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…     

多传感器光电经纬仪图像增强系统研究

多传感器光电经纬仪是靶场光电测量的重要设备,为了提高多传感器光电经纬仪图像可视化效果,提出了采用图像增强技术处理多传感器光电经纬仪图像。首先分析了靶场光测经纬仪的发展趋势,简要介绍了多传感器光电经纬仪的光学测量系统原理,分析了各波段光学系统的性能,然后给出图像增强系统方案,介绍了各种图像增强算法,最后提出了一种适合短波图像的等间距图像增强算法,并进行了仿真验证与分析。实验结果表明:采用图像增强技术处理多传感器光电经纬仪图像能有效提高图像可视化效果。     

光电经纬仪靶场精度检测误差分析

光电经纬仪综合应用光、电、机等先进技术进行光电测量,在航天、航空、靶场测试等多个领域被广泛应用.测量设备在经过生产鉴定后,还需要进行靶场验收,对其进行对接、校飞、联试,检验是否符合要求.本文根据某次靶场测试的数据分析光电经纬仪靶场精度检测出现的误差,并提出处理方法.     

光电经纬仪调焦行差对测角总误差影响的分析

基于光电经纬仪靶场校飞试验测角总误差的误差修正中,其调焦行差对光电经纬仪的测角总误差的影响,以GW-1208光电经纬仪为例,讨论了其光学系统中存在的调焦行差,并定量分析了调焦行差对光电经纬仪方位和高低测量数据的影响,通过对靶场校飞试验数据的分析,在测量数据处理中对光电经纬仪的调焦行差进行了修正.结果表明,修正后测角总误...     

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。     

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。     

基于方向余弦的交会方法

在多台光电经纬仪组成的测量网络中,为了快速得 到目标的空间位置信息,提出了一种基于方向余弦的交会方法。本文方法根据光电经纬仪实 时跟踪被测目标时的几何关系,利用光电经纬仪的站点位置和实时获得的测角信息,对每台 光电经纬仪都构建两个方向余弦,利用加权算法实时估计出被测目标的空间三维坐标。试验 结果表明,对于近距离的空间目标,与雷达的测量数据相比,本文方法得到的目标位置数据 平滑、无波动,二者的定位误差均小于0.5m,能满足目标高精度的 定位要求。     

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。     

基于光电经纬仪交会测量提高GPS精度的研究

针对单频C/A码GPS接收机精度不高的问题,提出一种基于光电经纬仪双站交会测量提高GPS精度的方法。在直角发射坐标系中,利用光电经纬仪测量得到目标的方位角与俯仰角,通过双站交会测量中常用的"水平投影法-L公式"计算飞行物的轨迹,与飞行物实际轨迹对比,求得双站交会测量的误差。GPS和光电经纬仪测量同一目标,将两种方法的测量结果对比,以交会测量精度作为GPS的测量基准,与GPS提供的坐标相比对,求得GPS的测量误差。GPS测量其他位置坐标时,测量结果去除求得的测量误差,得到更精确的坐标。     

一种可变长度光电基准尺

为了实现对非正交轴系激光经纬仪测量系统的快速、准确定向,采用构建新型光电基准尺的方法,提出并研究了一种基于高精度光电位置敏感器件的可变长度光电基准尺构建技术。阐述了非正交轴系激光经纬仪的特点,根据其特点及非正交轴系激光经纬仪测量系统定向的需要,确定了可变长度光电基准尺构建的总体思路,完成了硬件电路设计,构建了可变长度光电基准尺,并标定了两光电位置敏感探测器的空间位姿关系,以实现可变长度基准测量。结果表明,利用该可变长度光电基准尺定向后的测量系统,其相对测量精度优于0.03%,可方便、高精度地实现非正交轴系激光经纬仪测量系统的定向。     

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。     

数据压缩在视频判读仪中应用前景

1.引言自从靶场光测设备—光电经纬仪诞生起.事后判读就成为靶场的一种重要测量方式.判读设备广泛应用于各靶场。第一代判读仪是把光测设备的测量结果以点阵的方式实时记录在电影胶片上,事后冲洗胶片,并在输片机构的控制下,操纵判读编码器进行判读。胶片判读仪有胶片不易保存、设备比     

