车载光电经纬仪的测量误差修正

为了降低载车平台变形对经纬仪测角精度的影响,补偿较大变形产生的测角误差,实现活动站测量,分析了平台变形对光电经纬仪测角误差影响的基本原理,利用一套激光自准直式的非接触测量装置测量出因平台变形而导致的经纬仪方位旋转轴线的倾斜角及倾斜方向,通过时统终端与经纬仪望远系统同时记录测角数据及倾斜数据,从而对测角误差进行修正。该方法精度高、实时性强,能够补偿±0.7°范围内平台变形而带来的测角误差,测量装置误差在20″内。为实现高精度车载光电测量提供了一种有效的途径。     

大视场红外光电经纬仪精度标定

为了提高大视场红外光电经纬仪测角精度,提出了一种多元回归分析的静态精度标定方法.对影响其精度的原因进行分析,并提出相应的解决办法.首先介绍了红外光电经纬仪的系统组成和测量原理,分析了物像空间在大地坐标系下的坐标对应关系,然后,指出了影响大视场红外光电经纬仪测量精度的原因是由于加工与装调过程中引起的误差,并且该误差与光学设计值不完全一致.最后,针对这一问题,提出了使用多元回归分析数据处理方法,该方法在全视场内按区域建立多元回归分析计算模型,当进行精度解算时,通过多元回归分析模型对脱靶量进行修正,使用修正后的脱靶量进行测角精度计算.实验结果表明:经过多元回归分析修正后的方位角与高低角测角误差差分别由21.44与26.81提高到7.62与6.38.有效地提高了大视场红外光电经纬仪的测角精度.     

光电经纬仪靶场精度检测误差分析

光电经纬仪综合应用光、电、机等先进技术进行光电测量,在航天、航空、靶场测试等多个领域被广泛应用.测量设备在经过生产鉴定后,还需要进行靶场验收,对其进行对接、校飞、联试,检验是否符合要求.本文根据某次靶场测试的数据分析光电经纬仪靶场精度检测出现的误差,并提出处理方法.     

光电经纬仪靶场精度检测数据误差分析

本文介绍了光电经纬仪靶场精度检测的试验方法及误差分析。靶场精度检测易受气候条件影响造成事后精度超差,无法反映设备的真实状况,文章提出了精度检测过程中的误差计算方法,并对事后误差数据中跟踪部位及脱靶量误差进行数据修正。实战任务表明,误差修正方法对校飞数据事后处理精度的提高具有很好的效果,事后经纬仪系统总误差精度由原来的60″提高到18″。     

光电经纬仪伺服系统动态高型控制

光电经纬仪伺服系统一般是位置、速度双闭的随动系统,其跟踪精度和动态响应能力是衡量系统性能的重要标志.动态高型方法在原有控制系统基础上增加一个或多个积分环节构成高型系统,从而减小跟踪误差.将动态高型方法应用于光电经纬仪伺服系统中,从理论、仿真到工程实现进行了比较全面的研究,获得了一些具有独创性的结论.最后进行了动态Ⅲ型系统的跟踪能力Matlab仿真.当目标为最大加速度60(°)/s2、最大速度60(°)/s的等效正弦时,稳态跟踪误差达1.3″,对于最大加速度120(°)/s2、最大速度120(°)/s的等效正弦,仿真稳态跟踪误差达24″.     

经纬仪静态测角精度分析

现代光电经纬仪具有实时测量、高精度、自动跟踪监控和易于图像再现等优点,广泛应用于航空、航天、武器试验等科研和军事领域。它的测量精度直接关系到测量结果和试飞结论的准确性,而测角精度又是光电经纬仪中一项最重要的指标。根据光电经纬仪的工作状态,其测量误差又可以分为静态误差和动态误差。通常在设备的总误差中,静态误差占据主要部分,因而是目前研究的重点。本文针对经纬仪室内测角精度检测进行分析,对影响测角精度的各种因素分别进行探讨,并给出基于EXCEL的经纬仪静态测角误差修正表。     

