星体标定技术在光电跟踪系统计量确认中的应用

测角精度是光电跟踪系统计量确认中最重要的技术指标，通常是以校准塔和方位标为基准进行单项误差标定的，其过程繁琐、周期长。为了提高测量及校准精度，缩短确认周期，本文在实践的基础上，研究了一种应用星体标定技术开展光电跟踪系统计量确认的原理、方法、程序；讨论分析了误差来源、数学模型的建立及其解算方法。     

激光跟踪仪测角精度评定方法

本文以Leica AT901＿B激光跟踪仪为测试仪器,进行测角精度的评定研究。由于缺乏严密的角度检校标准,本文参考经纬仪／全站仪系统检校规范,提出以常规的角度检校模型为基础,采用全圆方向观测法获取数据,通过坐标反算观测值来计算系统轴系误差2C值和I角误差,并通过最小二乘平差原理解算系统水平角误差和垂直角误差。该方法基于严密的经纬仪／全站仪角度检校模型,真实地反映了激光跟踪仪的轴系误差和测角精度。通过数据的平差解算,求得AT901＿B的水平和垂直测角精度分别为0．54″和0．52″,由此评定出AT901＿B激光跟踪仪的实测精度符合其标称精度。     

应用GPS授时时角拍星法标校测角精度

在用拍星法标校高精度测角设备过程中,针对通常采用天文授时存在的授时难、理论值误差大等问题,提出了应用 GPS 授时时角拍星法进行拍星标校。授时精度的提高和新时角算法的运用,大大提高了拍星标校的理论值精度,标校精度可达 5″以内,并在高精度测角设备上得以应用。     

大视场光电测量系统实时

给出了多相机系统大视场拼接成像的空间坐标关系,建立了数学模型,在此基础上,对引起大视场光电测量系统测量误差的因素进行了初步的分析,并给出了系统综合测量误差现场标校的方法与步骤。     

光电雷达数据漏测对跟踪精度影响的仿真研究

本文用计算机仿真的方法研究了光电雷达中激光测距机发生数据漏浊时对跟踪精度的影响在对数学模型分析的基础上，给出了仿真模型，最后以一个实例说明了该仿真方法的可行性     

光电位置敏感探测器标定装置设计

本文介绍标定PSD原理和方法及标定装置的组成,解决PSD无专用标定装置的问题,满足PSD全敏感面位置精度和线性标定的要求,使其具有全自动、高精度、多方法标定的特点.     

激光干涉仪测角系统的精度补偿方法

提出一种新的准直方法，对HP5528A激光干涉仪测角实现了精密计量。     

电视跟踪测量系统跟踪和测角误差的检测

电视跟踪测量系统越来越多地应用在飞行目标的飞行姿态和轨迹的跟踪测量中,设备的跟踪水平和测角误差是仪器的重要性能指标.本文开头叙述了用动靶标检测电视跟踪系统的跟踪误差,接着介绍了以高速摄影结果为标准角值,用比对法检测电视测量系统的测角误差.最后,阐述了用等效正弦动态引导法,室内检测电视测量系统动态测角误差的方法和一个数据处理例子.     

模糊PID控制在光电跟踪控制系统中的应用

频率特性法和PID控制是光电跟踪控制系统中普遍采用的方法,对于稳态过程它们具有良好的控制性能,但对控制环境以及目标状态发生较大变化时却无法处理。介绍一种既能改善控制系统的过渡过程、减小超调量,又能保证系统跟踪精度的模糊PID控制算法,并给出了相应的实验数据。实验结果表明,模糊PID控制可显著改善控制系统对高速动态目标的捕获跟踪能力,提高跟踪精度,增强系统的鲁棒性。     

光具座精度评定方法的研究

本在GXY－08A型1．2m光具座精度评定的基础上，提出用于评定由平行光管、自准直望远镜、测量显微镜和轴向定位、转角测量夹持系统等部件组成的光具座整机及部件相互位置精度的测量装置及方法，并通过测量实例和数据处理证明方法的可行性。     

星敏感器中快速星匹配跟踪算法研究

阐述了基于星体中心位置信息匹配的跟踪原理,提出了一种基于匹配的星跟踪方法.采用FPGA实现实时的星点位置信息的获取,解决了传统星跟踪过程中图像数据获取的瓶颈,增加了跟踪星体的个数,加快了匹配跟踪的速度;并且采用先排序后匹配的匹配方法,减少无谓的星体间的比较.仿真测试结果表明,此方法使得匹配跟踪的时间大约降低为原来的10%,提高了整个跟踪算法的计算速度,对星敏感器整体效能的提高也非常明显.     