降低光电判读仪点阵误码率的方法

光电判读仪是试验靶场光电经纬仪的数据处理配套设备，主要是对经纬仪测角原码数值进行解译，其介质是经纬仪所拍摄的测量胶片，原始数据以及阵形式存在，光电判读仪点阵数据采集原有的方法是经光电转换将胶片的点阵变为脉冲信号，然后进行整形，放大，压缩，阳后以查询的方式对点阵脉冲进行采集识别，当脉冲宽度不一致时，误码度极高。提出了通过改变点阵采集方式，在计算机允许的时间范围内，利用重心法对压缩后的点阵脉冲进行全程采集的方法，此方法在脉冲宽度不一致时，仍能正常识别，从而提高了点阵的识别能力，降低了误码率。     

基于光电经纬仪的高精度目标跟踪研究

光电经纬仪作为一种实时监测与自动跟踪的光电测量设备,主要作用是对飞行目标进行跟踪与捕获。随着飞行目标机动性与速度的提高,对光电经纬仪跟踪系统提出更高要求。因此对基于光电经纬仪的高精度目标跟踪进行研究,分析影响光电经纬仪跟踪精度的因素,针对上述原因提出基于光电经纬仪的高精度目标跟踪系统设计,帮助光电经纬仪的目标跟踪精度有效提高。     

基于helmert的光雷数据融合处理方法

靶场弹道坐标测量的精度和稳定性是检测武器系统性能的重要技术指标。为获取高精度的弹道三维坐标,提出了使用Helmert方差分量估计、最小二乘多站交会-Helmert方差分量估计两种方法来处理雷达和光电经纬仪的观测数据。首先,介绍了雷达、光电经纬仪交会测量原理和数学模型,以及Helmert方差分量估计模型及计算过程。然后,研究了将验后估计思想加入到交会模型的实现方法。最后通过对算例数据进行解算分析,证明本文方法的有效性和可行性。结果表明:最小二乘多站交会与Helmert方差分量估计结合法,在X、H、Z方向上的解算精度均小于1m。     

光电经纬仪动态误差修正方法

针对光电经纬仪红外相机测量系统动态测量精度低的问题,提出了一种通过修正各分系统之间延时时间从而提高动态测量精度的方法。首先介绍了光电经纬仪红外相机测量系统的组成和测量原理,分析了大地坐标系下物像空间的对应关系,指出了影响光电经纬仪红外相机测量系统的原因是相机内方位元素的准确性和光学畸变校正效果。分析了影响光电经纬仪红外相机测量系统动态测量精度的原因,提出了采用各分系统根据工作参数采用不同延时时间的误差修正方法。实验结果验证了该方法的正确性和准确性,标定结果与精度比对实验结果表明,经过动态测角修正的方位角与高低角测角误差均方根值分别由27.89与17.67提高到10.07与8.56,该方法有效地提高了动态测量精度,并且对其他光电测量设备具有参考价值。     

光电经纬仪外场星校方法研究

光电经纬仪作为靶场主要的高精度外弹道测量设备,在使用过程中,必须定期对其精度进行标校,才能满足测量任务的要求.对光电经纬仪外场星校方法进行了研究.介绍了拍星的过程,讲解了选星原则及星体理论值计算;在获得星体测量值后,建立数学模型,利用最小二乘法,对经纬仪的各单项差进行解算;最后阐述了采用星体标校方法需要考虑的几点因素....     

红外跟踪测量系统动态精度偏置检测方法研究

利用动态精度靶标能够确定被检测光电经纬仪回转中心的空间位置。提出了动态精度偏置检测方法,实现对非中心红外跟踪系统动态角测量精度的检测,由于不需要在轴端镜头上加装分光镜组,不改变系统的转动惯量,提升了非中心系统的动态检测精度。对检测数据处理,验证了该方法的有效性,并在某型光电经纬仪检测中得到应用。     

实时载波相位差分GPS在靶场测量系统中的应用

介绍了利用实时载波相位差分GPS技术进行靶场测量的原理及具体实现，为靶场解决了试验弹着点快速、高精度、实时测量的问题。     

基于导弹高程的机载红外单站定位方法

在反舰导弹靶场试验时,导弹的飞行高度可由弹上无线电高度表测量,通过遥测设备获得导弹高程,研究了利用导弹高程数据经坐标转换计算导弹斜距,实现机载红外经纬仪对导弹单站定位的方法;分析了机载红外经纬仪站点与导弹的高程差和斜距值对单站定位精度的影响,用蒙特卡罗法仿真估算了机载红外经纬仪单站定位与两台机载红外经纬仪交会定位的精度,仿真计算结果显示对于斜距在数千米的海面低空飞行的反舰导弹,单站定位精度与两站交会定位精度相当,单站定位用于导弹脱靶量测量的精度高于导弹定位精度一倍以上。