[发明专利]一种用于车载平台光电跟踪系统的高精度引导方法

摘要

一种用于车载平台光电跟踪系统的高精度引导方法，适用于车载平台光电跟踪系统。所要解决的问题是，车载平台难以高精度调平和调平后状态不稳定，导致光电跟踪系统的引导精度低甚至难以引导。把高精度电子水平仪固定在与方位轴垂直的平面上，高精度电子水平仪的横向与方位旋转方向相切；高精度电子水平仪通过串口向计算机实时传输数据，通过高精度电子水平仪和测角元器件的测量数据对目标位置的引导数据进行准实时修正，再经系统误差修正后实现车载平台光电跟踪系统的高精度引导。

主权项

1.一种用于车载平台光电跟踪系统的高精度引导方法，其特征在于：所述方法实现采用装置包括测角元器件（1）、高精度电子水平仪（2）、串口连线（3）、接口电路板（4）、计算机（5）、时统系统（6）、光电跟踪系统调平机构（7）和车载平台调平机构（8）；高精度电子水平仪（2）通过接口电路板（4）和串口连线（3）与时统系统（6）连接；在时统系统（6）的作用下，计算机（5）从高精度电子水平仪（2）和测角元器件（1）中同步获取数据；所述方法实现步骤如下：第一步：高精度电子水平仪（2）的安装：把高精度电子水平仪（2）固定在与方位轴垂直的平面上，高精度电子水平仪（2）的横向与方位旋转方向相切，并标定高精度电子水平仪（2）沿方位角度方向相对视轴的位置θ0，高精度电子水平仪（2）的横向与以方位轴为中心的径向的垂直度误差，导致引导值误差满足下式：ΔA′≤Δc·sinαΔE′≤Δc·sinαΔc：高精度电子水平仪（2）的横向与以方位轴为中心的径向的垂直度误差，用角度表示ΔA′：恒星或其他目标位置理论引导值与计算引导值在方位方向上的偏差ΔE′：恒星或其他目标位置理论引导值与计算引导值在俯仰方向上的偏差α：方位轴的最大倾斜角度；根据光电跟踪系统的视场大小及引导精度要求对高精度电子水平仪（2）的横向与以方位轴为中心的径向的垂直度误差提出要求；第二步：光电跟踪系统的调平：通过光电跟踪系统调平机构（7）和车载平台调平机构（8）把方位轴的倾斜误差调整到高精度电子水平仪（2）量程范围内，并保证在外界环境作用下，方位轴的倾斜误差在高精度电子水平仪（2）量程范围内变化；第三步：高精度电子水平仪（2）与测角元器件（1）数据的获取：光电跟踪系统的方位每旋转一周，至少从高精度电子水平仪（2）中提取三组数据，第一组数据D₀对应方位测角元器件的位置γ₀，第二组数据D₁对应方位测角元器件的位置γ₀+π/2，第三组数据D₂对应方位测角元器件的位置γ₀+π，提取数据时通过时统系统（6）保证同步提取，并求取高精度电子水平仪（2）D₁相对D₀，D₂相对D₀的倾角差Δv₁和Δv₂：Δv₁＝(D₁-D₀)×fΔv₂＝(D₂-D₀)×ff为高精度电子水平仪（2）的分辨率；第四步：光电跟踪系统方位轴倾斜角度与倾斜方向的求解：通过下式计算光电跟踪系统方位轴的倾斜角度α和相对θ₀的倾斜方向β：sinαsinβ=sin(Δv2)-πsinαcosβ=2sin(Δv1)-sin(Δv2)πtgβ=sin(Δv2)sin(Δv2)-2sin(Δv1)]]>第五步：由恒星相对站址的理论位置求解对光电跟踪系统的引导值，并求解所采用系统误差修正模型的修正参数：设光电跟踪系统以大地北为方位零位，视轴与方位轴垂直时为俯仰零位；高精度电子水平仪（2）的安装位置沿方位角方向与视轴的夹角为θ₀，第一次读数时对应测角元器件的计数为γ₀则方位轴的倾斜方向在方位方向表示为：A_H＝θ₀+γ₀-β在站址位置，恒星的理论方位为（A₀，E₀），由恒星表查得，相对倾斜角度为α、倾斜方向为A_H时对恒星的测量值为方位角A′和俯仰角E′，两者之间的关系为：tan(A′-AH)=cosE0sinA0cosAH-cosE0cosA0sinAHcosE0sinA0cosαsinAH+cosE0cosA0αcosAH-sinE0sinα=x′y′]]>x′＝cosE₀sinA₀cosA_H-cosE₀cosA₀sinA_Hy′＝cosE₀sinA₀cosαsinA_H+cosE₀cosA₀cosαcosA_H-sinE₀sinαE′＝arcsin(cosE₀sinA₀sinαsinA_H+cosE₀cosA₀sinαcosA_H+sinE₀cosα)mod(x,y)表示x对y求余；以多颗恒星为样本，恒星相对站址的理论位置并消除α和A_H的影响后所得的（A′，E′）作为光电跟踪系统的引导值进行系统误差修正，求出系统误差修正模型的修正参数。系统误差修正模型采用球谐函数或、单向差等系统误差修正方法；第六步：光电跟踪系统倾斜状态发生变化时对目标高精度引导的实现：在外界环境的影响下，当方位轴的倾斜角度α或倾斜方向A_H发生变化时，用第五步中的公式重新求取恒星或其他目标对光电跟踪系统的引导值（A′，E′），仍用第五步中的系统误差修正模型及所得系统误差修正参数，求得光电跟踪系统的测量值，实现对恒星或其他目标的高精度引导。