一種基于標(biāo)志點(diǎn)的光電設(shè)備對(duì)飛行目標(biāo)的測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種目標(biāo)光學(xué)測(cè)量方法，具體為一種基于標(biāo)志點(diǎn)的光電設(shè)備對(duì)飛行目 標(biāo)的測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 飛行目標(biāo)跟蹤測(cè)量包括目標(biāo)位置和姿態(tài)測(cè)量，在軍事以及民用領(lǐng)域具有重大的意 義。目前，在測(cè)控領(lǐng)域，飛行目標(biāo)位置和姿態(tài)測(cè)量方法主要有兩種：1、遙測(cè)法：在目標(biāo)上裝 載陀螺、慣導(dǎo)、GPS等測(cè)量設(shè)備進(jìn)行位置、姿態(tài)信息測(cè)量；2、外測(cè)法：利用地面上光電經(jīng)煒儀 等外測(cè)設(shè)備采集飛行目標(biāo)信息，經(jīng)過處理得到所需的目標(biāo)位置信息和目標(biāo)特性參數(shù)，獲取 目標(biāo)飛行實(shí)況圖像資料。
[0003] 其中遙測(cè)法利用陀螺、慣導(dǎo)等設(shè)備測(cè)量成本高，GPS大部分是每秒測(cè)量一次，一秒 內(nèi)的測(cè)量數(shù)據(jù)通過插值完成，目標(biāo)高速運(yùn)動(dòng)情況下可信度不高，并且利用遙測(cè)法測(cè)量時(shí)在 目標(biāo)高速運(yùn)動(dòng)情況下可能造成信號(hào)傳輸不穩(wěn)定，可靠性不高。而外測(cè)法在測(cè)量目標(biāo)位置和 姿態(tài)時(shí)，具有測(cè)量成本低，直觀性強(qiáng)，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)代靶場(chǎng)試驗(yàn)中對(duì)飛行目標(biāo)跟 蹤測(cè)量常用方法。
[0004] 在利用外測(cè)法測(cè)量目標(biāo)位置、姿態(tài)時(shí)，一般采用光電經(jīng)煒儀隨動(dòng)跟蹤測(cè)量方式。光 電經(jīng)煒儀由很多分系統(tǒng)組成，其中影響目標(biāo)測(cè)量精度的主要系統(tǒng)是測(cè)角系統(tǒng)和跟蹤測(cè)量系 統(tǒng)。測(cè)角系統(tǒng)記錄相機(jī)光軸的方位角和俯仰角信息，跟蹤測(cè)量系統(tǒng)記錄目標(biāo)偏離光軸的脫 靶量。由于光電經(jīng)煒儀在使用中存在很多誤差來源，有垂直軸、水平軸、視準(zhǔn)軸誤差，軸角編 碼器誤差，零位差，定向差，判讀誤差等，造成光電經(jīng)煒儀在跟蹤測(cè)量時(shí)測(cè)角精度不是很高， 一般在幾十角秒左右。無法滿足一些高精度測(cè)量試驗(yàn)中對(duì)目標(biāo)測(cè)量的精度需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種測(cè)量精度高，操作簡(jiǎn)單，成本低廉的 基于標(biāo)志點(diǎn)的光電設(shè)備對(duì)飛行目標(biāo)的測(cè)量方法。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0007] 一種基于標(biāo)志點(diǎn)的光電設(shè)備對(duì)飛行目標(biāo)的測(cè)量方法，包括如下步驟，
[0008] (1)確定光電設(shè)備光心的空間絕對(duì)位置（XmLZ。）；
[0009] (2)根據(jù)目標(biāo)理論彈道估計(jì)光電設(shè)備的視場(chǎng)范圍；
[0010] (3)在光電設(shè)備的視場(chǎng)范圍內(nèi)架設(shè)標(biāo)志點(diǎn)；
[0011] ⑷測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)的空間絕對(duì)位置（Xs，Ys，Zs);
[0012] (5)目標(biāo)經(jīng)過視場(chǎng)范圍時(shí)，光電設(shè)備拍攝包含目標(biāo)和標(biāo)志點(diǎn)信息的圖像，確定標(biāo)志 點(diǎn)的圖像脫靶量（x s，ys)和目標(biāo)的圖像脫靶量（xt，yt);
[0013] (6)根據(jù)光電設(shè)備的空間絕對(duì)位置、標(biāo)志點(diǎn)的空間絕對(duì)位置和拍攝的圖像，得到光 電設(shè)備的綜合測(cè)角誤差（A A，A E);
[0014] (7)根據(jù)光電設(shè)備的碼盤指示值（A。，E。)、目標(biāo)圖像脫靶量信息和設(shè)備綜合測(cè)角誤 差，得到飛行目標(biāo)相對(duì)每臺(tái)光電設(shè)備的方位信息；至少兩臺(tái)光電設(shè)備進(jìn)行交會(huì)，測(cè)量得到飛 行目標(biāo)的空間位置或姿態(tài)信息。
[0015] 優(yōu)選的，步驟（1)所述的光電設(shè)備采用包括光電經(jīng)煒儀和實(shí)時(shí)彈道相機(jī)的靶場(chǎng)光 電測(cè)量設(shè)備。
[0016] 優(yōu)選的，步驟（3)中架設(shè)的標(biāo)志點(diǎn)數(shù)量至少為一個(gè)，當(dāng)標(biāo)志點(diǎn)為多個(gè)時(shí)，步驟（6) 中的光電設(shè)備的綜合測(cè)角誤差為所用標(biāo)志點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的光電設(shè)備綜合測(cè)量誤差的加權(quán)平 均值。
[0017] 進(jìn)一步，步驟（6)中，得到光電設(shè)備綜合誤差的步驟如下：
[0018] 6. 1)根據(jù)標(biāo)志點(diǎn)的大地坐標(biāo)，得到標(biāo)志點(diǎn)相對(duì)光電設(shè)備的方位角和俯仰角，方位 角為
