室内空间测量定位系统(workshop Measurement and Positioning system,简称wMPS)是一种分布式空间坐标测量系统,已经广泛应用在船舶制造、航空航天、汽车生产等大尺寸装配制造领域。传统的发射站激光转台模块采用滚珠轴承的方式支承,极限转速较低。若采用气浮轴承将极大提升发射站旋转的极限转速,并且能够避免滚珠轴承到达极限寿命时造成的发射站性能降低的问题。而基于气浮轴承的发射站的性能尚未经过检定和评估,只有通过一系列研究和分析,评定气浮轴承发射站的测量精度和稳定性,才能真正将气浮轴承发射站推广到工业现场中进行应用。论文从气浮轴承发射站的基本构成原理和设计方案出发,从底层分析了基于气浮轴承发射站的振动特性和临界转速,从顶层分析了检定测角精度的影响因素,确保wMPS气浮轴承发射站能够满足工业现场坐标测量的精度要求。论文的主要内容如下:1.论文从气浮轴承发射站的模块化设计入手,分别对发射站的气浮轴承模块、气源模块和信号分频模块进行分析及设计:设计了气浮轴承的结构参数并计算承载力和耗气量等性能指标;根据设计的气浮轴承选定合适的气源;针对转速提高的特性设计了新的信号处理方式。2.运用转子动力学知识对气浮轴承及其构成的轴系进行分析,构建气浮轴承的弹簧-阻尼模型,推导系统的固有频率,避免转子系统产生共振;使用有限元仿真软件分析仿真发射站转子系统的临界转速。3.对气浮轴承发射站进行深层次的可靠性分析:直接检定了气浮轴承发射站的测角精度,判断气浮轴承造成的振动等因素是否会对测量系统产生影响。设计了测角检定方法,搭建实验平台对发射站进行检定,并对检定结果中的系统误差进行补偿,保证检定结果可靠有效。