光电经纬仪实时引导数据的坐标变换

光电经纬仪在中心机的实时引导下对目标进行跟踪测量时,通常中心机发给经纬仪的引导数据是WGS-84坐标系下的,而经纬仪是角度测量的设备.通过空间坐标变换将空间直角坐标的数据转换成垂线测量坐标系下的数据,进而转化为角度数据,提供给经纬仪对目标进行跟踪测量.     

一种基于80C196单片机的光电经纬仪调光调焦系统的设计

由于被测目标在飞行时与光电经纬仪的相对位置实时发生变化,影响经纬仪成像质量。设计了一种以80C196单片机为控制核心的光电经纬仪调光调焦系统,可实现手动与自动调光调教功能,使经纬仪成像清晰。     

拍星残差数据相关性分析的大气折光差修正

靶场通常采用夜间静态拍星的方式检测光电经纬仪的静态测角总误差。受大气折射率变化的影响,俯仰方向测角数据通常采用大气折光差经验公式进行修正。不同地区和时间的大气环境差异使得该经验公式存在较大误差,导致拍星解算得到的俯仰方向测角误差偏大,且影响俯仰方向测角误差因素的进一步分离。为此,提出了一种基于多台光电经纬仪同步拍星数据相关性分析的大气折光差修正方法。基于经纬仪拍星方位角和俯仰角测量残差模型推导得到了大气折光差修正误差模型。根据该误差模型,利用分布在同一区域不同点位的多台光电经纬仪拍星俯仰角残差数据,采用最小二乘法拟合得到大气折光差的修正系数并修正俯仰角测量残差数据。实测数据表明：采用该方法对俯仰角测量残差进行大气折光差修正后,光电经纬仪俯仰角测角总误差显著降低,且由垂直轴倾斜误差修正错误引起的方位角和俯仰角残差特性得以显现。文中提出的方法无需使用探空气球等获取大气参数,即可对同一地域分布的多台光电经纬仪拍星俯仰角残差数据进行修正,修正后的数据可用于进一步分离其他误差因素,具有较强的工程应用价值。     

利用GPS实现靶场非定点弹道外测的方法研究

本文提出了一种新的利用光电经纬仪进行靶场弹道外测的理论。随着我国导弹性能的不断提高,其飞行距离越来越远,并出现了多航向、多落点、多变航道的特点,面对这些新的飞行特性的弹道测量,将光电经纬仪安置在经事前大地测量后位置参数已知的固定站点上进行跟踪交汇测量的传统测量方法使得设备使用上不够灵活机动,针对这一问题,本文提出了利用GPS技术实现靶场光电经纬仪非固定点弹道外测的方法。文中论述了非固定点测量所面对的两个问题,针对性地提出了利用GPS实现光电经纬仪自主定位的方法和解决非固定点测量时测点方位基准不易统一的方法,最后通过交会解算方程的推导过程来验证本方法的可行的。     

一种基于最小均方误差准则的多台光电经纬仪测量融合方法

对于用多台光电经纬仪进行交会测量获取空中目标给出了一种定位方法。利用所求目标位置估计点到各个观测站定位视线的距离和最小,先求出两站定位的目标坐标,然后以每两站交会测量方差的倒数为权,将所有的交会测量结果进行融合处理,即可得目标坐标。仿真结果表明,新方法有效地提高了定位的精度及稳定性。     

现代靶场光电测量工程的发展现状

１引言靶场光测是靶场利用光学测量设备对飞行目标进行摄影、测量和采集信息以完成目标轨迹和实现记录的简称。光测设备———以光电经纬仪为主要代表，是靶场应用最早的测量设备，也是靶场最基本的测量手段之一。１９４０年，德国研制了第一台靶场用光电经纬仪，６０年代后，随着激光技术和光电子技术、计算机技术的发展，光测设备不断更新换代，现已成为具有多功能、定位精度高、响应速度快、实时性强的综合性测量系统。２国内外光测设备的最新发展１９４０年，第一台电影经纬仪正式装备靶场写下了靶场光测与弹道测量史的第一章。从那时至…     

车载光电经纬仪的测量误差修正

为了降低载车平台变形对经纬仪测角精度的影响,补偿较大变形产生的测角误差,实现活动站测量,分析了平台变形对光电经纬仪测角误差影响的基本原理,利用一套激光自准直式的非接触测量装置测量出因平台变形而导致的经纬仪方位旋转轴线的倾斜角及倾斜方向,通过时统终端与经纬仪望远系统同时记录测角数据及倾斜数据,从而对测角误差进行修正。该方法精度高、实时性强,能够补偿±0.7°范围内平台变形而带来的测角误差,测量装置误差在20″内。为实现高精度车载光电测量提供了一种有效的途径。     

