[發(fā)明專(zhuān)利]一種光電吊艙安裝誤差的空中標(biāo)定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310105122.6
• 申請(qǐng)日: 2023-02-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116380002A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚仁龍;高山;余永朝;彭松
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中光電技術(shù)研究所（中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七一七研究所）
• 主分類(lèi)號(hào): G01C1/00
• 分類(lèi)號(hào): G01C1/00;G01C25/00
• 代理公司: 武漢藍(lán)寶石專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 萬(wàn)暢

本發(fā)明涉及一種光電吊艙安裝誤差的空中標(biāo)定方法，包括：根據(jù)載機(jī)的預(yù)定飛行航跡選取觀察跟蹤的目標(biāo)點(diǎn)T，獲取目標(biāo)點(diǎn)T的坐標(biāo)；記錄載機(jī)飛行過(guò)程中不同時(shí)刻的載機(jī)位置信息、載機(jī)姿態(tài)信息和光電吊艙觀測(cè)目標(biāo)點(diǎn)T的觀測(cè)角度信息；計(jì)算在載機(jī)坐標(biāo)系下和球心坐標(biāo)系下目標(biāo)點(diǎn)T與載機(jī)之間的位置向量和位置向量構(gòu)建表示和之間關(guān)系的目標(biāo)定位模型；對(duì)目標(biāo)定位模型構(gòu)建極小化目標(biāo)函數(shù)，求解得到安裝誤差角；可以省去常規(guī)地面標(biāo)定復(fù)雜的操作環(huán)節(jié)，極大節(jié)省了工作量，同時(shí)可解決地面標(biāo)定過(guò)程中安裝誤差角間的耦合問(wèn)題，提高標(biāo)定精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及誤差標(biāo)定算法領(lǐng)域，尤其涉及一種光電吊艙安裝誤差的空中標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

在近代戰(zhàn)爭(zhēng)中，機(jī)載光電吊艙對(duì)于掌握空中優(yōu)勢(shì)，提高戰(zhàn)場(chǎng)感知能力和對(duì)地面、海面目標(biāo)的有效打擊能力以及打擊效果評(píng)估能力，具有十分重要的作用，其對(duì)目標(biāo)的探測(cè)精度直接決定著對(duì)目標(biāo)定位跟蹤性能的高低，直接影響著火控系統(tǒng)的精度和武器的作戰(zhàn)效能。

由于安裝誤差的影響，光電吊艙與載機(jī)的慣導(dǎo)系統(tǒng)之間常存在偏差，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。傳統(tǒng)安裝誤差標(biāo)定的方法為給定基準(zhǔn)法，即在試驗(yàn)室環(huán)境條件下，借助專(zhuān)門(mén)的標(biāo)校儀器，反復(fù)進(jìn)行測(cè)試、調(diào)整，最終提高安裝精度。這種方法對(duì)環(huán)境要求高，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

作為機(jī)動(dòng)平臺(tái)，光電吊艙可能會(huì)面臨頻繁的安裝與拆卸，若每次安裝都要進(jìn)行傳統(tǒng)的標(biāo)校，不僅需要專(zhuān)門(mén)設(shè)備、調(diào)試工作量大、費(fèi)用高，而且對(duì)試驗(yàn)條件有要求。另外，對(duì)一些實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合，傳統(tǒng)的標(biāo)校方法也很難滿(mǎn)足要求。

因此，研究光電吊艙安裝誤差的空中標(biāo)定方法具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種光電吊艙安裝誤差的空中標(biāo)定方法，可以省去常規(guī)地面標(biāo)定復(fù)雜的操作環(huán)節(jié)，極大節(jié)省了工作量，同時(shí)可解決地面標(biāo)定過(guò)程中安裝誤差角間的耦合問(wèn)題，提高標(biāo)定精度。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種光電吊艙安裝誤差的空中標(biāo)定方法，包括：

步驟1，根據(jù)載機(jī)的預(yù)定飛行航跡選取觀察跟蹤的目標(biāo)點(diǎn)T，獲取所述目標(biāo)點(diǎn)T的坐標(biāo)；

步驟2，記錄載機(jī)飛行過(guò)程中不同時(shí)刻的載機(jī)位置信息、載機(jī)姿態(tài)信息和光電吊艙觀測(cè)所述目標(biāo)點(diǎn)T的觀測(cè)角度信息；

步驟3，基于載機(jī)與所述目標(biāo)點(diǎn)T之間的距離以及所述觀測(cè)角度信息計(jì)算在載機(jī)坐標(biāo)系下所述目標(biāo)點(diǎn)T與所述載機(jī)之間的位置向量基于所述目標(biāo)點(diǎn)T的位置坐標(biāo)和所述載機(jī)的位置坐標(biāo)計(jì)算得到在球心坐標(biāo)系下所述目標(biāo)點(diǎn)T與所述載機(jī)之間的位置向量

步驟4，基于安裝角轉(zhuǎn)換矩陣和坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣構(gòu)建表示和之間關(guān)系的目標(biāo)定位模型；所述安裝角轉(zhuǎn)換矩陣基于所述光電吊艙安裝在所述載機(jī)上的安裝誤差角計(jì)算得到；所述坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換矩陣基于所述載機(jī)位置信息和所述載機(jī)姿態(tài)信息計(jì)算得到；

步驟5，對(duì)所述目標(biāo)定位模型構(gòu)建極小化目標(biāo)函數(shù)，求解得到所述安裝誤差角；所述安裝誤差角包括：航向偏差角Δα、俯仰偏差角Δβ和橫滾偏差角Δγ。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以作出如下改進(jìn)。

可選的，所述目標(biāo)點(diǎn)T在載機(jī)坐標(biāo)系下的位置向量

其中，Dis_PT表示載機(jī)與所述目標(biāo)點(diǎn)T之間的距離；在時(shí)刻i下所述光電吊艙觀測(cè)所述目標(biāo)點(diǎn)T的觀測(cè)角度信息為為吊艙方位角，為吊艙俯仰角。

可選的，所述目標(biāo)點(diǎn)T在球心坐標(biāo)系下的位置向量

其中，所述目標(biāo)點(diǎn)T在空間直角坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)為(X_T，Y_T，Z_T)；所述載機(jī)在空間直角坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)為(X_P，Y_P，Z_P)。

可選的，所述安裝角轉(zhuǎn)換矩陣