星体弧长法标定光电经纬仪指向精度

星体标校技术是利用恒星在天球上的准确视位置标定光电经纬仪的指向精度。其方法主要采用两种方式：时角法和弧长法。时角法是采用恒星视位置的计算公式,通过光电经纬仪瞄准并测量,然后与理论计算的真值进行比对,从而求出光电经纬仪的指向误差。弧长法则是利用天球中北极星与任一颗恒星弧长不变的原理而发展起来的新型技术。本文详细介绍了星体弧长法标定光电经纬仪指向精度的基本原理,对标定精度进行了分析,指出了影响其精度的因素,并对其应用到靶场的外场实时检测方法进行了探讨。     

水平式经纬仪静态指向修正模型的比较与改进

为了对跟踪高轨目标无跟踪盲区的水平式经纬仪的指向进行修正,对经纬仪指向修正模型进行了理论分析和实验研究。介绍了球谐函数、支架、水平式3种指向修正模型,并对水平式模型做了修改。利用实测恒星数据进行matlab回归对比分析,最后采用内符合和外符合两种方法对3种模型的回归精度进行符合对比,得出了适合水平式经纬仪指向修正的模型。应用该水平式修正模型对某型水平式经纬仪的实际指向进行了修正,实验结果表明,其经轴L修正精度为0.4672″,纬轴B修正精度为0.4227″。对3种模型回归精度的对比分析显示,用支架和水平式模型修正水平式光电经纬仪指向精度时,效果均远优于球谐函数模型,支架模型略优于水平式模型,从而得出球谐函数模型不适合修正水平式经纬仪指向的结论。     

大气临边观测中视轴临边指向精度的在轨补偿

为提高大气臭氧观测中的临边大气反演精度,克服臭氧探测仪在轨热变形和卫星姿态误差对临边指向精度的影响,建立了在轨视轴临边指向的精度补偿方法。通过分析低星等恒星的能量和观测时机,设计合适的恒星观测窗口和积分时间;采用平板玻璃获取星点像的弥散斑,用阈值距心法计算恒星像在像面上的位置;然后根据卫星轨道和探测仪的几何结构,设计临边指向精度的在轨补偿方法并分析了补偿后的临边指向精度。地面对星观测实验的结果表明:采用恒星定位补偿法,可使星点像的定位误差小于1.83″,当前视轴的指向误差控制在±3.08″以内;在编码器的位置重复精度为±2.47″的条件下,使临边观测光轴位置上的扫描镜定位误差控制在±3.95″以内,臭氧探测仪临边指向精度达到±7.9″以上,完全满足反演所需的指向精度优于±12.4″的要求。     

对经纬仪静态精度检测中星校技术误差源的分析

为了更好地应用星校技术进行靶场经纬仪的静态精度标定,在对不同靶场多种型号经纬仪的星体标校过程中,分析了星校过程中站址坐标、绝对时间、大气折射等因素对测角精度的影响,给出了比较数据,结合实例分析了星校法标定经纬仪单项差和总误差的数据,结果表明,减少星校过程误差,是提高星体标校精度的有效手段.     

基于交会方式的舰载火控雷达零位误差动态标校仪设计

目前舰载战术导弹火控雷达的零位误差标校主要采用静态标校,无法实现在线动态标校.本文提出基于双站CCD激光经纬仪的动态标校雷达零位误差的方法:经过经纬仪调平和找到真北后,经过GPS统一授时,激光经纬仪在某一时刻测量得到静态初始角度信息,CCD相机同时采集天线馈元动态位移信息,利用空间后方交会方式,实现了具有自动指示雷达零位误差的标校仪.实验结果表明,该方法的误差在cm级,比其他方法精度上提高了一个数量级,测量时间缩短为2 h.     

利用地球紫外和恒星可见光的卫星自主导航

提出一种利用地球紫外波段和恒星可见光波段为卫星进行自主导航的方法,该导航方法利用视场1观测恒星可见光波段,视场2观测地球紫外波段.在视场1利用星敏感器全天球识别算法识别所有恒星星像,识别结果的光轴指向作为恒星矢量;视场2被用来对地球紫外波段轮廓成像,计算得到地心矢量在卫星本体坐标系中的方向.最后,利用卫星轨道动力学方程和扩展卡尔曼滤波器来计算卫星轨道参数.对一紫外敏感器进行的实验表明,与利用红外地平仪和恒星可见光的自主导航方法相比,该方法的位置误差由1 000 m减小到500m,速度误差由100m/s减小到40 m/s,而且消除了由于太阳光与地平线夹角带来的周期误差,因此,该方法具有很好的鲁棒性.     

提高海上白天测星能力的方法研究

船载经纬仪是远洋航天测量船导航定位系统专用光学测量设备.该设备以电视跟踪和测量为基础,主要用于测量船执行海上卫星测控任务和校飞时提供精确的航向数据.通过昼夜测量恒星获取脱靶量解算航向角,修正惯性导航系统的航向差是船载经纬仪的主要功能.由于种种原因白天测星一直不很理想,本文从应用角度提出新的白天测星方法,并重点讨论了视频人工判读法.通过海上校飞及码头校飞的检验,可以提高白天测星的数量和星等,测量精度完全可以满足要求.     

