CN105716593A - 一种用于光电侦察系统定向定位精度测试的测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出为一种用于光电侦察系统定向定位精度测试的测试装置及测试方法，装置包括真北定位平台，用于安装平面反射镜，为真北方位角传递测试角，作为该测试装置的固有基准；安装平台，分别用于架设含可调节支架的平行光管、自准直平行光管，所述平行光管，用于提供各定向角度目标；可调节升降平台,用于架设调整光电侦察系统。光电侦察系统包括定位导航仪、光电转塔、侦察雷达。测试装置首次将真北方位角传递测试，应用于光学测试装置，实现了包含定位导航仪在内的多传感器的定向定位校准，解决了光电侦察系统的定向定位精度的测试。

Description

一种用于光电侦察系统定向定位精度测试的测试装置及测试方法

技术领域

本发明属于光电测试技术领域，具体为一种用于光电侦察系统定向定位精度测试的测试装置及测试方法，以真北向及定位导航仪安装基面为基准，实现了光电侦察系统中多频谱传感器(定位导航仪、光电转塔、侦察雷达)的定向定位精度测试。

背景技术

侦察车光电侦察系统是包括定位导航仪、光电转塔、侦察雷达等子系统的综合性武器平台，是多种传感器的融合。使用时利用侦察雷达、光电稳瞄、惯导定位等多种传感器精确侦察目标、瞄准和定位目标，因此其精度的保障是完善侦察车评估的必要前提条件。在各侦察终端集成完成后，需要对侦察系统中的多种传感器进行定向定位测试，并对其定位定向测试结果进行误差分析，根据测试结果对系统进行调试修正，实现侦察车的高精度的定向定位。

影响侦察车光电侦察系统定向定位精度测试的主要因素包括：光电平台设备引入的瞄准轴误差、光电侦察系统传感器引入的设备误差、光电平台系统的安装误差及测量时引入的测试误差。其中，由于光电转塔等设备内安装了多个光电传感器，因此在整机装调过程中会带入各传感器之间的瞄准轴误差，该误差可以通过测试调整的方法进行修正。设备误差主要是由定位导航仪姿态角、激光测距机测距值等组成，该误差大小需要单体自身保证。由此可知，提高侦察车光电侦察系统定向定位精度必须从光电平台系统的安装误差及测量误差两方面进行考虑，目前，提高光电侦察系统定向定位精度主要是通过对测试数据进行大量采样分析，建立不同的数学模型，改进测量方式及数据处理方法的方式，最终达到提高测试精度的目的。但是没有着眼于如何搭建安装精度更高的光电平台系统的相关论著。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种用于光电侦察系统定向定位精度测试的测试装置及测试方法，首次将真北方位角传递测试应用于光学测试装置，从而实现了包含定位导航仪在内，多传感器的定向定位精度的测试与标定，这一光电侦察系统的核心技术指标的准确测试和校准，为侦察车的准确定位提供量化基准。

本发明的主要原理是采用塔尔格特法、津格尔法分别测定天文纬度和天文经度，以北极星任意时角法测定真北方位角，并将真北方位角传递至所述测试装置，并逐一进行标定。本发明的技术方案为：

所述一种用于光电侦察系统定向定位精度测试的测试装置，其特征在于：包括真北定位安装平台、两个微调安装平台、可调节升降平台；

真北定位安装平台位于北方，真北定位安装平台由上向下安装有3个平面反射镜，3个平面反射镜均面朝南方；

第一微调安装平台位于西方，第一微调安装平台由上向下安装有朝向东方的3个平行光管，最上方的第一平行光管W1轴线与中间的第二平行光管W2轴线处于同一铅垂面上，最下方的第三平行光管W3轴线与所述铅垂面有偏移量，所述偏移量等于待测试光电侦察系统中侦察雷达校轴镜中心轴与定位导航仪安装基面的偏移量；

第一平行光管W1高度与真北定位安装平台中最上方的第一平面反射镜N1高度一致；第二平行光管W2高度与真北定位安装平台中中间的第二平面反射镜N2高度一致；第三平行光管W3高度与真北定位安装平台中最下方的第三平面反射镜N3高度一致；

第一平行光管W1轴线与第二平行光管W2轴线的高度差等于待测试光电侦察系统中侦察雷达校轴镜中心轴与光电转塔小视场中心轴的高度差，第二平行光管W2轴线与第三平行光管W3轴线的高度差等于待测试光电侦察系统中光电转塔小视场中心轴与定位导航仪安装基面平面镜的高度差一致；