多源光测信息融合跟踪方法及应用

在靶场试验任务过程中,光电经纬仪自主稳定跟踪目标是最核心及关键的环节。目前,利用单一信息源跟踪模式难以适用于不同的靶场任务类型与环境特点。以靶场光电经纬仪跟踪系统为研究平台,结合跟踪运动过程中实时测量的本机或外部的数据信息,提出了利用多种光测信息源融合跟踪方法和相应数据处理算法。通过融合跟踪仿真实验获得跟踪最大估计误差为2.49′,估计随机误差为8″,满足光电经纬仪试验任务跟踪精度要求,证明了该方法可有效保证跟踪过程的稳定性与可靠性。     

基于动态加权的光电经纬仪航迹测量

针对光电经纬仪测量误差因素,提出加权因子的异面交会方法。首先建立光电经纬仪异面交会测量模拟,对异面误差问题采用加权因子控制设计,引入测量误差的人为因素作为模型参数隐含在模型中,运用最优化方法求解上述约束方程,解得经纬仪的模型参数,从而从原理上消除人为因素带来的误差,提高测量模型的精度,最后建立空间目标模型并进行仿真计算,得到了航迹测量优化后的坐标。仿真结果表明误差小于交会误差,测得数据较真实的反应飞行航迹,提高对被测目标的定位精度。     

舰载经纬仪船摇误差修正方法研究

针对海上舰船摇摆引起的舰载经纬仪巨大定位及测量误差问题,提出一种船摇误差修正的高精度解决方案。利用惯性导航系统测量出的船体摆动姿态角和GPS局部基准定位信息,对舰载经纬仪实时站址数据和测角数据做了船摇修正处理,并研究了站址误差对测角精度的影响。通过对修正前后数据做误差比对分析,提高了海基测控装备外弹道的测量精度。试验证明,该方法简单、实用,修正后精度满足使用要求,可以推广应用。     

数字式锁相跟踪环路提高编码器检测精度研究

研究了一种通过数字式锁相环路提高编码器精度的方法。首先将原始的正弦和余弦信号与反馈的余弦和正弦信号均输入到同一个鉴相器中进行乘法和减法运算,去除了其中的高频分量,提高锁相环路的动态范围。为了产生含有方向信息的余/正弦信号,提出“可逆计数器＋数字化的正/余弦波表”的方法,实现对运动停止时的静态检测或运动方向发生改变时的暂态停止位置检测的需求。此方法使常规码盘、光栅尺等常规检测装置的位置检测精度提高了2个数量级以上。     

光纤通信技术在光电经纬仪中的应用

光电经纬仪等光电跟踪测量仪器在数据传输过程中，方位轴上的导电环存在传输速率低、带宽窄、抗电磁干扰能力差的问题，当数据量较大时，导电环无法实现实时传输，针对这些问题，提出了用光纤取代导电环的方法。在原导电环位置安装一对光准直器，利用光能够在空气中传播的特点，实现光信号在两段光纤之间的耦合。从而将电信号的接触式传播变为光信号的非接触式传播。光纤传输的优点使设备的整体性能得到提高。     

外部测量装置的捷联惯导对准方法

在室内组合定位系统中,不同子系统之间相互姿态关系的确定是通过对准过程实现的。使用惯性器件进行组合定位,通常航姿参考系统AHRS是以地理坐标系(E-N-U)作为导航坐标系。然而,在室内导航任务中,导航坐标系一般根据用户需求建立在厂内标志点或工装坐标系等自定义位置。针对这一问题,提出一种将地理坐标系与自定义坐标系相互转换的新方法,通过激光跟踪仪建立的外部基准,提出了基于方向余弦矩阵的标定算法,实现了地理坐标系与外部参考坐标系之间的相互转换。实验结果表明:AHRS任意位姿下的转换姿态角度均方根误差小于0.25。     

一种基于视觉引导的激光经纬仪自动测量系统

为了实现对目标自动识别和自动测量,建立了一种基于视觉引导的新型激光经纬仪自动测量系统.利用两台TM5100a激光经纬仪作为精密角度传感器,采用二维精密转台带动相机代替人眼对被测区域进行扫描,引导经纬仪望远镜指向相机视场,进而对视场中的目标点进行识别和瞄准测量.对系统的自动视觉引导方法进行了研究.首先通过对精密转台和双经...     

