光学无线电测量信息融合定位方法

在外弹道测量系统中,将光学设备与无线电设备测量数据进行融合处理,可以提高系统的综合测量水平和设备的使用效率。利用部署在光电经纬仪附近的雷达,建立光电经纬仪和雷达联测定位模型。由全微分公式,根据测站站址差将光电经纬仪的测角信息与雷达的测距信息进行数据融合,可以得到目标相对于雷达的方位角和俯仰角,从而确定目标的空间三维位置;分析了定位模型的主要误差来源和对定位结果的影响。结果表明,光电经纬仪雷达联合定位算法得到的精度优于雷达单台定位精度,联合定位的精度达到2 m以内,同时发挥了光电经纬仪和雷达跟踪测量的长处。     

光电经纬仪多目标实时交会方法

为实现实时计算多个目标飞行轨迹,并引导设备跟踪目标,根据目标运动特性和光电经纬仪跟踪测量的固有特性,设计了一种多目标实时交会方法,解决了同名目标点的排序和假目标轨迹剔除问题,最终得到正确的目标轨迹.试验证明,对于跟踪目标N≤3,通信周期50ms的光电经纬仪测量系统,利用该多目标实时交会算法处理测量数据,可实时、精确、稳定引导测量设备进行跟踪工作.     

光学仪器 大地测量仪器

TH761．1 2005053976 光电经纬仪组网测量位置估计的Cramer-Rao限=Cramer- Rao lower bounds of position estimation in a photoelectric theodolite-based network[刊,中]／贾涛(中科院长春光机 所．吉林,长春(130031)),吴能伟…∥光电工程．-2005, 32(7)．-4-6,18 在由多台光电经纬仪组成的测量网中,提出一种基于 目标位置估计Cramer-Rao限(CRLB)的精度分析方法,并 给出了光电经纬仪组网测量布站应遵循的原则。Cramer- Rao限给出了无偏参数估计变量的下限,可以定量分析不 同数量、不同位置的经纬仪组网测量的目标位置估计精 度,为制订经纬仪组网布站方案提供依据。仿真计算和实 际应用结果表明,两台经纬仪与目标所构成的夹角θ应满 足60°<θ<120°;采用3台或4台经纬仪组网对目标位置 估计性能有较大改善,但进一步增加经纬仪的数量,性能 改善不明显。图3参6(于晓光)     

光电经纬仪异面交会测量及组网布站优化设计

提出了一种基于空间两异面光轴公垂线估计目标真实位置及组网布站站址几何的优化设计方法.通过光电经纬仪观测目标方位角、俯仰角和基线长度,计算两光轴在待估目标上的两交点,得到目标位置的公垂线.依据两台光电经纬仪的测角准确度作为权系数,估计目标真实位置.通过误差仿真及定位准确度分析,研究了组网测量中交会角、方位角、高低角和基线长度对定位准确度的影响.     

高精度光电弹道测量系统

 利用光电跟踪系统实时测量导弹类飞行目标已成为靶场测试手段的发展趋势之一,光电跟踪系统需要具备高精度跟踪高速飞行目标、实时输出目标飞行轨迹数据以及目标飞行姿态等实时图像信息。提出一种新型车载光电弹道测量系统,应用高强度轴承改善角位置输出的稳定性;利用再生反馈控制技术抑制跟踪快速目标时产生的滞后误差,提高光电弹道系统的测量精度;将测量数据归一化为垂线测量坐标系中的测量值,以20 ms的刷新率对外输出;提出模拟航路检测方式,可在野外条件下完成对光电设备性能检测,实际稳态跟踪精度可达到0.21 mrad。     

基于数据配准提高光电经纬仪的测量精度

研究了目标相对于视场中存在相对运动时,光电经纬仪测量精度下降,且下降程度与目标相对运动速度的大小相关的现象。基于电视曝光原理分析了这种现象产生的原因,讨论了提高光电经纬仪事后处理精度的新方法。提出了基于目标脱靶量与编码器位置信息的数据配准方法,并对该算法实际操作的可行性进行了分析。实验结果表明,此算法可以使光电经纬仪测量精度改善20%～30%,即CCD像素分辨率从1/2提高到了1/3。     