第二微调安装平台位于南方，第二微调安装平台上安装有朝向北方的第四平行光管S3，第四平行光管S3轴线高度与第三平行光管W3轴线高度一致，且第四平行光管S3轴线与第三平行光管W3轴线成90°角；

可调节升降平台位于第四平行光管S3轴线与第三平行光管W3轴线的交点G点位置，可调节升降平台用于放置待测试光电侦察系统。

所述一种利用上述装置进行光电侦察系统定向定位精度测试的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：对测试装置进行方位调校：

步骤1.1：采用塔尔格特法、津格尔法，测定G点向东延长线上的一点F点的天文纬度和天文经度；

步骤1.2：采用北极星任意时角法，在F点测定第一微调安装平台上三个平行光管的天文方位角，在G点将测定的第一平行光管W1的天文方位角、第二平行光管W2的天文方位角以及第三平行光管W3的天文方位角依次传递给第一平面反射镜N1、第二平面反射镜N2、第三平面反射镜N3；并依此调整第一平面反射镜N1、第二平面反射镜N2、第三平面反射镜N3，使第一平面反射镜N1、第二平面反射镜N2、第三平面反射镜N3法线均朝向正南方向；

步骤1.3：在G点，以第三平面反射镜N3为基准，对第四平行光管S3、第三平行光管W3进行调校，使得第四平行光管S3与第三平面反射镜N3成α₁角、第三平行光管W3与第三平面反射镜N3成α₂角，其中α₁为180°、α₂为270°；以第一平面反射镜N1为基准，对第一平行光管W1进行调校，使得第一平行光管W1与第一平面反射镜N1成α₃角；以第二平面反射镜N2为基准，对第二平行光管W2进行调校，使得第二平行光管W2与第二平面反射镜N2成α₄角，其中α₃和α₄均为270°；

步骤2：将被测光电侦察系统架设于可调节升降平台的顶端；调整被测光电侦察系统和可调节升降平台的位置，使得被测光电侦察系统中定位导航仪安装基面平面镜的高度与第三平行光管W3高度一致；

步骤3：若被测光电侦察系统中定位导航仪安装基面与侦察雷达校轴镜中心轴平行，则以第三平行光管W3为基准，第三平行光管W3瞄准定位导航仪安装基面平面镜，调整可调节升降平台方位、俯仰角度，使定位导航仪安装基面平面镜自准直像与第三平行光管W3的十字重合，再对定位导航仪进行坐标装订和寻北，读取定位导航仪输出的方位姿态角，根据定位导航仪输出的方位姿态角与α₂的偏差，得到定位导航仪的寻北精度，若寻北精度满足要求，则进行步骤4；

若被测光电侦察系统中定位导航仪安装基面与侦察雷达校轴镜中心轴垂直，则以第四平行光管S3为基准，第四平行光管S3瞄准定位导航仪安装基面平面镜，调整可调节升降平台方位、俯仰角度，使定位导航仪安装基面平面镜自准直像与第四平行光管S3的十字重合，再对定位导航仪进行坐标装订和寻北，读取定位导航仪输出的方位姿态角，根据定位导航仪输出的方位姿态角与α₁的偏差，得到定位导航仪的寻北精度，若寻北精度满足要求，则进行步骤4；

步骤4：被测光电侦察系统的光电转塔小视场窗口中心轴对准第二平行光管W2，被测光电侦察系统的侦察雷达校轴镜中心轴对准第一平行光管W1，读取光电转塔和侦察雷达的输出方位角，判断光电转塔输出方位角与α₄的偏差以及侦察雷达输出方位角与α₃的偏差，得到被测光电侦察系统的定向定位精度。

有益效果

本发明首次将真北方位角传递测试应用于光学测试装置，从而实现了包含定位导航仪在内，多传感器的定向定位精度的测试与标定，这一光电侦察系统的核心技术指标的准确测试和校准，为侦察车的准确定位提供量化基准。

附图说明

图1是本发明中光电侦察系统定向定位精度测试装置流程图。

图2是本发明中光电侦察系统定向定位精度测试装置示意图。

图3是本发明中光电侦察系统定向定位精度测试装置图。

图4是本发明中天文方位角观测及传递示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

本发明的测试对象是光电侦察系统，自下而上依次为定位导航仪、光电转塔、侦察雷达，其中光电转塔小视场中心轴与侦察雷达的校轴镜中心轴在一条铅垂线上，定位导航仪安装基面可以两种情况：1、平行于前述轴，且有偏移量；2、垂直于前述轴。