电光调制器自适应偏振控制系统设计与实现

为了保持电光调制器(EOM)输入光偏振方向始终与其内部可传播模式偏振方向一致,使EOM获得良好的调制效果,提出了一种基于比例-积分-微分(PID)算法的EOM自适应偏振控制方法,理论分析并实验验证了该方法的可行性。实验结果表明,基于该方法设计的控制系统不仅能实时监测EOM输出光功率,而且能保持其输出光功率最大;与激光器和EOM输入端直接用保偏光纤连接时相比,PID偏振控制下EOM输出平均功率提高了3.08 dB,PD输出电压标准差由0.121 4降至1.237 510-4,稳定控制状态下偏振态矫正时间在ms量级。     

一种基于余弦特性的快速DOA估计算法

为了满足实时测向处理系统的要求,需要降低测向算法的运算量。在众多测向算法中,其中基于圆阵的MUSIC类算法因为其测向频段宽,可估计二维波达方向,性能稳健,测向精度高,并且在各个方向上具有相同的测向性能而广泛应用于实际系统中。本文主要针对均匀圆阵的阵列流形,分析了均匀圆阵导向矢量的特点,提出了一种基于余弦特性的快速DOA估计算法。该算法利用余弦信号周期特性来构造统计量,通过数学推倒可以证明该统计量只与俯仰角有关,与方位角无关。通过这种分维处理的思想从而可以先估计出俯仰角,再通过所得俯仰角的空间谱切片把二维搜索转化为一维搜索,这样处理大大降低了算法运算量,提高了算法估计速度,特别适合阵元数目较多的应用场合。同时考虑到实际应用中在同一个窄带信道中干扰信号和期望信号同时存在,并且互相影响,特别是强信号对弱信号的影响。本文利用数字滤波器提取期望信号估计,减少了干扰信号对期望信号的影响,提高了估计精度。通过计算机仿真验证了该算法的有效性。      

基于CPCIE的并行光电跟踪控制系统

光电跟踪系统作为外场中重要的目标观测与实时定位设备,有着不可忽视的作用。然而,随着目标机动性能的增加,对目标的实时响应就成了制约跟踪系统性能的关键。因此,采用更高性能的处理器和并行处理等手段来提高系统带宽、获得更好的实时性不失为一种好的方法。文章以PCIE总线为架构,以FPGA为协处理器实现数据的共享和分流,用两片DSP作为主要运算单元,搭建一个双路并行伺服控制系统,分别用来控制光电跟踪系统垂直轴和水平轴的两台伺服电机,替代以往的PCI总线架构和单片DSP同时控制垂直轴和水平轴电机的控制系统。采用上述结构不但大大提升了系统总线带宽,提高系统响应,还能克服单片DSP资源不足问题,更好地协调垂直轴和水平轴之间的相互配合。     

影响双块晶体电光开关消光比因素的分析

为了分析影响双块晶体电光开关消光比的各项因素,采用折射率椭球方法,进行了理论分析和实验验证.结果表明,两晶体通光方向偏差及偏振器件透振方向偏差对消光比影响较大,只要仔细调解上述两方面就能实现较好的电光调Q效果.     

基于干涉仪动态相移的光纤激光器跳模检测方法

针对已有方法在单频光纤激光器跳模检测中存在的不足,提出一种基于非平衡光纤Michelson干涉仪动态相移的跳模检测方法。使用干涉仪将激光器跳模时的光频突变转换为相位工作点的突变,并通过同步监测相位工作点的正余弦函数两路信号来跟踪与判断它的动态相移,成功实现了对超窄线宽掺铒光纤环形激光器偶发的随机跳模以及由开机瞬态热效应触发的连续多次跳模的测量与分析。结果表明,该方法检测灵敏度高,跳模判据实时直观,并能测量跳模前后可能发生的频漂,为评价单频光纤激光器的模式稳定能提供有效的测试手段。     

基于扩展孔径波达方向矩阵法的高精度二维DOA估计

该文针对扩展孔径会产生估计模糊的现象,提出一种高精度扩展孔径波达方向矩阵算法。算法由个阵列单元组成双平行阵列几何结构,利用阵列传感器沿轴和沿轴的不同间距,分别构造波达方向矩阵,由此计算出高精度模糊的方向余弦估计和低精度无模糊的方向余弦估计,然后利用低精度无模糊的方向余弦估计值对高精度模糊的方向余弦估计值进行解模糊处理,得到高精度无模糊的方向余弦的估计值。该算法无需配对运算和2维搜索,是一种低运算量高精度的算法,计算机仿真实验验证了该算法的性能。