基于大地坐标的目标脱靶量交汇测量方法

为提高目标的交汇测量精度,提出了一种基于大地经纬度坐标的数据交汇方法。在交汇测量系统中,根据靶心和电视经纬仪的大地经纬度和高程,建立了空间直角坐标系。当目标进入电视经纬仪视场时,电视经纬仪从视频图像中捕获目标,提取目标方位角和俯仰角;根据交汇测量模型,计算出了目标在靶心坐标系下任意时刻的空间位置坐标。该方法已应用到了试验靶场飞行目标脱靶量测量系统中。实测结果表明,该方法可实时测量目标脱靶量,相对测量误差<10-4,具有较高的测量精度。     

GJ-341小型遥控光电经纬仪测量精度的基本评析

GJ－341小型遥控光电经纬仪是典型的双反射镜式光电经纬仪，所以不可避免地存在像旋以及反射镜过多引起的系统测量精度降低等问题。GJ－341小型遥控光电经纬仪的测量精度问题长期以来困扰研制单位和使用单位。本文对GJ－341小型遥控光电经纬仪的测量精度问题进行了较系统的分析与评估，并提出提高GJ－341小型遥控光电经纬仪测量精度的途径。     

光电经纬仪测量精度指标的确定

光电经纬仪测量元素误差是外弹道测量中最主要的误差源。为了保证外弹道的测量精度，就应对光电经纬仪的测量精度进行合理设计。通过数学解析的方法，推导建立了2个简洁的公式：1）单站定位体制下弹道点位精度和光电经纬仪测角、测距精度以及目标斜距、高角之间的数学表达式；2）对称交会测量体制下弹道点位精度和光电经纬仪测角精度以及目标斜距、交会角之间的数学表达式。这2个公式为光电经纬仪精度指标的设计论证提供了理论依据。     

直升机光电系统网络协同目标瞄准方法北大核心CSCD

针对直升机网络化和信息化的探测需求,提出了利用数据链信息快速引导机载光电系统实现目标瞄准的方法。分析网络信息引导过程中光电系统的目标瞄准指示误差,给出目标信息坐标转换和延迟处理算法以及光电系统瞄准线偏差估计方法,最后通过仿真实验重点研究了数据精度、数据率、延迟时间等对直升机光电系统网络协同目标瞄准的影响。仿真结果表明:减小数据延迟时间,提高数据率和数据精度是减小网络协同目标瞄准误差的有效途径,采用合理的目标信息延迟处理算法,对提高目标状态估计精度,减小目标瞄准线估计误差具有一定的作用。     

一种改进的光电经纬仪两站交会测量方法

提出一种新的光电经纬仪2站交会定位方法。该方法是在常用定位公式的基础上,实时计算弹道参数的精度,根据解算的弹道参数精度变化,动态确定加权系数。仿真结果表明：在不等精度光电经纬仪交会定位情况下,该方法能够有效提高两站定位的精度。     

基于机载光电平台的双机交会定位方法

根据现有无人机光电定位方法对动态目标定位的局限性,借鉴光电经纬仪角度交会定位方法,提出改进的基于机载光电平台的双机交会定位系统.介绍了交会定位系统的构成及其工作原理,构建辅助坐标系,对视轴向量进行齐次坐标转换,建立双机交会定位模型.研究了交会定位中载机相对目标位置对定位精度的影响,给出了理想的测量位置,得到最优定位位置,最优交会角为69.984°.最优位置下,当目标距离双机基线20km时,定位均方根误差为38.043 4m.分析了卡尔曼滤波对定位结果的影响,建立合适的滤波模型,滤波后的定位均方根误差减小到13.584 2m.     

