[发明专利]视轴惯性稳定参考基准装置

说明书

视轴惯性稳定参考基准装置，包括：基座；活动连接件，一端与基座连接；稳定平台单元，与活动连接件的另一端连接，能够相对于基座活动，具有稳定平台和与该稳定平台固定安装的惯性传感组件；调节单元，安装在基座上，用于调节稳定平台相对于基座的实时位置；控制单元，输入端和惯性传感组件连接，输出端和调节单元连接，接收从惯性传感组件发送来的惯性传感信号并经过处理运算后输出控制信号至调节单元供该调节单元进行调节；参考光源，固定安装在稳定平台上，惯性传感组件能够测量稳定平台至少两个空间自由度的角速率以及该稳定平台的姿态变化量，对应的，惯性传感信号为包括稳定平台至少两个空间自由度的角速率以及该稳定平台的姿态变化量。

技术领域

本发明涉及一种可提供在惯性空间稳定的视轴参考基准装置，属于运动平台捕获、跟踪与瞄准系统视轴稳定技术领域。

背景技术

在天文观测、靶场测量、航天器轨道确定以及激光光束定向器等领域中，为了能观测运动目标或者将激光束投送到运动目标上，需要通过捕获、跟踪与瞄准系统(简称跟瞄系统)驱动望远镜的视轴跟随目标视线一起运动，并将望远镜的视轴与目标视线之间的角偏差控制在允许的范围内，往往要求达到微弧度甚至亚微弧度级的跟瞄精度。随着跟瞄系统在诸多领域的广泛应用，固定于地面静基座的跟瞄系统已不能满足使用要求，一方面跟瞄系统的机动性要求，需要跟瞄系统能随时变更工作地点或在运动的状态下工作；另一方面为避开大气湍流对目标观测或光束传输的影响，或者在空间进行激光通信需要跟瞄系统在高空或外太空工作。

相对于固定于地面静基座跟瞄系统，安装于车辆、舰船、飞机或卫星等运动平台上面临的核心问题是平台的运动和振动会引起跟瞄系统视轴抖动，影响成像质量和光束质量，使跟瞄精度大大降低，严重时甚至使系统无法正常工作。无论是目标的运动还是运动平台基座的抖动，在视轴坐标系中均可等效为目标的运动。通过提高跟瞄系统粗、精跟踪复合轴伺服带宽可以从一定程度上提高扰动抑制能力，但实际工程中受探测器帧频、图像处理速度以及快反镜伺服带宽等硬件条件制约，难以实现足够高的伺服带宽以满足在较恶劣的振动环境下跟瞄精度的要求，这是因为与目标物体的平稳和低频率运动特性相比，运动平台的角振动幅度较小，但频带范围较宽。

发明内容

发明人经过创造性思考和理论演算以及模型仿真计算发现，使用惯性传感器实现惯性空间稳定的视轴参考基准，将跟瞄系统仪器视轴稳定在惯性空间，实现对运动载体振动干扰的隔离后，可大大降低对探测器等硬件条件的要求，该基准装置是实现跟瞄系统在运动平台上较高跟瞄精度的核心。为此本发明提供一种视轴惯性稳定参考基准装置。

本发明提供了一种视轴惯性稳定参考基准装置，用于安装在运动载体的光电跟踪瞄准系统的光学负载上，在对目标物体进行瞄准时提供在惯性空间稳定的参考光并隔离所述运动载体振动干扰的影响，作为所述光电跟踪瞄准系统仪器的视轴对准基准，通过所述光电跟踪瞄准系统内的光路自动准直校正回路使仪器视轴与所述参考光重合从而所述实现仪器视轴与所述运动载体振动的隔离从而使得所述视轴稳定，所述视轴惯性稳定参考基准装置能够接收所述光电跟踪瞄准系统的精跟踪相机探测到的目标脱靶量并实时驱动所述参考光与目标视线平行从而使所述视轴指向所述目标物体，实现对动态的所述目标物体的跟踪瞄准，其特征在于，所述视轴惯性稳定参考基准装置包括：

基座，用于安装在所述运动物体上；

活动连接件，一端与所述基座连接；

稳定平台单元，与所述活动连接件的另一端连接，能够相对于所述基座绕两正交轴向偏转，具有稳定平台和与该稳定平台固定安装的惯性传感组件；

调节单元，安装在所述基座上，用于调节所述稳定平台相对于所述基座的姿态角；

控制单元，输入端和所述惯性传感组件连接，输出端和所述调节单元连接，用于接收从所述惯性传感组件发送来的惯性传感信号，并经过处理运算后输出控制信号至所述调节单元供该调节单元进行调节；以及