光电经纬仪数据交会误差分析

在多台经纬仪交会测量过程中,为提高数据可靠性和精度,根据异面交会算法原理提出了空间定位精度及其误差的模型,根据误差传播理论说明了交会精度和交会角的关系。数学仿真和实际应用结果表明,在理想交会角区间内等精度和不等精度交会均可采用以提高数据稳定性;而在非理想交会角区间内最好采用等精度交会以提高数据精度。     

光电经纬仪调焦行差对测角总误差影响的分析

基于光电经纬仪靶场校飞试验测角总误差的误差修正中,其调焦行差对光电经纬仪的测角总误差的影响,以GW-1208光电经纬仪为例,讨论了其光学系统中存在的调焦行差,并定量分析了调焦行差对光电经纬仪方位和高低测量数据的影响,通过对靶场校飞试验数据的分析,在测量数据处理中对光电经纬仪的调焦行差进行了修正.结果表明,修正后测角总误...     

光电经纬仪轴系误差仿真计算的新方法

轴系是决定光电经纬仪测量精度的关键组件,过去常将球面三角学方法做某些简化后来推导轴系误差引起的光电经纬仪测量误差,存在适用局限性。根据光电经纬仪的测量坐标系,采用坐标变换方法,将轴系误差出现的过程看作坐标系的旋转过程,并用旋转矩阵来表示各个轴系误差,最终建立了轴系误差引起测量误差的数学模型。采用MATLAB与VB混合编程的方法对该误差模型进行了仿真分析,通过比较仿真结果与单项误差法计算的结果,验证了该轴系误差模型的正确性,为光电经纬仪的精度分析和误差修正提供了参考。     

利用坐标变换计算光电转台误差的方法

红外搜索跟踪系统是一种被动式的探测系统,能够实现对红外目标的检测、识别以及跟踪工作。同时,红外搜索跟踪设备在多传感器融合方面也起着重要的作用。多传感器融合的前提是实现多传感器的空间统一。然而,光电转台的指向精度在很大程度上会影响多传感器空间统一的准确性。利用坐标变换的方法分析了光电转台的主要误差,并设计相关的试验,为实现多传感器空间统一提供一种有效的误差计算方法。     

SVD-ACKF算法在光电经纬仪实时定轨中的应用

对光电经纬仪量测噪声统计特性未知或不精确导致实时定轨精度降低甚至发散的问题,设计了基于奇异值分解的自适应容积卡尔曼滤波（SVD-ACKF）算法。首先,利用Sage-Husa极大后验估计器及其改进形式对噪声统计特性进行在线估计,使得CKF算法具有应对噪声变化的自适应能力,并使用SVD代替传统Cholesky分解以提高数值计算的稳定性。然后,阐述了实时定轨数学模型,提出使用欧拉预测校正法对带J2项摄动的轨道动力学方程进行离散。仿真实验表明:欧拉预测校正法将轨道动力学方程的离散精度提高了1 970.411 m。在量测噪声协方差矩阵取值恶劣时,SVD-ACKF算法将实时定轨精度维持在43 m左右,并且具有更好的数值稳定性。     

基于光电振荡器的长度测量方法温度误差

基于光电振荡器的距离测量方法将包含待测长度的空间光路耦合入光学谐振腔,通过测量振荡频率得到被测距离,借助振荡频率对谐振腔长的高敏感特性,具有实现大尺度高精度距离测量的潜力。但是长光纤作为谐振腔中的高Q值器件,容易受环境温度影响,导致测量精度及稳定性严重恶化。文中理论分析了温度变化对距离测量的影响,建立并分析了温度误差与温度变化、光纤长度的关系。针对温度误差提出了系统参数优化方法,进行了不同长度光纤与温度误差的实验,实验结果与误差模型相符,为测量误差补偿奠定了基础。     