基于阵列光电侦察系统空间观测数据融合方法

利用阵列式网络具有探测覆盖面积大、可靠性高、环境适应性强等技术优点，在组网内各侦察设备获得目标连续随时间变化的方位角、俯仰角等信息基础上，提出了基于阵列光电系统观测数据的坐标转换和数据融合方法。系统侦察站采用m×n阵列布站组网，目标进入侦察覆盖区域后各侦察站全方位观察，获得目标的角位置信息与时间数据，实时发送至中心站进行坐标转换与数据融合处理，实现对空间目标的快速探测及坐标定位。同时设计了相关算法软件并进行了外场实验，在1×3侦察阵列下完成了对空域目标的侦察观测，根据中心站数据处理结果实时建立了被测目标的三维航迹。实验结果表明:提出的坐标转换与数据融合处理方法，能够有效提升阵列光电系统的实际应用能力。     

船载光电经纬仪坞外星体标校

为了适应海上应用并降低经纬仪坞内标校成本,采用恒星位置代替固定方位标,将原本在坞内的标校工作转移到海上。首先,根据恒星星表精确、实时地计算出恒星位置。然后,通过坐标转换算法将其位置值转化到测量系下,运用船摇自稳定算法保证经纬仪的正常跟踪并记录数据。最后,根据事后解算算法分析记录数据,分离设备单项差并计算系统误差。实验结果表明,海上星校单项差的标定与坞内通过方位标标定结果非常接近,照准差、水平差、垂直差的偏差分别为0.015″、0.22″和0.014,″系统误差的标定与坞内结果具有很好的一致性,完全能够满足经纬仪海上标校的要求。     

靶场外弹道数据处理中的实时野值剔除算法

针对靶场外弹道数据处理过程中数据实时预处理的需要,在对最小二乘估计野值剔除算法分析的基础上,提出一种计算量小,满足实时性要求,且对雷达、光电经纬仪等大型测试设备数据预处理具有通用性的自适应野值剔除算法。该算法把连续5个实测数据的标准差的3倍作为阈值,以此判定下一个数据点是否为野值,最终完成整个弹道的实时野值剔除。通过Matlab仿真验证及实测数据分析表明,该算法对孤立野值点的剔除率可以达到100%,适用于靶场外弹道数据的实时预处理。     

靶场光电经纬仪多台交会测量的融合处理及其仿真分析

基于两台经纬仪交会测量原理,分析了两台经纬仪交会测量误差;提出了四台经纬仪两两交会测量结果的加权融合处理方法,该方法充分利用了所有测站的测量信息,而且融合测量值误差小于任两台经纬仪的交会误差;最后进行了仿真分析.从仿真结果可以看出,利用该方法可以大大提高空中目标的辨识精度.另外,本方法同样适用于三台或三台以上经纬仪的交会测量问题.     

基于模糊判决的图像边缘连接

边缘连接是图像边缘提取中的一项重要的后处理技术。基于模糊判决理论 ,在由Sobel算法得到的边缘图像的基础上 ,给出了一套行之有效的边缘连接技术。结果表明 ,用所提出的算法提取目标图像的边缘时 ,能够在保持原有图像不失真的情况下 ,较大地提高边缘图像边界的连通性 ,为光电跟踪器和成像雷达的目标检测、跟踪和识别等提供了良好的基础。因而 ,本算法具有较高的实际应用价值     

一种新型光电侦察系统目标数据观测方法

针对在主要作战方向上工作的光电侦察系统，提出一种低成本的光电搜索设备获取目标数据的方法。采用光电探测器持续以固定角速度周转扫描的方法，多次连续捕获目标，不断迭代刷新目标方位和时间数据，完成对来袭目标相对侦察设备的角位置和水平距离的解算。推导出观测目标数据的数学模型，通过设计仿真软件，实验程序可在目标进入侦察设备观测边界范围后解算出其方位角，得出目标在不同时间的方位角、俯仰角和水平距离等信息，能够满足在侦察距离不小于20 km的状态下实现对速度不大于500 m/s、高度不超过5 km的目标进行跟踪，完成了对光电侦察设备的仿真验证，为后续火控计算提供了可靠数据。