为了测试光电侦察系统的定向定位精度，提出的测试装置包括真北定位安装平台、两个微调安装平台和可调节升降平台。

真北定位安装平台位于北方，真北定位安装平台由上向下安装有3个平面反射镜，3个平面反射镜均面朝南方；用于为真北方位角传递测试角，作为该测试装置的固有基准；

第一微调安装平台位于西方，第一微调安装平台由上向下安装有朝向东方的3个平行光管，最上方的第一平行光管W1轴线与中间的第二平行光管W2轴线处于同一铅垂面上，最下方的第三平行光管W3轴线与所述铅垂面有偏移量，所述偏移量等于待测试光电侦察系统中侦察雷达校轴镜中心轴与定位导航仪安装基面的偏移量；

第一平行光管W1高度与真北定位安装平台中最上方的第一平面反射镜N1高度一致；第二平行光管W2高度与真北定位安装平台中中间的第二平面反射镜N2高度一致；第三平行光管W3高度与真北定位安装平台中最下方的第三平面反射镜N3高度一致；

第一平行光管W1轴线与第二平行光管W2轴线的高度差等于待测试光电侦察系统中侦察雷达校轴镜中心轴与光电转塔小视场中心轴的高度差，第二平行光管W2轴线与第三平行光管W3轴线的高度差等于待测试光电侦察系统中光电转塔小视场中心轴与定位导航仪安装基面平面镜的高度差一致；

第二微调安装平台位于南方，第二微调安装平台上安装有朝向北方的第四平行光管S3，第四平行光管S3轴线高度与第三平行光管W3轴线高度一致，且第四平行光管S3轴线与第三平行光管W3轴线成90°角；

四个平行光管用于提供各定向角度目标；

可调节升降平台位于第四平行光管S3轴线与第三平行光管W3轴线的交点G点位置，可调节升降平台用于放置待测试光电侦察系统。

利用上述装置进行光电侦察系统定向定位精度测试的方法，包括以下步骤：

步骤1：对测试装置进行方位调校：

步骤1.1：采用塔尔格特法、津格尔法，使用KernDKM3-A全能经纬仪，测定G点向东延长线上的一点F点的天文纬度和天文经度；

步骤1.2：采用北极星任意时角法，使用T3经纬仪，在F点测定第一微调安装平台上三个平行光管的天文方位角，在G点将测定的第一平行光管W1的天文方位角、第二平行光管W2的天文方位角以及第三平行光管W3的天文方位角依次传递给第一平面反射镜N1、第二平面反射镜N2、第三平面反射镜N3；并依此调整第一平面反射镜N1、第二平面反射镜N2、第三平面反射镜N3，使第一平面反射镜N1、第二平面反射镜N2、第三平面反射镜N3法线均朝向正南方向；以此作为确定所述测试装置的固有基准；

步骤1.3：在G点，使用T3经纬仪，以第三平面反射镜N3为基准，对第四平行光管S3、第三平行光管W3进行调校，使得第四平行光管S3与第三平面反射镜N3成α₁角、第三平行光管W3与第三平面反射镜N3成α₂角，其中α₁为180°、α₂为270°；以第一平面反射镜N1为基准，对第一平行光管W1进行调校，使得第一平行光管W1与第一平面反射镜N1成α₃角；以第二平面反射镜N2为基准，对第二平行光管W2进行调校，使得第二平行光管W2与第二平面反射镜N2成α₄角，其中α₃和α₄均为270°；

步骤2：将被测光电侦察系统架设于可调节升降平台的顶端；调整被测光电侦察系统和可调节升降平台的位置，使得被测光电侦察系统中定位导航仪安装基面平面镜的高度与第三平行光管W3高度一致；

步骤3：若被测光电侦察系统中定位导航仪安装基面与侦察雷达校轴镜中心轴平行，则以第三平行光管W3为基准，第三平行光管W3瞄准定位导航仪安装基面平面镜，调整可调节升降平台方位、俯仰角度，使定位导航仪安装基面平面镜自准直像与第三平行光管W3的十字重合，再对定位导航仪进行坐标装订和寻北，读取定位导航仪输出的方位姿态角，根据定位导航仪输出的方位姿态角与α₂的偏差，得到定位导航仪的寻北精度，若寻北精度满足要求，则进行步骤4；