车载经纬仪的垂轴误差分析

基于高精度机动式车载测量平台,提出了利用综合坐标变换法修正补偿机动平台变形引起的光电经纬仪测角误差。分析了综合坐标变换法的基本原理,建立基座、照准部及望远镜坐标系,并推导得出了三轴误差公式。构建了一个车载平台模型,并根据实际算例分别通过综合坐标变换法和传统单项误差累计法进行误差修正。结果表明,综合坐标变换法较单项误差累计法误差修正精度提高5,避免了单项误差累计法工作范围内分布多个较大误差点的弊端,具有较高的补偿精度,将该方法应用于机动车载测量系统可进行高精度的测量,具有较高的理论和实用价值。     

经纬仪定向误差变化的原因及解决方法

方位轴系编码器的定向误差作为光电经纬仪的系统误差,是可以在测量前就测试出来并加以修正。但是属于系统误差的定向误差在工作过程中经常发生随机变化,必然会对测量精度造成很大的影响。文中分析认为调平机构与基座连接时的连接杆与连接孔之间的间隙,是该误差发生变化的原因;在分析了早期的解决方案的基础上,提出了调平机构与抗扭薄膜组合的机械结构模式,并计算了在调平机构7'的角度范围内,抗扭薄膜的弯曲应力、剪切应力均能够满足许用应力,抗扭薄膜内外圆之间的转角小于编码器1的精度,这样既解决了方位轴线角度调整的问题,也保证了在4 000 Nm 的力矩作用下,定向误差没有发生变化。实践证明,该方法对解决定向误差的变化是行之有效的。     

非正交轴系“激光经纬仪”视准轴校正方法

非正交轴系“激光经纬仪”(简称非正交轴 系经纬仪)在长时间的使用过程中视准轴参数发生微小的变化将会严重影响 测量精度,因此有必要对视准轴的参数进行校正。本文提出了一种基于非正交 轴系经纬仪前 方交会原理的视准轴参数校正方法,首先利用交会约束建立关于视准轴参数的非线性方程 组,然后通过 解方程组得到校正后的参数。为了验证方法的正确性,使用SolidWorks建立模型并 结合OpenGL 进行了仿真计算,然后进行了相应的实验。结果表明,本文方法能有效校准视准轴参数, 且具有很高的 精度;用本文方法对视准轴进行校正后,非正交轴系经纬仪测量系统的测量精度没有受到 影响。由于本文 校正方法不需要借助其他辅助仪器且校正过程简单,故可以在测量现场对视准轴进行实时 校正,具有一定的实用性。     

Modeling and analysis of pointing error for non-landing vehicle-mounted photoelectric theodolite

In order to achieve high accuracy measurement for non-landing vehicle-mounted photoelectric theodolite (NVPT) with continuous zoom optical system, a theoretical model of pointing error is presented. Starting with the working mode, the error source of the whole closed loop which affects the pointing error is analyzed. The measurement equation is derived using a coordinate transformation. The pointing error model is then obtained with the help of Monte Carlo method. The error of an NVPT prototype is measured, showing that the pointing error can be predicted accurately. A high precision NVPT with continuous zoom optical system is successfully designed and analyzed, with an accuracy of 11.9″ at azimuth and 10.9″ at elevation, when the optical focal length is set between 1 000 mm and 4 000 mm.     

双波段机载光电平台跟踪精度检测装置分析

为保证某型号双波段机载光电平台的可见光电视、红外跟踪测量系统在跟踪精度室内检测过程中能够同时接收目标并可以任意切换,提出了一种可产生双目标的新型检测装置。文中主要分析了机载平台与检测装置之间的空间位置关系和数学模型,描述了检测装置的两个目标在做圆周运动的同时进行同步调整的必要性,并建立了同步调整误差模型。实验表明,当检测装置的两个目标以周期为20 s做匀速圆周运动时,旋转轴均方根误差为1.21″,两轴系同步误差为19.2″,满足机载平台跟踪精度的检测要求。