一种用于车载平台光电跟踪系统的高精度引导方法

文档序号:6312615
专利名称:一种用于车载平台光电跟踪系统的高精度引导方法
技术领域
本发明涉及一种用于车载平台光电跟踪系统的高精度引导方法,具体的说,就是针对车载平台调平精度低,随着外界环境的变化,车载平台状态不稳定而导致车载平台光电跟踪系统引导精度低或难以正确引导的缺陷,实现与地基光电跟踪系统相当的引导精度,而基本不受车载平台状态变化的影响。
背景技术
为了快速捕获目标,往往需要对光电跟踪系统进行较高精度的引导。对于地基光电跟踪系统,由于地基状态稳定,通过系统误差修正方法,在相当长时间内均可实现高精度引导。目前,为了保证多数光电跟踪系统的机动性,不是落在地基上,而是在车载平台上进行工作。为实现对光电跟踪系统的高精度引导,车载平台需要进行高精度高平且保持状态稳定,但车载平台的调平精度远不能满足实际需要,且车载平台的状态会随着外界环境的 变化而变化,目前采取的主要措施是提高车载平台的调平精度和状态稳定性、在外界环境相对稳定的时间段内工作,此类方法难度大,效率低且效果不佳。

发明内容
本发明要解决的技术问题是克服车载平台光电跟踪系统引导精度低或难以正确引导的缺陷,提供一种用于车载平台光电跟踪系统的高精度引导方法,在保证对车载光电跟踪系统高精度引导的前提下,工程实现难度小。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种用于车载平台光电跟踪系统的高精度引导方法,其特征在于所述方法实现采用装置包括测角元器件I、高精度电子水平仪2(对光电跟踪系统实现引导本身即为高精度引导,电子水平仪的精度要根据光学成像系统的视场大小及要求的引导精度确定,目前应用较为普遍的是分辨率达到O. 2"的电子水平仪,对于本领域技术人员是可以理解的)、串口连线3、接口电路板4、计算机5、时统系统6、光电跟踪系统调平机构7和车载平台调平机构8 ;高精度电子水平仪2通过接口电路板4和串口连线3与时统系统6连接;在时统系统6的作用下,计算机5从高精度电子水平仪2和测角元器件I中同步获取数据;所述方法实现步骤如下第一步高精度电子水平仪2的安装把高精度电子水平仪2固定在与方位轴垂直的平面上,高精度电子水平仪2的横向与方位旋转方向相切,并标定高精度电子水平仪2沿方位角度方向相对视轴的位置θ 0,高精度电子水平仪2的横向与以方位轴为中心的径向的垂直度误差,导致引导值误差满足下式ΛA'彡 Ac · sinaAE1 < Ac · sin aAc :高精度电子水平仪2的横向与以方位轴为中心的径向的垂直度误差,用角度表示
AA':恒星或其他目标位置理论引导值与计算引导值在方位方向上的偏差ΛΕ,:恒星或其他目标位置理论引导值与计算引导值在俯仰方向上的偏差α :方位轴的最大倾斜角度;根据光电跟踪系统的视场大小及引导精度要求对高精度电子水平仪2的横向与以方位轴为中心的径向的垂直度误差提出要求;第二步光电跟踪系统的调平通过光电跟踪系统调平机构7和车载平台调平机构8把方位轴的倾斜误差调整到高精度电子水平仪2量程范围内,并保证在外界环境作用下,方位轴的倾斜误差在高精度电子水平仪2量程范围内变化;第三步高精度电子水平仪2与测角元器件I数据的获取光电跟踪系统的方位每旋转一周,至少从高精度电子水平仪2中提取三组数据,第一组数据Dtl对应方位测角元器件的位置Y ο,第二组数据D1对应方位测角元器件的位置
Y/2,第三组数据D2对应方位测角元器件的位置Y J π,提取数据时通过时统系统6保证同步提取,并求取高精度电子水平仪2Di相对Dtl, D2相对Dtl的倾角差Λ V1和Λ V2 :Δ V1 = (D1-D0) XfΔ ν2 = (D2-D0) Xff为高精度电子水平仪2的分辨率;第四步光电跟踪系统方位轴倾斜角度与倾斜方向的求解通过下式计算光电跟踪系统方位轴的倾斜角度α和相对Θ ^的倾斜方向β
