本发明属于回转轴系装配测量，尤其是涉及一种在有限转角条件下实现回转轴线铅垂大地的方法。
背景技术：
1、惯性平台是利用陀螺仪在惯性空间使台体保持不变的装置，又称陀螺仪稳定平台。它是惯性导航系统中的重要部件。
2、惯性平台一般为五轴系常平架结构，主体结构件从外到内依次为基座框架、外框架、中框架、内框架、台体框架和冗余框。各框架之间通过轴承衬套、轴承和轴连接，从外到内各轴系依次为命名为外框轴系、中框轴系、内框轴系、台体轴系和冗余轴系。各框架之间通过轴系有相对转动。
3、在惯性平台轴系装配调试中，为了测量框架结构的轴系倾角回转精度，需要使用水平仪将回转轴线调整至铅垂大地。通常的调整方法是通过将水平仪放于回转轴线上方，轴线旋转一周，水平仪也随之旋转一周。通过微调外框轴系的支撑，使水平仪在一周内各个方位的数值变化范围均小于一定要求，此时，轴线与铅垂状态的倾斜角小于预期值。
4、但在惯性平台的实际装配测试中，某些轴系旋转部件有凸出部位，或者由于受外框架限位装置影响，内框架在旋转时会与外框架发生干涉，旋转轴只能在一定的小角度内摆动，此时水平仪无法随轴线转至所需位置读取数值，也就无法得知回转轴线是否铅垂。例如只能旋转±15°时，上述通过旋转整圈调铅垂的方法就无法使用了。
5、为了解决上述问题，目前可以设置旋转轴外侧与旋转轴精确垂直的精密加工面作为安装面，在此面上放置水平仪，通过微调轴系的支撑，利用水平仪监测此面的水平数值，直至此面达到理想水平状态，此时可以认为回转轴线铅垂。但此方法会引入加工的安装面与轴线垂直度误差。
6、若想使回转轴线精确调至铅垂，上述借助安装面调铅垂的方法具体存在几个问题：(1)安装面与回转轴线垂直误差无法直接测量和消除；(2)有些结构不一定有合适的区域加工出安装面；(3)在惯性平台装配后轴线外侧的安装面已经安装其他部件，无法放置水平仪；(4)放置水平仪时也会造成重心偏置，引起框架结构倾斜和变形，带入新的测量误差。
7、综上所述，旋转轴外侧设置安装面的解决方案也不普遍适用，会受限于结构、精度和装配流程等因素。
技术实现思路
1、本发明要解决的问题是提供一种在有限转角条件下实现回转轴线铅垂大地的方法。
2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种在有限转角条件下实现回转轴线铅垂大地的方法，包括如下步骤：
3、s1、将惯性平台回转轴系的外框架回转轴线设置为直角坐标系的z轴；
4、s2、当内框架由于限位在锐角范围内摆动时，将水平仪放置于外框架回转轴线顶端，使水平仪敏感方向指向+x轴方向；此时内框架位置指向也正好在+x轴方向；当回转轴线铅垂大地精度要求为m角秒时，根据水平仪摆动的极限偏离角与精度m角秒的关系得到水平仪与x轴或y轴的极限位置的偏离角=±n°，其中n°＜45°；
5、s3、转动内框架，水平仪分别指向+x轴+n°和-n°方向，读数分别为x1和x2，此时 x1和x2差值的一半为回转轴线在y向的纵摇倾斜角度，反复调整外框轴系y向的支撑，使水平仪在+x轴+n°和-n°方向数值均接近x1和x2的平均值；
6、s4、转动内框架使水平仪指回+x轴方向，抬起水平仪旋转90°放置，使水平仪敏感方向指向+y轴方向；
7、s5、转动内框架使水平仪分别指向+y轴+n°和-n°方向，读数y1和y2；此时 y1和y2差值的一半为回转轴线在x向的横摇倾斜角度，反复调整外框轴系x向的支撑，使水平仪在+y轴+n°和-n°方向数值均接近y1和y2的平均值；
8、s6、重复步骤s1至步骤s5，反复多次调整外框轴系x、y向支撑后，使水平仪在+x轴+n°和-n°方向均接近，在+y轴+n°和-n°方向均接近，此时回转轴系达到精度为m角秒的铅垂状态。
9、进一步地，所述水平仪为单轴高精度水平仪。
10、当回转轴线铅垂大地精度要求为m角秒时，水平仪摆动的偏离角的两个极限位置的最大允许误差需小于角秒，则回转轴线铅垂大地精度精度要求m角秒与摆动极限位置的偏离角的关系为：
11、
12、其中，当前测量值为水平仪的实时显示值；最小数显位为水平仪测量时所选档位分辨率数值；θ为水平仪与x轴或y轴的极限位置的偏离角； (1%×当前测量值+最小数显位)是水平仪安装座加工偏差给水平仪带来的误差值，(1%×当前测量值+最小数显位)×最小显数位对应的角秒值是将单位换算为角秒。
13、由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
14、本发明有别于传统利用水平仪整圈找正方式调整回转轴心铅垂大地的方法，也不用借助于与轴线垂直的基准面，而是利用了高精度水平仪指向非敏感方向时，当指向发生小角度变化时会在敏感方向产生正弦分量变化，借此微小的变化数值来调整轴线铅垂角度。
15、同时，本发明可以根据水平仪摆动的极限偏离角与精度m角秒的关系得到水平仪与x轴或y轴的极限位置的偏离角。
16、本发明的方法简单、便捷，不受外界结构和条件的限定，在惯性系统科研生产和安装调试中具有较好的应用前景。
1.一种在有限转角条件下实现回转轴线铅垂大地的方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的在有限转角条件下实现回转轴线铅垂大地的方法，其特征在于：所述水平仪为单轴高精度水平仪。
3.根据权利要求1所述的在有限转角条件下实现回转轴线铅垂大地的方法，其特征在于：所述水平仪测量时所选档位的分辨率数值为最小数显位。
4.根据权利要求3所述的在有限转角条件下实现回转轴线铅垂大地的方法，其特征在于：当回转轴线铅垂大地精度要求为m角秒时，水平仪摆动的偏离角的两个极限位置的最大允许误差为角秒。
5.根据权利要求4所述的在有限转角条件下实现回转轴线铅垂大地的方法，其特征在于：当回转轴线铅垂大地精度要求为m角秒时，水平仪摆动的极限偏离角与精度m角秒的关系为：
