[發明專利]一種用于車載平臺光電跟蹤系統的高精度引導方法

有效

• 申請號: 201210351923.2
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN102880195A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 劉興法;杜俊峰;溫正明;扈宏毅
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G05D3/00
• 分類號: G05D3/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 賈玉忠

1.一種用于車載平臺光電跟蹤系統的高精度引導方法，其特征在于：所述方法實現采用裝置包括測角元器件（1）、高精度電子水平儀（2）、串口連線（3）、接口電路板（4）、計算機（5）、時統系統（6）、光電跟蹤系統調平機構（7）和車載平臺調平機構（8）；高精度電子水平儀（2）通過接口電路板（4）和串口連線（3）與時統系統（6）連接；在時統系統（6）的作用下，計算機（5）從高精度電子水平儀（2）和測角元器件（1）中同步獲取數據；所述方法實現步驟如下：

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）的橫向與方位旋轉方向相切，并標定高精度電子水平儀（2）沿方位角度方向相對視軸的位置θ0，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，導致引導值誤差滿足下式：

ΔA′≤Δc·sinα

ΔE′≤Δc·sinα

Δc：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

ΔA′：恒星或其他目標位置理論引導值與計算引導值在方位方向上的偏差

ΔE′：恒星或其他目標位置理論引導值與計算引導值在俯仰方向上的偏差

α：方位軸的最大傾斜角度；

根據光電跟蹤系統的視場大小及引導精度要求對高精度電子水平儀（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：光電跟蹤系統的調平：

通過光電跟蹤系統調平機構（7）和車載平臺調平機構（8）把方位軸的傾斜誤差調整到高精度電子水平儀（2）量程范圍內，并保證在外界環境作用下，方位軸的傾斜誤差在高精度電子水平儀（2）量程范圍內變化；

第三步：高精度電子水平儀（2）與測角元器件（1）數據的獲取：

光電跟蹤系統的方位每旋轉一周，至少從高精度電子水平儀（2）中提取三組數據，第一組數據D₀對應方位測角元器件的位置γ₀，第二組數據D₁對應方位測角元器件的位置γ₀+π/2，第三組數據D₂對應方位測角元器件的位置γ₀+π，提取數據時通過時統系統（6）保證同步提取，并求取高精度電子水平儀（2）D₁相對D₀，D₂相對D₀的傾角差Δv₁和Δv₂：

Δv₁＝(D₁-D₀)×f

Δv₂＝(D₂-D₀)×f

f為高精度電子水平儀（2）的分辨率；

第四步：光電跟蹤系統方位軸傾斜角度與傾斜方向的求解：

通過下式計算光電跟蹤系統方位軸的傾斜角度α和相對θ₀的傾斜方向β：

sinαsinβ=sin(Δv2)-πsinαcosβ=2sin(Δv1)-sin(Δv2)πtgβ=sin(Δv2)sin(Δv2)-2sin(Δv1)]]>

第五步：由恒星相對站址的理論位置求解對光電跟蹤系統的引導值，并求解所采用系統誤差修正模型的修正參數：

設光電跟蹤系統以大地北為方位零位，視軸與方位軸垂直時為俯仰零位；高精度電子水平儀（2）的安裝位置沿方位角方向與視軸的夾角為θ₀，第一次讀數時對應測角元器件的計數為γ₀則方位軸的傾斜方向在方位方向表示為：

A_H＝θ₀+γ₀-β

在站址位置，恒星的理論方位為（A₀，E₀），由恒星表查得，相對傾斜角度為α、傾斜方向為A_H時對恒星的測量值為方位角A′和俯仰角E′，兩者之間的關系為：

tan(A′-AH)=cosE0sinA0cosAH-cosE0cosA0sinAHcosE0sinA0cosαsinAH+cosE0cosA0αcosAH-sinE0sinα=x′y′]]>

x′＝cosE₀sinA₀cosA_H-cosE₀cosA₀sinA_H

y′＝cosE₀sinA₀cosαsinA_H+cosE₀cosA₀cosαcosA_H-sinE₀sinα

E′＝arcsin(cosE₀sinA₀sinαsinA_H+cosE₀cosA₀sinαcosA_H+sinE₀cosα)

mod(x,y)表示x對y求余；

以多顆恒星為樣本，恒星相對站址的理論位置并消除α和A_H的影響后所得的（A′，E′）作為光電跟蹤系統的引導值進行系統誤差修正，求出系統誤差修正模型的修正參數。系統誤差修正模型采用球諧函數或、單向差等系統誤差修正方法；

第六步：光電跟蹤系統傾斜狀態發生變化時對目標高精度引導的實現：

在外界環境的影響下，當方位軸的傾斜角度α或傾斜方向A_H發生變化時，用第五步中的公式重新求取恒星或其他目標對光電跟蹤系統的引導值（A′，E′），仍用第五步中的系統誤差修正模型及所得系統誤差修正參數，求得光電跟蹤系統的測量值，實現對恒星或其他目標的高精度引導。

2.根據權利要求1所述的一種用于車載平臺光電跟蹤系統的高精度引導方法，其特征在于：在所述步驟（4）中方位軸旋轉一周內，取多組γ₀、γ₀+π/2、γ₀+π然后取多組測量計算結構的平均值作為α和β的值，以提高測量計算精度。