星敏感器参数标定及误差补偿

针对CCD星敏感器光学系统存在焦距不准确、CCD平面倾斜和旋转及光学镜头畸变等误差因素,在理想针孔模型的基础上,用几何方法建立了星敏感器模型。利用地面实验数据,以最小二乘法解算该数学模型,求出焦距、CCD平面倾斜和旋转因子及畸变因子等待标定参数。将标定出的参数代回数学模型,便可由星象点测量坐标直接计算并修正入射光方向矢量,从而对光学系统的误差进行了补偿。计算结果表明:星对角距统计偏差由标定前41″降到了17″,提高了计算精度。     

基于面阵CCD的激光角度测量系统的研究

介绍了一种以激光作光源,采用光学成像原理和CCD图像采集技术实现激光角度测量的方法,给出了系统构成和测量原理,并对系统可达精度及其影响因素进行了分析。结果表明,系统在50~200m的测量距离和±5°的测量角度内时,测量精度可以达到0.05mrad,满足了隧道盾构施工中对盾构机方位角的高精度测量要求。     

座底式长基线水声跟踪系统校阵方法研究

为了解决座底式长基线水声跟踪系统的高效校阵问题,结合工程项目实际提出一种智能化分组并行校阵方法。该方法利用水下基阵布阵施工时获得的水声及差分全球定位系统(Differential Global Positioning System,DGPS)测量数据为基准,在校阵试验中采用多个水下基阵分组并行校阵的快捷方式,根据自动反馈的测量数据进行校阵误差收敛测量,当满足事先设定的校准误差后,获得水下基阵的精确位置信息,同时完成多个水下基阵的阵型校准。最后,在某水域采用跑船试验的方式进行验证。长基线系统测量的船只航行轨迹与DGPS轨迹重合性好,证明该方法具有智能化程度高、测量精度高、测阵效率及经济性好等优点,具有较高的军事及民用价值。     

球幕点目标投影跟踪系统的精确标定方法

针对球幕点目标投影与跟踪系统中多个子系统相对位置关系探测复杂的问题,提出了一种适合现场测量的精确标定方法。将球幕作为世界坐标系,利用子系统对球幕球心标定,得到子系统在球幕坐标系下的坐标,从而实现目标点在子系统之间的坐标转换。研究了球幕球心标定原理及标定点投射方法,建立了球幕球心在标定系统坐标系下的高斯-马尔科夫(G-M)求解模型,仿真分析了影响标定误差的因素。结果表明,通过减小子系统到球心的距离和改进投射的标定点空间分布能够有效提高标定精度,最后提出基于整体最小二乘(TLS)的球幕标定方法。根据仿真结果,设计模拟球幕和标定器并完成实验,标定结果满足现场快速精确标定的要求。     

新型激光跟踪测量系统的设计

基于多边法原理,设计出一种新型的激光跟踪测量系统。该系统采用四象限光电池作传感器,准确地测量目标镜反射光线的位置,测量灵敏度为 200mV/mm;以双电机驱动的双轴单转镜作跟踪机构,结构简单,运动灵巧,立体转角约±35 °;模拟式 PID 与数字式 PID 相结合的控制方案,控制精度高,跟踪速度快。实验表明,系统跟踪速度优于 0.7m/s,综合测量精度 1.3μm 。     

双视角三维测量系统同时标定方法

针对现有标定方法在相机无公共视场情况下的局限性,本文提出使用双平面标定板对双相机进行同时标定的方法.通过推导两个相机与两个标定板间的坐标变换,将待标定相机与参考相机的相对位姿关系的求解转换为较为成熟的手眼标定方程求解.通过实验验证:该方法可实现双相机的同时标定,且方法的绝对误差不超过0.089 mm,较为可靠;在双视角...     

基于相位测量的摄像机标定方法

提出一种新的摄像机标定方法,该方法基于2D共面参照物摄像机标定方法和相移技术.首先由摄像机记录已知相位分布的平面,通过相移计算出相位分布.对任意标定平面,两个正交相位分布与平面坐标的对应关系已知,由此可以建立像素坐标与2D平面坐标的一一对应关系.将该已知相位分布的平面在空间中放置不同的位置,分别完成上述测量,即可根据2D共面参照物摄像机标定方法完成摄像机的高精度标定.该方法避开了复杂的标定特征点提取,大大增加了2D标定数据量,提高了标定精度.实验和计算机模拟表明,该方法简单、可靠和精度高.