权利要求
1.一种用于车载平台光电跟踪系统的高精度引导方法,其特征在于所述方法实现采用装置包括测角元器件(I)、高精度电子水平仪(2)、串口连线(3)、接口电路板(4)、计算机(5)、时统系统(6)、光电跟踪系统调平机构(7)和车载平台调平机构(8);高精度电子水平仪(2)通过接口电路板(4)和串口连线(3)与时统系统(6)连接;在时统系统(6)的作用下,计算机(5)从高精度电子水平仪(2)和测角元器件(I)中同步获取数据;所述方法实现步骤如下 第一步高精度电子水平仪(2)的安装 把高精度电子水平仪(2)固定在与方位轴垂直的平面上,高精度电子水平仪(2)的横向与方位旋转方向相切,并标定高精度电子水平仪(2)沿方位角度方向相对视轴的位置Θ O,高精度电子水平仪(2)的横向与以方位轴为中心的径向的垂直度误差,导致引导值误差满足下式 Δ A' < Δ c · sin αAE, ^ Δ c · sin α Ac :高精度电子水平仪(2)的横向与以方位轴为中心的径向的垂直度误差,用角度表示 ΛΑ,:恒星或其他目标位置理论引导值与计算引导值在方位方向上的偏差 ΔΕ':恒星或其他目标位置理论引导值与计算引导值在俯仰方向上的偏差 α :方位轴的最大倾斜角度; 根据光电跟踪系统的视场大小及引导精度要求对高精度电子水平仪(2)的横向与以方位轴为中心的径向的垂直度误差提出要求; 第二步光电跟踪系统的调平 通过光电跟踪系统调平机构(7)和车载平台调平机构(8)把方位轴的倾斜误差调整到高精度电子水平仪(2)量程范围内,并保证在外界环境作用下,方位轴的倾斜误差在高精度电子水平仪(2)量程范围内变化; 第三步高精度电子水平仪(2)与测角元器件(I)数据的获取光电跟踪系统的方位每旋转一周,至少从高精度电子水平仪(2)中提取三组数据,第一组数据Dtl对应方位测角元器件的位置Y C1,第二组数据D1对应方位测角元器件的位置Y /2,第三组数据D2对应方位测角元器件的位置Υ(ι+π,提取数据时通过时统系统(6)保证同步提取,并求取高精度电子水平仪(2) D1相对Dtl, D2相对Dtl的倾角差Λ V1和Av2:Δ V1 = (D1-D0) X fAv2 = (D2-D0) X f f为高精度电子水平仪(2)的分辨率; 第四步光电跟踪系统方位轴倾斜角度与倾斜方向的求解 通过下式计算光电跟踪系统方位轴的倾斜角度α和相对Θ ^的倾斜方向β
2.根据权利要求I所述的一种用于车载平台光电跟踪系统的高精度引导方法,其特征在于在所述步骤(4)中方位轴旋转一周内,取多组Υ(ι、γ0+π/2, γ0+π然后取多组测量计算结构的平均值作为α和β的值,以提高测量计算精度。
全文摘要
一种用于车载平台光电跟踪系统的高精度引导方法,适用于车载平台光电跟踪系统。所要解决的问题是,车载平台难以高精度调平和调平后状态不稳定,导致光电跟踪系统的引导精度低甚至难以引导。把高精度电子水平仪固定在与方位轴垂直的平面上,高精度电子水平仪的横向与方位旋转方向相切;高精度电子水平仪通过串口向计算机实时传输数据,通过高精度电子水平仪和测角元器件的测量数据对目标位置的引导数据进行准实时修正,再经系统误差修正后实现车载平台光电跟踪系统的高精度引导。
文档编号G05D3/00GK102880195SQ20121035192
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者刘兴法, 杜俊峰, 温正明, 扈宏毅 申请人:中国科学院光电技术研究所
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