基于奇异值分解的光电跟踪系统标定方法

针对地面光电跟踪系统的误差定位进行了理论分析,确定影响其目标定位精度的误差因素主要是垂直度误差、零位误差、基座安装误差等,给出了光电跟踪系统的标定流程。利用标定过程中坐标变换的顺序特性,通过奇异值分解原理给出了坐标变换的变换矩阵,包括平移矩阵、旋转矩阵及其欧拉角;同时通过标定流程的迭代,确定了固定俯仰偏移角度的大小。最后通过试验验证了此标定流程的准确性。     

光电探测系统参数与非参数模型运动学标定

为了提高光电探测系统指向精度,提出并对比基于参数模型和非参数模型的运动学标定算法。首先,根据系统组成,全面分析光电探测系统指向误差来源。接着,针对参数模型,运用多体系统理论建立系统指向误差模型,并应用最小二乘法对模型进行标定。然后,针对非参数模型,应用双线性插值算法进行指向误差模型标定。最后,搭建实验平台,获得用于标定和验证的两组实验数据。实验结果表明:经过参数模型标定,指向精度从141.7提高到22.2;经过非参数模型标定,指向精度从141.7提高到27.9。两种方法均能提高光电探测系统指向精度,参数模型标定指向精度略高于非参数模型标定,但是非参数模型运动学标定具有过程简单、计算量小的优势。     

利用坐标变换计算光电转台误差的方法

红外搜索跟踪系统是一种被动式的探测系统,能够实现对红外目标的检测、识别以及跟踪工作。同时,红外搜索跟踪设备在多传感器融合方面也起着重要的作用。多传感器融合的前提是实现多传感器的空间统一。然而,光电转台的指向精度在很大程度上会影响多传感器空间统一的准确性。利用坐标变换的方法分析了光电转台的主要误差,并设计相关的试验,为实现多传感器空间统一提供一种有效的误差计算方法。     

基于参数估计的动平台雷达等效轴系参数准实时标定方法

针对基于动平台的外测设备状态易发生变化与在轨卫星跟踪时对测量精度要求高的矛盾,在标定光电偏差与重力下垂参数的基础上,通过对跟踪在轨星的外测数据处理,利用基于嵌入协作策略的参数估计方法实现了船载外测设备等效轴系参数的标定。实际应用检验表明,该方法可实现经外测设备参数的快速标定,经校飞评估使用新标定的等效轴系参数后船载外测设备测角数据精度均优于40″。经分析验证,该方法不受初始轴系参数、惯导零值标定误差、光电偏差标定误差和定向灵敏度误差等外界因素的影响,可推广至各类动态平台雷达的参数标定。     

飞秒激光跟踪仪跟踪脱靶量零位标定方法

飞秒激光跟踪仪通过PSD探测脱靶量实现目标跟踪,脱靶量零位是跟踪激光指向反射靶球的中心时反射激光在PSD上输出的光斑位置,跟踪时以脱靶量零位作为基准计算目标脱靶量,因此如何准确标定脱靶量零位是仪器实现精确测量的前提。文中在分析角反射器特性的基础上,结合仪器自身特点提出了一种基于角反射器的飞秒激光跟踪仪跟踪脱靶量零位标定方法。分析了脱靶量零位误差对仪器指向精度的影响;建立了跟踪脱靶量标定误差模型;根据仪器结构设计和轴系几何误差对脱靶量零位标定方法进行了仿真,结果显示,其误差小于17.8 m,当目标距离仪器10 m时,仪器的指向误差小于1.1,该结果对系统误差补偿模型建立奠定了基础。最后,基于实际装置对仪器的脱靶量零位进行了标定,为后续仪器的动态测量提供了跟踪基准。     

一种用于高精确度双框架伺服系统的标定方法

为实现对空间动态目标的稳定跟踪，介绍了一种高精确度双框架结构伺服系统，通过标定提高了其指向精确度。利用旋转变压器作为角度位置传感器，通过激光测距机和相机实现远场目标的稳定跟踪。利用高精确度单轴转台、激光测距机和平面反射镜对伺服系统双框架指向精确度进行标定实验测量。针对伺服系统几何误差，对获得的采样数据进行分段直线拟合，并写入控制程序。对测量数据进行分段检索定位，通过拟合直线参数对数据进行修正。实验结果表明，标定后的双框架伺服系统指向精确度优于16"，可有效提高伺服系统指向精确度。     

坐标变换在空间望远镜误差标定中的应用

为满足空间望远镜地面测试与标定,提出了利用坐标变换原理实现室内动靶标检测架模拟空间望远镜跟踪卫星场景的计算模型,仿真结果与球面三角学计算一致。采用坐标变换方法推导了望远镜探测系统与望远镜回转中心不重合情况下,探测系统的跟踪误差与两者位置偏差的关系。设定靶标转速4(°)/s时仿真结果表明,竖直轴方向位置误差0.2m时,只引起望远镜俯仰角跟踪恒定偏差5.65874°,其余角度、角速度和角加速度的偏差均近似为0(数量级小于10-12);水平轴方向存在0.002 m的位置误差时,方位角跟踪角误差0.05678°~0.13925°,方位角速度和角加速度误差分别为0.00701(°)/s、0.00256(°)/s2,耦合引起俯仰跟踪角度误差数量级10-4,角速度和角加速度误差数量级10-6;视轴方向的位置偏差对跟踪结果无影响。该结论可为空间望远镜检测与装调提供参考。     

基于定位方程的多基线InSAR测高精度分析

分布式星载合成孔径雷达干涉测高系统提供了多个通道的观测数据。为地面目标的高程重建提供了冗余信息,文中提出通过对多基线定位方程进行泰勒展开的一阶近似方法,分析了该冗余信息对测高精度的影响。从提高测高精度、优化系统设计的角度出发,通过调整系统基线的指向来改变各参数的误差传播系数,得到最优的测高精度。采用Monte—Carlo和信号仿真两种方法验证了误差传播系数的理论推导,同时将优化后的多基线系统的高程误差传播系数与单基线系统作了对比。结果表明,上述测高精度分析方法是可行的;通过合理的多基线设计,可以降低单基线系统各参数的高程误差敏感度。     

机载光电转塔系统轴系误差数值分析

机载光电转塔系统轴系误差是影响随动跟踪和视轴指向精度的主要因素之一。为了分析轴系误差对精度的影响量值,运用坐标变换的原理,建立了机载光电转塔系统在方位和俯仰理想状态和在轴系误差状态随动跟踪的数学模型,进行了数值计算与仿真分析。仿真特性曲线表明,在不同随动角度下轴系误差对精度的影响是变化的。为了满足机载光电转塔系统高精度随动、视轴指向和高分辨率的探测和感知外部环境,提出了消除误差和提高精度的解决方法,可用于机载光电转塔系统的设计分析、误差控制和技术问题处理,具有一定的实际工程应用参考价值。     

一种高精度被动地理定位技术研究

提出了一种主要针对地面目标的高精度被动地理定位的方法,该方法结合旋转椭球地球平行面模型与光电探测系统瞄准线地理姿态,推导了目标高精度被动定位解析算法.为提高测量定位精度,通过对地面目标在地球坐标系中的运动建立加速度当前统计模型作为状态方程,利用地面目标被动定位解析结果作为量测方程,应用标准卡尔曼滤波方法进一步提升目标定...