專利名稱：一種用于車載平臺(tái)光電跟蹤系統(tǒng)的高精度引導(dǎo)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車載平臺(tái)光電跟蹤系統(tǒng)的高精度引導(dǎo)方法，具體的說(shuō)，就是針對(duì)車載平臺(tái)調(diào)平精度低，隨著外界環(huán)境的變化，車載平臺(tái)狀態(tài)不穩(wěn)定而導(dǎo)致車載平臺(tái)光電跟蹤系統(tǒng)引導(dǎo)精度低或難以正確引導(dǎo)的缺陷，實(shí)現(xiàn)與地基光電跟蹤系統(tǒng)相當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)精度，而基本不受車載平臺(tái)狀態(tài)變化的影響。
背景技術(shù)：
為了快速捕獲目標(biāo)，往往需要對(duì)光電跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行較高精度的引導(dǎo)。對(duì)于地基光電跟蹤系統(tǒng)，由于地基狀態(tài)穩(wěn)定，通過(guò)系統(tǒng)誤差修正方法，在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)均可實(shí)現(xiàn)高精度引導(dǎo)。目前，為了保證多數(shù)光電跟蹤系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)性，不是落在地基上，而是在車載平臺(tái)上進(jìn)行工作。為實(shí)現(xiàn)對(duì)光電跟蹤系統(tǒng)的高精度引導(dǎo)，車載平臺(tái)需要進(jìn)行高精度高平且保持狀態(tài)穩(wěn)定，但車載平臺(tái)的調(diào)平精度遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際需要，且車載平臺(tái)的狀態(tài)會(huì)隨著外界環(huán)境的 變化而變化，目前采取的主要措施是提高車載平臺(tái)的調(diào)平精度和狀態(tài)穩(wěn)定性、在外界環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)間段內(nèi)工作，此類方法難度大，效率低且效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服車載平臺(tái)光電跟蹤系統(tǒng)引導(dǎo)精度低或難以正確引導(dǎo)的缺陷，提供一種用于車載平臺(tái)光電跟蹤系統(tǒng)的高精度引導(dǎo)方法，在保證對(duì)車載光電跟蹤系統(tǒng)高精度引導(dǎo)的前提下，工程實(shí)現(xiàn)難度小。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種用于車載平臺(tái)光電跟蹤系統(tǒng)的高精度引導(dǎo)方法，其特征在于所述方法實(shí)現(xiàn)采用裝置包括測(cè)角元器件I、高精度電子水平儀2(對(duì)光電跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)本身即為高精度引導(dǎo)，電子水平儀的精度要根據(jù)光學(xué)成像系統(tǒng)的視場(chǎng)大小及要求的引導(dǎo)精度確定，目前應(yīng)用較為普遍的是分辨率達(dá)到O. 2"的電子水平儀，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是可以理解的)、串口連線3、接口電路板4、計(jì)算機(jī)5、時(shí)統(tǒng)系統(tǒng)6、光電跟蹤系統(tǒng)調(diào)平機(jī)構(gòu)7和車載平臺(tái)調(diào)平機(jī)構(gòu)8 ;高精度電子水平儀2通過(guò)接口電路板4和串口連線3與時(shí)統(tǒng)系統(tǒng)6連接；在時(shí)統(tǒng)系統(tǒng)6的作用下，計(jì)算機(jī)5從高精度電子水平儀2和測(cè)角元器件I中同步獲取數(shù)據(jù)；所述方法實(shí)現(xiàn)步驟如下第一步高精度電子水平儀2的安裝把高精度電子水平儀2固定在與方位軸垂直的平面上，高精度電子水平儀2的橫向與方位旋轉(zhuǎn)方向相切，并標(biāo)定高精度電子水平儀2沿方位角度方向相對(duì)視軸的位置θ 0,高精度電子水平儀2的橫向與以方位軸為中心的徑向的垂直度誤差，導(dǎo)致引導(dǎo)值誤差滿足下式ΛA'彡 Ac · sinaAE1 < Ac · sin aAc :高精度電子水平儀2的橫向與以方位軸為中心的徑向的垂直度誤差，用角度表示
AA':恒星或其他目標(biāo)位置理論引導(dǎo)值與計(jì)算引導(dǎo)值在方位方向上的偏差ΛΕ,:恒星或其他目標(biāo)位置理論引導(dǎo)值與計(jì)算引導(dǎo)值在俯仰方向上的偏差α :方位軸的最大傾斜角度；根據(jù)光電跟蹤系統(tǒng)的視場(chǎng)大小及引導(dǎo)精度要求對(duì)高精度電子水平儀2的橫向與以方位軸為中心的徑向的垂直度誤差提出要求；第二步光電跟蹤系統(tǒng)的調(diào)平通過(guò)光電跟蹤系統(tǒng)調(diào)平機(jī)構(gòu)7和車載平臺(tái)調(diào)平機(jī)構(gòu)8把方位軸的傾斜誤差調(diào)整到高精度電子水平儀2量程范圍內(nèi)，并保證在外界環(huán)境作用下，方位軸的傾斜誤差在高精度電子水平儀2量程范圍內(nèi)變化；第三步高精度電子水平儀2與測(cè)角元器件I數(shù)據(jù)的獲取光電跟蹤系統(tǒng)的方位每旋轉(zhuǎn)一周，至少?gòu)母呔入娮铀絻x2中提取三組數(shù)據(jù)，第一組數(shù)據(jù)Dtl對(duì)應(yīng)方位測(cè)角元器件的位置Y ο,第二組數(shù)據(jù)D1對(duì)應(yīng)方位測(cè)角元器件的位置
Y/2，第三組數(shù)據(jù)D2對(duì)應(yīng)方位測(cè)角元器件的位置Y J π，提取數(shù)據(jù)時(shí)通過(guò)時(shí)統(tǒng)系統(tǒng)6保證同步提取，并求取高精度電子水平儀2Di相對(duì)Dtl, D2相對(duì)Dtl的傾角差Λ V1和Λ V2 :Δ V1 = (D1-D0) XfΔ ν2 = (D2-D0) Xff為高精度電子水平儀2的分辨率；第四步光電跟蹤系統(tǒng)方位軸傾斜角度與傾斜方向的求解通過(guò)下式計(jì)算光電跟蹤系統(tǒng)方位軸的傾斜角度α和相對(duì)Θ ^的傾斜方向β
權(quán)利要求
1.一種用于車載平臺(tái)光電跟蹤系統(tǒng)的高精度引導(dǎo)方法，其特征在于所述方法實(shí)現(xiàn)采用裝置包括測(cè)角元器件(I)、高精度電子水平儀(2)、串口連線(3)、接口電路板(4)、計(jì)算機(jī)(5)、時(shí)統(tǒng)系統(tǒng)(6)、光電跟蹤系統(tǒng)調(diào)平機(jī)構(gòu)(7)和車載平臺(tái)調(diào)平機(jī)構(gòu)(8);高精度電子水平儀(2)通過(guò)接口電路板(4)和串口連線(3)與時(shí)統(tǒng)系統(tǒng)(6)連接；在時(shí)統(tǒng)系統(tǒng)(6)的作用下，計(jì)算機(jī)(5)從高精度電子水平儀(2)和測(cè)角元器件(I)中同步獲取數(shù)據(jù)；所述方法實(shí)現(xiàn)步驟如下 第一步高精度電子水平儀(2)的安裝 把高精度電子水平儀(2)固定在與方位軸垂直的平面上，高精度電子水平儀(2)的橫向與方位旋轉(zhuǎn)方向相切，并標(biāo)定高精度電子水平儀(2)沿方位角度方向相對(duì)視軸的位置Θ O，高精度電子水平儀(2)的橫向與以方位軸為中心的徑向的垂直度誤差，導(dǎo)致引導(dǎo)值誤差滿足下式 Δ A' < Δ c · sin αAE, ^ Δ c · sin α Ac :高精度電子水平儀(2)的橫向與以方位軸為中心的徑向的垂直度誤差，用角度表示 