C919堪称是中国百年大飞机梦的突破，2017年“天空蓝”和“大地绿”涂装的C919在千米高空舒展双翼之际，一款“中国制造”的、完全按照世界先进标准研制的大型客机，翱翔在一望无际的天空中。随着C919的试飞成功，如何提高大飞机的装配效率与精度，成为中国商用飞机有限责任公司工程师们的一个重要课题。

目前使用型架进行机身固件装配时，由于型架两侧轨道受力不均匀，会导致地面沉降程度有差异，而飞机的固件装配是需要高精度对准的。因此，在进行装配时，需要对其进行校准，目前所用的方法是使用激光进行校准，校准时间为1~2天，严重制约了大飞机的生产效率，因此，希望找到一种更为有效的校准方式，期以缩短大飞机的生产周期。

针对型架装配平台的监测与校准系统，北微传感与中国商飞共同研发一套基于多传感器融合的物联网监测系统，在中国商飞装备公司进行应用推广。 

使用MEMS姿态传感器测量工装骨架的水平倾覆角，使用静力水准仪测量整个系统相对于稳定基准点的水平高度变化，与当前已有的检测手段(激光检测)进行对比，对滤波过程进行优化，直至达到生产要求，得到精确的沉降数据。并通过调整机构补偿，使工装能够复位到前次定检时的较好状态，提高工装定检效率，缩短定检周期。研究温度变化在地基沉降中对整个工装系统的影响。对工装骨架进行实时监测，并可实现远程监测，当骨架变形过大时能够预警。

BW-HHL是北微传感推出的一款高精度液压式静力水准仪，测量范围0.2-2000mm，最高精度达±0.2mm ，是目前行业内精度较高的产品。内置自动补偿和滤波算法，很大程度减小了环境变化引起的误差。

本产品主要适用于大型结构、地铁、桥梁、隧道、铁路、水库、大坝及采空区等自动化沉降监测应用领域。具有量程大，精度高，安装简单，体积小，重复性好，无需转点等特点。产品可在多种恶劣环境下使用，具有较高的抗震、防水、防护等级，能够满足 级别的应用要求。

该系统由测点、基点、储液罐、连通管、采集仪等组成，有别于其他传统沉降监测系统。支持自报、确认、应答三种通信方式，三种通信方式可混合组网。支持掉电、休眠、永久在线三种电源管理模式，可实现低功耗工作模式下的双向通信一体化结构，无需集成，安装简单。

蓝色位置代表多节点倾角传感器的安装位置，总共安装2个传感器，分别为每个型架平台平面安装2个传感器，传感器平台平面监测精度为0.001°。

红色位置代表静力水准仪的安装位置，总共安装13个静力水准仪，分别为每个型架地面安装4个静力水准仪，型架中间基线平均分布5个静力水准仪。静力水准仪沉降精度为0.2mm。

测斜仪在机翼及尾舵校准方面的应用，采用双轴倾角传感器、MEMS微惯导系统（或光纤微惯导系统）针对机翼小翼的倾角测试与尾舵的方位角测试，由于机翼小翼与尾舵本身就存在倾斜角，安装时不能保证X、Y的相对水平与平行，需要通过相异平面空间坐标系变换计算实现正确的倾角与方位角。

使用BWS4000双轴倾角传感器测量副翼、鸭翼（图 2-1 中点 1、2、3、4）及推拉杆（图 2-2），使用MEMS微惯导系统（或光纤微惯导系统）测量垂尾（图 2-1 中点 5），测量功能以及详细要求如下：

图 2-1 机翼测点示意图

图 2-2 推拉杆测点示意图

1、方案对误差解算简要说明

水平倾角传感器的原理是利用 MEMS 传感器探测出物体与重力之间的夹角。因此传感器的 角度计算需要通过空间角度计算，才能够达到要求的精度和交叉轴误差。在 3D 图形学 中，最常用的旋转表示方法便是四元数和欧拉角，比起矩阵来具有节省存储空间和方便插 值的优点。此方案采用两种表达方式的转换，计算公式采用 3D 笛卡尔坐标系：

2、尾舵方位角解算：

垂直尾舵使用微惯导系统，属于全姿态传感器，无论地面是否平行，测出来的都是绕其Z的方位角，所以安装时尽可能和尾舵转动轴平行，考虑到安装误差，MEMS微惯导系统可以在生产时预留有余量，在两个轴错位10°时依然可以准确显示。

当使用光纤微惯导系统时，光纤微惯导系统测出来是方位角最终都会解算成水平方位角，经过欧拉角推算，尾舵是斜上，其转动角度折算下来是水平转动角度。如图 2-4。

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