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光電經(jīng)緯儀動態(tài)誤差修正方法

文檔序號:6216092閱讀:670來源:國知局
光電經(jīng)緯儀動態(tài)誤差修正方法
【專利摘要】光電經(jīng)緯儀動態(tài)誤差修正方法,涉及光電測控領域,解決現(xiàn)有由于光電經(jīng)緯儀動態(tài)測量過程中,編碼器采樣中心與紅外相機曝光中心不同步,而導致的系統(tǒng)延時誤差的問題,標定檢測架;并取獲得的三個正倒鏡數(shù)據(jù)的平均值作為真值;延時參數(shù)設計;設定相機的外觸發(fā)同步信號延時TD,選擇編碼器值,從而實現(xiàn)曝光時間中心與脫靶量、編碼器的采樣時刻三者對齊;動態(tài)測角精度計算設置紅外相機的外觸發(fā)同步延時TD,然后設置紅外經(jīng)緯儀的伺服控制參數(shù)和擺幅,使用紅外經(jīng)緯儀對全視場正弦運動時的數(shù)據(jù)進行采集;獲得方位角和俯仰的信息;將的方位角和俯仰角信息分別與步驟一獲得的真值作差,取平方根的值,即獲得測角精度,實現(xiàn)對誤差的修正。
【專利說明】光電經(jīng)結(jié)儀動態(tài)誤差修正方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于光電測控領域,具體涉及光電經(jīng)緯儀動態(tài)誤差修正方法,在光電經(jīng)緯儀精度檢測中,可用于提高光電經(jīng)緯儀的測角精度。同時,在外場測試試驗中,可用于提高目標的外彈道軌跡坐標。
【背景技術(shù)】
[0002]在導彈、航天器發(fā)射試驗過程中,火箭的飛行彈道和衛(wèi)星軌道等反映試驗情況的數(shù)據(jù),大多數(shù)是由無線電和光學外測設備通過測量獲得的,這些外測設備的測量精度,標志著我國導彈、衛(wèi)星等航天器試驗的測控水平。而精度是外測設備的生命和歸宿,由于測量數(shù)據(jù)及精度分析對導彈、衛(wèi)星等航天器的研制、定型和改進密切相關,因此國內(nèi)各相關單位對外測設備的精度鑒定工作都十分重視。而光電經(jīng)緯儀是靶場光電測量的主要設備,光電測量設備主要通過角度測量、交會處理完成被測目標空間定位的,進一步計算目標的外彈道參數(shù)數(shù)據(jù)。測角誤差的大小直接影響定位精度,因此對測角誤差的來源、影響和檢測方法的研究是光電經(jīng)緯儀的重要研究內(nèi)容之一。
[0003]光電經(jīng)緯儀的精度標定分為靜態(tài)測角精度與動態(tài)測角精度兩部分內(nèi)容,動態(tài)測量測角精度是在靜態(tài)測角精度基礎上得出的。本文對影響光電經(jīng)緯儀動態(tài)測量誤差的原因進行分析,并提出了基于時間對齊的誤差修正方法,經(jīng)過動態(tài)測角修正的方位角與俯仰角測角誤差均方根值分別由27.89〃與17.67〃提高到10.07〃與8.56",該方法有效的提高了動態(tài)測量精度,并且對其它光電測量設備具有參考價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為解決由于光電經(jīng)緯儀動態(tài)測量過程中,編碼器采樣中心與紅外相機曝光中心不同步,而導致的系統(tǒng)延時誤差,提出了一種通過分析實驗參數(shù),設置紅外相機外觸發(fā)信號延時時間的方法,解決曝光同步的問題。
[0005]本發(fā)明光電經(jīng)緯儀動態(tài)誤差修正方法,該方法包括以下步驟:
[0006]步驟一、標定檢測架;采用高精度萊卡經(jīng)緯儀,測量三個平行光管的角度值,所述平行光管的角度值為標定三個平行光管的正倒鏡數(shù)據(jù),并將獲得的三個正倒鏡數(shù)據(jù)的平均值作為真值;
[0007]步驟二、延時參數(shù)設計;設定相機的外觸發(fā)同步信號延時TD,選擇編碼器值,根據(jù)公式:T/2+Tdelay = 1.25msXi,T為時間,i的取值為O?7,實現(xiàn)曝光時間與脫靶量、編碼器的采樣時刻三者對齊;
[0008]步驟三、動態(tài)測角精度計算;根據(jù)步驟二設定的紅外相機的外觸發(fā)同步信號延時TD,然后設置紅外經(jīng)緯儀的伺服控制參數(shù)和擺幅,使用紅外經(jīng)緯儀對全視場正弦運動時的數(shù)據(jù)進行采集;獲得方位角和俯仰的信息;
[0009]步驟四、將步驟三獲得的方位角和俯仰角信息分別與步驟一獲得的真值作差,取平方根的值,即獲得測角精度,實現(xiàn)對誤差的修正。[0010]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提出了使用動態(tài)延時設置修正的方法,將曝光時刻、脫靶量、編碼器三個元素對齊到同一時刻。給出了不同系統(tǒng)參數(shù)下的,延時修正時間計算公式。使用該公式可以計算不同積分時間的對就的相機延時設置,以及編碼器數(shù)據(jù)選擇方法。本發(fā)明所述的方法在大視場紅外光電測控領域,有利于提高大視場紅外光電經(jīng)緯儀的動態(tài)測角精度。采用系統(tǒng)內(nèi)部延時修正的方法,對光電經(jīng)緯儀的動態(tài)測量精度進行修正,經(jīng)過動態(tài)測角修正的方位角與俯仰角測角誤差均方根值分別由27.89〃與17.67〃提高到10.07〃與8.56",該方法有效的提高了動態(tài)測量精度,并且對其它光電測量設備具有參考價值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明所述的光電經(jīng)緯儀動態(tài)誤差修正方法的檢測環(huán)境組成示意圖;