ΛΑ,:恒星或其他目標(biāo)位置理論引導(dǎo)值與計(jì)算引導(dǎo)值在方位方向上的偏差 ΔΕ':恒星或其他目標(biāo)位置理論引導(dǎo)值與計(jì)算引導(dǎo)值在俯仰方向上的偏差 α :方位軸的最大傾斜角度； 根據(jù)光電跟蹤系統(tǒng)的視場(chǎng)大小及引導(dǎo)精度要求對(duì)高精度電子水平儀(2)的橫向與以方位軸為中心的徑向的垂直度誤差提出要求； 第二步光電跟蹤系統(tǒng)的調(diào)平 通過(guò)光電跟蹤系統(tǒng)調(diào)平機(jī)構(gòu)(7)和車載平臺(tái)調(diào)平機(jī)構(gòu)(8)把方位軸的傾斜誤差調(diào)整到高精度電子水平儀(2)量程范圍內(nèi)，并保證在外界環(huán)境作用下，方位軸的傾斜誤差在高精度電子水平儀(2)量程范圍內(nèi)變化； 第三步高精度電子水平儀(2)與測(cè)角元器件(I)數(shù)據(jù)的獲取光電跟蹤系統(tǒng)的方位每旋轉(zhuǎn)一周，至少?gòu)母呔入娮铀絻x(2)中提取三組數(shù)據(jù)，第一組數(shù)據(jù)Dtl對(duì)應(yīng)方位測(cè)角元器件的位置Y C1，第二組數(shù)據(jù)D1對(duì)應(yīng)方位測(cè)角元器件的位置Y /2，第三組數(shù)據(jù)D2對(duì)應(yīng)方位測(cè)角元器件的位置Υ(ι+π，提取數(shù)據(jù)時(shí)通過(guò)時(shí)統(tǒng)系統(tǒng)(6)保證同步提取，并求取高精度電子水平儀(2) D1相對(duì)Dtl, D2相對(duì)Dtl的傾角差Λ V1和Av2:Δ V1 = (D1-D0) X fAv2 = (D2-D0) X f f為高精度電子水平儀(2)的分辨率； 第四步光電跟蹤系統(tǒng)方位軸傾斜角度與傾斜方向的求解 通過(guò)下式計(jì)算光電跟蹤系統(tǒng)方位軸的傾斜角度α和相對(duì)Θ ^的傾斜方向β
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于車載平臺(tái)光電跟蹤系統(tǒng)的高精度引導(dǎo)方法，其特征在于在所述步驟(4)中方位軸旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)，取多組Υ(ι、γ0+π/2, γ0+π然后取多組測(cè)量計(jì)算結(jié)構(gòu)的平均值作為α和β的值，以提高測(cè)量計(jì)算精度。
全文摘要
一種用于車載平臺(tái)光電跟蹤系統(tǒng)的高精度引導(dǎo)方法，適用于車載平臺(tái)光電跟蹤系統(tǒng)。所要解決的問(wèn)題是，車載平臺(tái)難以高精度調(diào)平和調(diào)平后狀態(tài)不穩(wěn)定，導(dǎo)致光電跟蹤系統(tǒng)的引導(dǎo)精度低甚至難以引導(dǎo)。把高精度電子水平儀固定在與方位軸垂直的平面上，高精度電子水平儀的橫向與方位旋轉(zhuǎn)方向相切；高精度電子水平儀通過(guò)串口向計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，通過(guò)高精度電子水平儀和測(cè)角元器件的測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)目標(biāo)位置的引導(dǎo)數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)實(shí)時(shí)修正，再經(jīng)系統(tǒng)誤差修正后實(shí)現(xiàn)車載平臺(tái)光電跟蹤系統(tǒng)的高精度引導(dǎo)。
文檔編號(hào)G05D3/00GK102880195SQ20121035192
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月20日
發(fā)明者劉興法, 杜俊峰, 溫正明, 扈宏毅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所