车则可装载控制器等设备，运送方便快捷。
1.2.2激光跟踪仪系统的原理要介绍激光跟踪仪系统的原理就要从两部分进行介绍：激光跟踪的原理和激光跟踪仪系统坐标测量的原理。
a）激光跟踪的原理当跟踪系统处于平衡状态时，如图1-5所示，由激光发生器射出的光束，经过干涉光路和分光镜，被跟踪转镜反射到目标镜中心。
沿目标反射镜中心入射的光线按原光路返回，返回的激光束有一部分被分光镜反射到光电位置检测器的中心，位置检测器输出零电压信号，此时控制电路没有信号输出到电机。
当目标反射镜运动一个位移量后，如图1-6所示，此时光束不再从目标镜中心入射，从而目标反射镜返回的光束与入射光平行，两者相距2λ。
返回光经过分光镜，一部分落在位置检测器上，此时光斑中心将偏离位置检测器中心，随即产生一个偏差信号，该信号经放大调节后通过伺服控制回路控制电机带动转镜转动，使照射到目标反射镜的光束方向发生变化，直至入射光通过目标反射镜的中心，使系统重新达到跟踪平衡状态。
图1-5 激光跟踪仪的平衡状态图1-6 激光跟踪仪的不平衡状态b）激光仪器的坐标测量原理首先以跟踪头中心为原点，建立球坐标系，如图1-7所示。
图 1-7 激光跟踪仪的球坐标系统设P (x,y,z )为被测空间点假设点P 到点O 的距离为L ， OP 与Z 轴的夹角为β，OP 在oxy 平面内的投影与x 轴的夹角为α，则点P (x,y,z )的表达式为：sin cos sin sin cos x L y L z L βαβαβ=⎧⎪=⎨⎪=⎩（1-1）式中，α、β 的值由安装在跟踪头中的两个角度编码器测量得出，L 的值通过安装在激光头中的激光干涉仪获得。
激光干涉法测距原理为：由激光器发射的激光经分光镜分成反射光束S1和透射光束S2，其中S1作为干涉参考光，S2作为测量光。
当S2经目标反射镜反射回来时，与S1汇合成相干光束。
若两列光S1和S2的光程差为n λ（λ为波长，n 为零或正整数），实际合成光的振幅是两个分振幅之和，光强最大，出现明条纹。
若S1 和S2 的光程差为λ/2（或半波长的奇数倍）时，合成光的振幅和为零，此时光强最小，出现暗条纹。
所以当目标反射镜在空间运动时，由于S1 和S2 光程差的变化，明暗相间的条纹也会发生变化。
激光干涉仪就是利用这一原理使激光束产生明暗相间的干涉条纹，由光电转换元件接收并转换为电信号，经处理后由计数器计数，实现对位移变化量的检测。
图 1-8 激光干涉测距原理由以上原理可知激光干涉仪为增量码测量系统，因此测量前必须预设初值。
跟踪头上有一个固定点叫鸟巢，测量开始时，首先将目标反射镜置于该固定点上，该点与跟踪头中心的距离是固定的，计算机自动将初值置为该距离值，然后即可移动目标反射镜进行空间点的测量。
由于激光干涉仪是增量码仪器，所以在测量过程中一旦发生丢光，干涉仪就会停止计数，测量就无法继续，整个测量过程就必须重新开始。
此外，测量系统给出的三维坐标值是目标反射镜的中心位置，理论上目标反射镜的中心均与其外面的球形外壳中心重合，所以要获得被测点的实际坐标值还要对直接测量值进行半径补偿。
2 分时多站式激光跟踪仪测量系统2.1引言激光跟踪仪作为一种新型的工业测量系统，具有便携性、精度高、测量速度快等特点，已广泛应用于航空、航天、造船、汽车、机械制造、水电等领域。
由于激光跟踪仪测角误差远大于测长误差，在现场测量距离达到十几米甚至几十米时，跟踪仪测量误差将显著增大，因此在精密测量的领域使其受到一定的限制。
角和的测量采用编码器得到，其测度误差是引起坐标测量误差的主要来源。
由于转角αβ量精度有限，与激光干涉的距离测量精度相差甚远，且角度误差会随着测量距离的增大而被进一步放大，因而直接影响了空间坐标点的整体测量精度。
因此，提出了一种基于GPS定位原理的多站式测量方法，在这系统只利用具有纳米分辨率的高精度的激光干涉仪的测距信息，而不使用误差较大的角度信息，因此这种方法可以实现非常高的精确度。
2.2基于GPS多边形定位原理GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，通过多个卫星的测距信息确定待测点的位置。
如图2-1所示，假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式，通过上述四个方程式可求解出来中待测点坐标x、y、z 和Vt。
图2-1 GPS定位原理基于多边法的多站测量原理如图2-2所示。
若已知三个测量基站A、B、C的位置，分别测量出三个基站到P 点的距离PA 、PB 和PC ,然后便可以唯一确定出P 点的空间坐标，这与GPS 测量原理非常相似。
多站法测量采用GPS 测量原理，测量过程中只对距离测量而不涉及角度测量，只用到激光跟踪仪的测距信息，因此，这种方法具有较高的测量精度。
理论上测量时只要有3个测量基站就可确定出目标点的空间坐标，但实际测量时，为了获得冗余的测量数据，基站数目4M ，这样可以提高测量系统的可靠性和测量精度。
图 2-2 多边形原理基于多边法的多站激光跟踪测量系统虽具有较高精度，但需要四台或更多的激光跟踪仪同时对目标点进行测量（如图 2-3所示），硬件成本比较高。
图 2-3 激光跟踪仪多站式测量系统为了节约成本，同时保证较高的测量精度，通过一台激光跟踪仪先后在不同基站位置对目标点进行测量，即分时多站式测量。
该方法与多站法测量原理相同，测量过程中涉及距离测量，只利用激光跟踪仪的测距信息，因此，该方法具有较高的测量精度，同时采用分时测量原理，硬件成本大大降低。
图 2-4为利用激光跟踪仪采用多站分时测量方法对机床平动轴误差测量的原理图，图 2-5 分时测量的数学模型为平动轴误差多站分时测量的数学模型，其中1P 、2P 、3P 、4P 为测量时激光跟踪仪所在的四个基站位置，刀具运动区域按正方体给出，0A 为初始目标点，同时在正方体的每条边上分布着多个测量点，测量点数目可以根据测量的精度和实际情况进行设置。
图 2-4 多站分时测量原理图 2-5 分时测量的数学模型采用多站分时测量方法检测机床误差时，将目标靶镜猫眼安装在刀具附近，并跟随刀具一起运动。