经纬仪的自动星体标校

星体标校是经纬仪在外场进行精度检测和单项误差调整常用的方法之一,目前靶场经纬仪在进行星体标校时多采用查阅星表的办法,自动化程度较低。本文介绍了一种自建星库计算星体位置,自动实现引星、拍星和星体标校的方法。详细叙述了该方法的原理和系统实现。     

利用星空标校提高电影经纬仪测量精度

随着航天和兵工事业的发展,对电影经纬仪测量精度的要求愈来愈高,但单靠光机电工艺改善来提高是有一定困难的,为此本文提出使用现有设备,利用星空标校提高电影经纬仪测量精度的方法。     

经纬仪最佳一致逼近多项式速度实时求解

利用经纬仪进行速度实时求解,一直是测控领域难题,为了提高经纬仪求解速度的实时性及高精度,激光测距光电经纬仪,在反复实验中,提出了一种最佳一致逼近多项式速度求解方法,即保证了速度实时性又保证了速度的精度。首先,利用单站经纬仪加激光测距获得目标空间位置,对激光测距信息采用改进的最小二乘法进行拟合滤波;然后根据求解速度模型,计算速度初值;在采用多项式逼近速度真值时,采用常规的表达形式会产生很大的计算误差,为了减少计算误差,多项式采用三次切比雪夫多项式组合的方式获得最佳一致逼近多项式计算速度函数;最佳一致逼近多项式速度函数使用三次有限差分方法识别速度野值,获得实时、高精度的目标速度值。激光测距经纬仪测速的指标包括实时性（延时<100 ms）和精度（误差<1 m/s）两个指标,把加载在无人机上的较高精度GPS的测速值作为比对值,采用多种算法计算目标速度,实验结果表明：高斯函数方法速度实时性好,但测量速度精度>1.5 m/s;卡尔曼方法求速度精度很好,但是因为用了大量的历史数据,速度值滞后;本文最佳一致逼近多项式法计算得到的速度,实时性好,延时50 ms;速度精度均方差为0.8 ...     

利用测星实现经纬仪外场静态精度检测

介绍在电影经纬仪上实现的通过解算星体理论值，实时引导经纬仪测星捕星解算经纬仪系统误差、随机误差、总误差的方法     

利用测星实现经纬仪外场静态精度检测

介绍在电影经纬仪上实现的通过解算星体理论值,实时引导经纬仪测星捕星解算经纬仪系统误差、随机误差、总误差的方法     

测绘相机坐标系与立方镜转换矩阵的标定

介绍了一种测绘相机坐标系与立方镜之间关系的标定方法。对两坐标系的转换矩阵、标定方法和标定精度进行研究。推导了两坐标系的关系,建立了坐标系间的转换矩阵。利用高精度二维转台、0.5″经纬仪和平行光管完成了测绘相机与相机立方镜坐标系之间的角度测量。最后,对标定精度进行了分析。误差分析结果表明:该方法的标定精度优于2″(1σ),可以满足测绘相机坐标系与立方镜转换关系的标定要求,具有实用价值。     

广角望远镜实时自动调焦的清晰度评价方法

SVOM天文卫星附属的地基广角相机阵(GWAC)含有36个广角望远镜,其短时标的高精度自动观测建立在实时自动调焦的基础上,本文将对广角望远镜实时自动调焦的图像清晰度评价方法进行研究和实现。文章首先比较研究了常用望远镜图像清晰度评价方法的原理及在GWAC系统上的适用性,得出基于星像能量集中度的两种方法:星像50%能量半径、PSF的FWHM值适用于GWAC系统。区别于常用天文软件包IRAF费时的算法,本文提出了基于点源强度分布进行PSF拟合计算FWHM的方法,并进一步探究了诸如拟合模型、选星标准、定心精度、拟合半径、插值方法、插值间隔、FWHM后处理等关键方法参数对FWHM计算精度与速度的影响。最终得到一套适用于GWAC实时自动调焦的清晰度评价方法,并用C++编程实现。本文中方法 FWHM计算误差为0.046pixel,精度与IRAF相当,计算焦点位置一致;单图(挑选后约300颗星)计算时间为0.67s,约为IRAF计算时间的1/20,满足GWAC系统自动调焦的精度与实时性需求。研究结果在GWAC系统中得到应用,并可为其他自动化望远镜观测系统提供参考。     

基于卡尔曼滤波技术解算惯导的水平偏差

针对测量船惯导系统水平及航向精度检测需求,提出了采用卡尔曼滤波技术解算惯导水平偏差的新方法。对经纬仪校准惯导的基本原理及陀螺的随机飘移分析,利用经纬仪测星方法,在惯导飘移误差小于7′,标定误差可在2″以内,可有效地消除惯导的随机游动误差分量,将使测量船的整体测量精度得到显著的提高。     

激光跟踪测量系统比对校验

介绍激光跟踪仪精度校验方法。用激光跟踪仪与高精密立式加工中心比对来测量激光跟踪仪在IFM(干涉测量模式)模式下精度，为激光跟踪系统的验收提供依据，同时为激光跟踪仪误差补偿提供数据支持。     

工件特征点三维坐标非视觉测量方法综述

对工件上特征点的三维坐标非视觉测量方法进行了综述,其中包括平台高度尺法、电子经纬仪法、坐标测量机法、雷达测量法、莫尔条纹测距法、跟踪式激光干涉仪测距方法等。对每种方法的特点及其测量精度进行了详细的分析,并介绍了目前的发展及应用现状。     

车载经纬仪的测量误差修正

载车平台变形会直接导致经纬仪方位旋转轴线产生倾斜,从而影响经纬仪的测角精度。为补偿测角精度,实现活动站测量,通过球面几何推导了平台变形对光电经纬仪测角误差影响的修正公式,利用光电轴角编码器精度高、采样频率高的特性,测量出经纬仪坐标系倾斜,经过坐标变换推导出经纬仪倾斜角和倾斜方向,该测量装置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。实验结果表明,该方法能够实时有效地补偿因平台变形而带来的测角误差,使经纬仪不落地测角精度控制在20″内,为实现高精度车载光电测量提供了一种有效的途径。