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于標(biāo)志點(diǎn)的光電設(shè)備對(duì)飛行目標(biāo)的測(cè)量方法，其特征在于，包括如下步驟， (1) 確定光電設(shè)備光心的空間絕對(duì)位置（Χ〇，Υ〇, Ztl); (2) 根據(jù)目標(biāo)理論彈道估計(jì)光電設(shè)備的視場(chǎng)范圍； (3) 在光電設(shè)備的視場(chǎng)范圍內(nèi)架設(shè)標(biāo)志點(diǎn)； (4) 測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)的空間絕對(duì)位置（XS，YS，ZS); (5) 目標(biāo)經(jīng)過視場(chǎng)范圍時(shí)，光電設(shè)備拍攝包含目標(biāo)和標(biāo)志點(diǎn)信息的圖像，確定標(biāo)志點(diǎn)的 圖像脫靶量（xs，y s)和目標(biāo)的圖像脫靶量（xt，yt); (6) 根據(jù)光電設(shè)備的空間絕對(duì)位置、標(biāo)志點(diǎn)的空間絕對(duì)位置和拍攝的圖像，得到光電設(shè) 備的綜合測(cè)角誤差（ΔΑ，ΛΕ); (7) 根據(jù)光電設(shè)備的碼盤指示值（Αε，Ε。)、目標(biāo)圖像脫靶量信息和設(shè)備綜合測(cè)角誤差， 得到飛行目標(biāo)相對(duì)每臺(tái)光電設(shè)備的方位信息；至少兩臺(tái)光電設(shè)備進(jìn)行交會(huì)，測(cè)量得到飛行 目標(biāo)的空間位置或姿態(tài)信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于標(biāo)志點(diǎn)的光電設(shè)備對(duì)飛行目標(biāo)的測(cè)量方法，其特 征在于，步驟（1)所述的光電設(shè)備采用包括光電經(jīng)煒儀和實(shí)時(shí)彈道相機(jī)的靶場(chǎng)光電測(cè)量設(shè) 備。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于標(biāo)志點(diǎn)的光電設(shè)備對(duì)飛行目標(biāo)的測(cè)量方法，其特征 在于，步驟（3)中架設(shè)的標(biāo)志點(diǎn)數(shù)量至少為一個(gè)，當(dāng)標(biāo)志點(diǎn)為多個(gè)時(shí)，步驟（6)中的光電設(shè) 備的綜合測(cè)角誤差為所用標(biāo)志點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的光電設(shè)備綜合測(cè)量誤差的加權(quán)平均值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種基于標(biāo)志點(diǎn)的光電設(shè)備對(duì)飛行目標(biāo)的測(cè)量方法，其 特征在于，步驟（6)中，得到光電設(shè)備綜合誤差的步驟如下： 6. 1)根據(jù)標(biāo)志點(diǎn)的大地坐標(biāo)，得到標(biāo)志點(diǎn)相對(duì)光電設(shè)備的方位角和俯仰角，方位角為
6. 2)根據(jù)光電設(shè)備碼盤讀出標(biāo)志點(diǎn)相對(duì)光電設(shè)備的方位角和俯仰角，方位角為
俯仰角為
其中（Α。，Ε。）為設(shè)備碼盤指示值，f為 光電設(shè)備相機(jī)焦距； 6.3)根據(jù)步驟6. 1)和步驟6. 2)的相等關(guān)系，得到光電設(shè)備綜合誤差如下，
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于標(biāo)志點(diǎn)的光電設(shè)備對(duì)飛行目標(biāo)的測(cè)量方法，其特 征在于，步驟（7)中，飛行目標(biāo)相對(duì)每臺(tái)光電設(shè)備的方位信息為，

【專利摘要】本發(fā)明一種基于標(biāo)志點(diǎn)的光電設(shè)備對(duì)飛行目標(biāo)的測(cè)量方法，包括如下步驟，(1)確定光電設(shè)備光心的空間絕對(duì)位置；(2)根據(jù)目標(biāo)理論彈道估計(jì)光電設(shè)備的視場(chǎng)范圍；(3)在光電設(shè)備的視場(chǎng)范圍內(nèi)架設(shè)標(biāo)志點(diǎn)；(4)測(cè)量標(biāo)志點(diǎn)的空間絕對(duì)位置；(5)目標(biāo)經(jīng)過視場(chǎng)范圍時(shí)，光電設(shè)備拍攝包含目標(biāo)和標(biāo)志點(diǎn)信息的圖像，確定標(biāo)志點(diǎn)的圖像脫靶量和目標(biāo)的圖像脫靶量；(6)根據(jù)光電設(shè)備的空間絕對(duì)位置、標(biāo)志點(diǎn)的空間絕對(duì)位置和拍攝的圖像，得到光電設(shè)備的綜合測(cè)角誤差；(7)根據(jù)光電設(shè)備的碼盤指示值、目標(biāo)圖像脫靶量信息和設(shè)備綜合測(cè)角誤差，得到飛行目標(biāo)相對(duì)每臺(tái)光電設(shè)備的方位信息；至少兩臺(tái)光電設(shè)備進(jìn)行交會(huì)，測(cè)量得到飛行目標(biāo)的空間位置或姿態(tài)信息。
【IPC分類】G01C23-00
【公開號(hào)】CN104535078
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410853590
【發(fā)明人】寧輝, 謝永杰, 張華良, 張頌, 張文明, 趙巖
【申請(qǐng)人】中國(guó)人民解放軍63655部隊(duì)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日