[0012]圖2為本發(fā)明所述的光電經(jīng)緯儀動態(tài)誤差修正方法中延時修正后的光電經(jīng)緯儀時序關系不意圖;
[0013]圖3為未延時修正的光電經(jīng)纟韋儀時序關系不意圖;
[0014]圖4為本發(fā)明所述的光電經(jīng)緯儀動態(tài)誤差修正方法的外場比對實驗處理結(jié)果;【具體實施方式】
[0015]一、標定檢測架;檢測架標定在室內(nèi)的裝校標校車間完成的,需要將經(jīng)緯儀放置于檢測平臺后工作,標定系統(tǒng)包括穩(wěn)定平臺、紅外光電經(jīng)緯儀、大口徑平行光管、檢測架、0.5 "萊卡經(jīng)緯儀等系統(tǒng)。將檢測平臺調(diào)整穩(wěn)定后,使用0.5 "萊卡經(jīng)緯儀對方位角0°、俯仰角0°的1#光管、方位角90°、俯仰角0°的5#光管,及方位角90°、俯仰角65°的6#光管進行標定;標定數(shù)據(jù)包括三次正倒鏡數(shù)據(jù),然后以三次數(shù)據(jù)的平均值作為真值。同時,使用0.5 "萊卡經(jīng)緯儀的標定三個光管的正倒鏡數(shù)據(jù),用于計算系統(tǒng)誤差,即零位差、照準差、橫軸差。系統(tǒng)誤差用于真值修正。
[0016]二、延時修正參數(shù)計算;光電經(jīng)緯儀的時序原則是必須將曝光時刻、脫靶量、編碼器三個元素對齊到同一時刻。分析問題產(chǎn)生的原因,當經(jīng)緯儀以一定的速度、加速度運動時,當紅外相機的曝光時間為Ims時,我們需要將紅外相機曝光中心與8組編碼器其中的一個中心對齊,因此理論上我們需要將編碼器的外觸發(fā)同步向后延時500 μ S,但由于系統(tǒng)設計過程中,數(shù)據(jù)傳輸、采樣時刻、以及伺服控制的限制,編碼器的外觸發(fā)同步信號不能修改,可以修改的是相機的外觸發(fā)信號,因此需要將相機的外觸發(fā)同步信號向后延時750μ S,選擇第I組編碼器值。延時設置后工作時序關系如圖4所示。時序?qū)R的公式如下,當紅外相機的積分時間為T時(Τ 一般為整毫秒),需要選擇的編碼器為第i [0:7]組,延時時間設置Tdelay,那么三者需要滿足公式(I )。
[0017]T/2+Tdelay = 1.25ms Xi (I)
[0018]三、采集測量數(shù)據(jù);經(jīng)過延時設置后,對經(jīng)緯儀以速度20° /s與擺幅5°的工作參數(shù)以標燈為中心進行正弦運動,然后分別計算經(jīng)緯儀向上運動及向下運動時的測得的方位角與俯仰角信息。測量結(jié)果如表1、表2所示,表I為延時修正后經(jīng)緯儀向上運動時各幀圖像的編碼器及脫靶量信息,延時修正后經(jīng)緯儀向下運動時各幀圖像的編碼器及脫靶量信息;
[0019]表I[0020]
【權(quán)利要求】
1.光電經(jīng)緯儀動態(tài)誤差修正方法,其特征是,該方法包括以下步驟: 步驟一、標定檢測架;采用高精度萊卡經(jīng)緯儀,測量三個平行光管的角度值,所述平行光管的角度值為標定三個平行光管的正倒鏡數(shù)據(jù),并將獲得的三個正倒鏡數(shù)據(jù)的平均值作為真值; 步驟二、延時參數(shù)設計;設定相機的外觸發(fā)同步信號延時TD,選擇編碼器值,根據(jù)公式:T/2+Tdelay = 1.25msXi,T為時間,i的取值為O?7,實現(xiàn)曝光時間與脫靶量、編碼器的采樣時刻三者對齊; 步驟三、動態(tài)測角精度計算;根據(jù)步驟二設定的紅外相機的外觸發(fā)同步信號延時TD,然后設置紅外經(jīng)緯儀的伺服控制參數(shù)和擺幅,使用紅外經(jīng)緯儀對全視場正弦運動時的數(shù)據(jù)進行采集;獲得方位角和俯仰的信息; 步驟四、將步驟三獲得的方位角和俯仰角信息分別與步驟一獲得的真值作差,取平方根的值,即獲得測角精度,實現(xiàn)對誤差的修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電經(jīng)緯儀動態(tài)誤差修正方法,其特征在于,步驟一所述的采用萊卡經(jīng)緯儀對方位角為0°和俯仰角0°的平行光管,方位角為90°和俯仰角0°的平行光管以及方位角90°、俯仰角65°的平行光管進行標定。
【文檔編號】G01C25/00GK103727961SQ201410016084
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】劉巖俊, 閆海霞 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
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