[發明專利]一種機載高精度地理指示光電轉塔的幾何精度校準方法

有效

• 申請號: 202010947532.1
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112197790B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 董浩;陳立晶;孫拓;霍家全;王豐年;李紅沛;崔佳
• 申請（專利權）人: 天津津航技術物理研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01M99/00
• 代理公司: 天津市鼎拓知識產權代理有限公司 12233
• 代理人: 劉雪娜

本發明提供了一種機載高精度地理指示光電轉塔的幾何精度校準方法，用以降低現有技術中光電轉塔幾何精度校準條件、提高校準精度。所述幾何精度校準方法，首先在光電轉塔裝配過程中對兩軸四框架陀螺穩定平臺通過在內框架安裝模擬負載，利用測角誤差對安裝角度進行校準，然后在正式負載狀態下測量角度零位誤差并進行補償，同時建立正式負載狀態下的測試基準；基于正式負載狀態下的測試基準，測量慣組安裝誤差及可見光攝像機的安裝誤差，并根據所測量的誤差進行校準。本發明采用單軸水平轉臺、光電自準直儀、光電經緯儀、陀螺經緯儀來進行測試，降低了對測試條件的需求，同時提高了光電轉塔的幾何定位精度，且校準數據全面，便于故障排查和設備維護。

技術領域

本發明屬于航空偵察領域，具體涉及一種機載高精度地理指示光電轉塔的幾何精度校準方法。

背景技術

航空光電偵察設備由光電傳感器、陀螺穩定平臺、減振器等組成。在進行目校準位時，需利用其載機的機載慣性組合導航系統(以下簡稱慣組)數據、光電轉塔的框架轉角信息以及視頻脫靶量信息，通過坐標變換計算得到目標的地理位置信息。

由于載機的慣組安裝位置與光電設備不同，受載機結構撓性的影響，引入了載機姿態測量誤差。同時受減振器的影響，陀螺穩定平臺與載機間存在不可測角運動，微小的不可測角變化會產生目校準位的巨大偏差。例如，引入的位置誤差為：△d＝△θ·L；其中△θ為不可測角運動，L為光電偵查設備與目標的斜距；當△θ＝0.2°，斜距L＝10km時，位置誤差△d＝34m，嚴重影響目標的地理定位精度。因此，需要光電轉塔等設備具有高精度滿足目標校準的要求。

圖1所示為現有技術中高精度地理指示光電轉塔結構及安裝示意圖。如圖1所示，光電轉塔2通過減振器3與作為飛行平臺的載機1固定連接，光電轉塔2的基座21上安裝有與載機1電氣連接的慣性組合導航系統4，慣組4集成在光電轉塔2內部。光電轉塔的基座、兩軸四框架的穩定平臺角度信息由光電編碼器測量。

現有技術中，高精度地理指示光電轉臺采用光電編碼器的信息直接計算得到目標的地理位置精度，受軸系精度和安裝誤差的影響，地理定位精度仍然受到限制，需要進行精度校準。通常需采用角秒級雙軸/三軸測試轉臺、大口徑平行光管等專用測試系統，測試條件和場地要求較高，且安裝時對準和配平要求較高，不易實現。

發明內容

鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，本發明旨在提供一種機載高精度地理指示光電轉塔的幾何精度校準方法，采用單軸水平轉臺、光電自準直儀、光電經緯儀、陀螺經緯儀來進行精度校準，降低測試條件，使得測量及校準易于實現，同時提高光電轉塔的幾何定位精度。

為了實現上述目的，本發明實施例采用如下技術方案：

一種機載高精度地理指示光電轉塔的幾何精度校準方法，所述幾何精度校準方法，包括如下步驟：

步驟S1，裝配光電轉塔的兩軸四框架陀螺穩定平臺，在內框架安裝模擬負載，根據相應標準通過測量的角度誤差對四框架的角度進行校準；

步驟S2，建立正式負載狀態下的測試基準；

步驟S3，在正式負載狀態下測量四框架角度零位誤差并對角度進行補償；

步驟S4，基于正式負載狀態下的測試基準，測量慣組安裝誤差，并根據所測量的慣組安裝誤差，對慣組進行校準；

步驟S5，基于正式負載狀態下的測試基準，測量可見光攝像機的安裝誤差，并根據所測量的可見光攝像機誤差，對光軸對準的可見光攝像機、紅外成像儀和激光測距儀進行校準。作為本發明的一個優選實施例，所述步驟S2中的測試基準，包括：水平測試基準、方位測試基準和同軸測試基準。