一种基于标志点的光电设备对飞行目标的测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种目标光学测量方法，具体为一种基于标志点的光电设备对飞行目 标的测量方法。
【背景技术】
[0002] 飞行目标跟踪测量包括目标位置和姿态测量，在军事以及民用领域具有重大的意 义。目前，在测控领域，飞行目标位置和姿态测量方法主要有两种：1、遥测法：在目标上装 载陀螺、惯导、GPS等测量设备进行位置、姿态信息测量；2、外测法：利用地面上光电经炜仪 等外测设备采集飞行目标信息，经过处理得到所需的目标位置信息和目标特性参数，获取 目标飞行实况图像资料。
[0003] 其中遥测法利用陀螺、惯导等设备测量成本高，GPS大部分是每秒测量一次，一秒 内的测量数据通过插值完成，目标高速运动情况下可信度不高，并且利用遥测法测量时在 目标高速运动情况下可能造成信号传输不稳定，可靠性不高。而外测法在测量目标位置和 姿态时，具有测量成本低，直观性强，可靠性高等优点，成为现代靶场试验中对飞行目标跟 踪测量常用方法。
[0004] 在利用外测法测量目标位置、姿态时，一般采用光电经炜仪随动跟踪测量方式。光 电经炜仪由很多分系统组成，其中影响目标测量精度的主要系统是测角系统和跟踪测量系 统。测角系统记录相机光轴的方位角和俯仰角信息，跟踪测量系统记录目标偏离光轴的脱 靶量。由于光电经炜仪在使用中存在很多误差来源，有垂直轴、水平轴、视准轴误差，轴角编 码器误差，零位差，定向差，判读误差等，造成光电经炜仪在跟踪测量时测角精度不是很高， 一般在几十角秒左右。无法满足一些高精度测量试验中对目标测量的精度需求。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种测量精度高，操作简单，成本低廉的 基于标志点的光电设备对飞行目标的测量方法。
[0006] 本发明是通过以下技术方案来实现：
[0007] 一种基于标志点的光电设备对飞行目标的测量方法，包括如下步骤，
[0008] (1)确定光电设备光心的空间绝对位置（XmLZ。）；
[0009] (2)根据目标理论弹道估计光电设备的视场范围；
[0010] (3)在光电设备的视场范围内架设标志点；
[0011] ⑷测量标志点的空间绝对位置（Xs，Ys，Zs);
[0012] (5)目标经过视场范围时，光电设备拍摄包含目标和标志点信息的图像，确定标志 点的图像脱靶量（x s，ys)和目标的图像脱靶量（xt，yt);
[0013] (6)根据光电设备的空间绝对位置、标志点的空间绝对位置和拍摄的图像，得到光 电设备的综合测角误差（A A，A E);
[0014] (7)根据光电设备的码盘指示值（A。，E。)、目标图像脱靶量信息和设备综合测角误 差，得到飞行目标相对每台光电设备的方位信息；至少两台光电设备进行交会，测量得到飞 行目标的空间位置或姿态信息。
[0015] 优选的，步骤（1)所述的光电设备采用包括光电经炜仪和实时弹道相机的靶场光 电测量设备。
[0016] 优选的，步骤（3)中架设的标志点数量至少为一个，当标志点为多个时，步骤（6) 中的光电设备的综合测角误差为所用标志点分别对应的光电设备综合测量误差的加权平 均值。
[0017] 进一步，步骤（6)中，得到光电设备综合误差的步骤如下：
[0018] 6. 1)根据标志点的大地坐标，得到标志点相对光电设备的方位角和俯仰角，方位 角为
【主权项】
1. 一种基于标志点的光电设备对飞行目标的测量方法，其特征在于，包括如下步骤， (1) 确定光电设备光心的空间绝对位置（Χ〇，Υ〇, Ztl); (2) 根据目标理论弹道估计光电设备的视场范围； (3) 在光电设备的视场范围内架设标志点； (4) 测量标志点的空间绝对位置（XS，YS，ZS); (5) 目标经过视场范围时，光电设备拍摄包含目标和标志点信息的图像，确定标志点的 图像脱靶量（xs，y s)和目标的图像脱靶量（xt，yt); (6) 根据光电设备的空间绝对位置、标志点的空间绝对位置和拍摄的图像，得到光电设 备的综合测角误差（ΔΑ，ΛΕ); (7) 根据光电设备的码盘指示值（Αε，Ε。)、目标图像脱靶量信息和设备综合测角误差， 得到飞行目标相对每台光电设备的方位信息；至少两台光电设备进行交会，测量得到飞行 目标的空间位置或姿态信息。
2. 根据权利要求1所述的一种基于标志点的光电设备对飞行目标的测量方法，其特 征在于，步骤（1)所述的光电设备采用包括光电经炜仪和实时弹道相机的靶场光电测量设 备。
3. 根据权利要求1所述的一种基于标志点的光电设备对飞行目标的测量方法，其特征 在于，步骤（3)中架设的标志点数量至少为一个，当标志点为多个时，步骤（6)中的光电设 备的综合测角误差为所用标志点分别对应的光电设备综合测量误差的加权平均值。
4. 根据权利要求1或3所述的一种基于标志点的光电设备对飞行目标的测量方法，其 特征在于，步骤（6)中，得到光电设备综合误差的步骤如下： 6. 1)根据标志点的大地坐标，得到标志点相对光电设备的方位角和俯仰角，方位角为
6. 2)根据光电设备码盘读出标志点相对光电设备的方位角和俯仰角，方位角为
俯仰角为
其中（Α。，Ε。）为设备码盘指示值，f为 光电设备相机焦距； 6.3)根据步骤6. 1)和步骤6. 2)的相等关系，得到光电设备综合误差如下，
5. 根据权利要求1所述的一种基于标志点的光电设备对飞行目标的测量方法，其特 征在于，步骤（7)中，飞行目标相对每台光电设备的方位信息为，
【专利摘要】本发明一种基于标志点的光电设备对飞行目标的测量方法，包括如下步骤，(1)确定光电设备光心的空间绝对位置；(2)根据目标理论弹道估计光电设备的视场范围；(3)在光电设备的视场范围内架设标志点；(4)测量标志点的空间绝对位置；(5)目标经过视场范围时，光电设备拍摄包含目标和标志点信息的图像，确定标志点的图像脱靶量和目标的图像脱靶量；(6)根据光电设备的空间绝对位置、标志点的空间绝对位置和拍摄的图像，得到光电设备的综合测角误差；(7)根据光电设备的码盘指示值、目标图像脱靶量信息和设备综合测角误差，得到飞行目标相对每台光电设备的方位信息；至少两台光电设备进行交会，测量得到飞行目标的空间位置或姿态信息。
【IPC分类】G01C23-00
【公开号】CN104535078
【申请号】CN201410853590
【发明人】宁辉, 谢永杰, 张华良, 张颂, 张文明, 赵岩
【申请人】中国人民解放军63655部队
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月31日