若被测光电侦察系统中定位导航仪安装基面与侦察雷达校轴镜中心轴垂直，则以第四平行光管S3为基准，第四平行光管S3瞄准定位导航仪安装基面平面镜，调整可调节升降平台方位、俯仰角度，使定位导航仪安装基面平面镜自准直像与第四平行光管S3的十字重合，再对定位导航仪进行坐标装订和寻北，读取定位导航仪输出的方位姿态角，根据定位导航仪输出的方位姿态角与α₁的偏差，得到定位导航仪的寻北精度，若寻北精度满足要求，则进行步骤4；

步骤4：被测光电侦察系统的光电转塔小视场窗口中心轴对准第二平行光管W2，被测光电侦察系统的侦察雷达校轴镜中心轴对准第一平行光管W1，读取光电转塔和侦察雷达的输出方位角，判断光电转塔输出方位角与α₄的偏差以及侦察雷达输出方位角与α₃的偏差，得到被测光电侦察系统的定向定位精度。

Claims (2)

1.一种用于光电侦察系统定向定位精度测试的测试装置，其特征在于：包括真北定位安装平台、两个微调安装平台、可调节升降平台；

真北定位安装平台位于北方，真北定位安装平台由上向下安装有3个平面反射镜，3个平面反射镜均面朝南方；

第一微调安装平台位于西方，第一微调安装平台由上向下安装有朝向东方的3个平行光管，最上方的第一平行光管W1轴线与中间的第二平行光管W2轴线处于同一铅垂面上，最下方的第三平行光管W3轴线与所述铅垂面有偏移量，所述偏移量等于待测试光电侦察系统中侦察雷达校轴镜中心轴与定位导航仪安装基面的偏移量；

第一平行光管W1高度与真北定位安装平台中最上方的第一平面反射镜N1高度一致；第二平行光管W2高度与真北定位安装平台中中间的第二平面反射镜N2高度一致；第三平行光管W3高度与真北定位安装平台中最下方的第三平面反射镜N3高度一致；

第一平行光管W1轴线与第二平行光管W2轴线的高度差等于待测试光电侦察系统中侦察雷达校轴镜中心轴与光电转塔小视场中心轴的高度差，第二平行光管W2轴线与第三平行光管W3轴线的高度差等于待测试光电侦察系统中光电转塔小视场中心轴与定位导航仪安装基面平面镜的高度差一致；

第二微调安装平台位于南方，第二微调安装平台上安装有朝向北方的第四平行光管S3，第四平行光管S3轴线高度与第三平行光管W3轴线高度一致，且第四平行光管S3轴线与第三平行光管W3轴线成90°角；

可调节升降平台位于第四平行光管S3轴线与第三平行光管W3轴线的交点G点位置，可调节升降平台用于放置待测试光电侦察系统。

2.一种利用权利要求1所述装置测试光电侦察系统定向定位精度的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：对测试装置进行方位调校：

步骤1.1：采用塔尔格特法、津格尔法，测定G点向东延长线上的一点F点的天文纬度和天文经度；

步骤1.2：采用北极星任意时角法，在F点测定第一微调安装平台上三个平行光管的天文方位角，在G点将测定的第一平行光管W1的天文方位角、第二平行光管W2的天文方位角以及第三平行光管W3的天文方位角依次传递给第一平面反射镜N1、第二平面反射镜N2、第三平面反射镜N3；并依此调整第一平面反射镜N1、第二平面反射镜N2、第三平面反射镜N3，使第一平面反射镜N1、第二平面反射镜N2、第三平面反射镜N3法线均朝向正南方向；

步骤1.3：在G点，以第三平面反射镜N3为基准，对第四平行光管S3、第三平行光管W3进行调校，使得第四平行光管S3与第三平面反射镜N3成α₁角、第三平行光管W3与第三平面反射镜N3成α₂角，其中α₁为180°、α₂为270°；以第一平面反射镜N1为基准，对第一平行光管W1进行调校，使得第一平行光管W1与第一平面反射镜N1成α₃角；以第二平面反射镜N2为基准，对第二平行光管W2进行调校，使得第二平行光管W2与第二平面反射镜N2成α₄角，其中α₃和α₄均为270°；

步骤2：将被测光电侦察系统架设于可调节升降平台的顶端；调整被测光电侦察系统和可调节升降平台的位置，使得被测光电侦察系统中定位导航仪安装基面平面镜的高度与第三平行光管W3高度一致；

步骤3：若被测光电侦察系统中定位导航仪安装基面与侦察雷达校轴镜中心轴平行，则以第三平行光管W3为基准，第三平行光管W3瞄准定位导航仪安装基面平面镜，调整可调节升降平台方位、俯仰角度，使定位导航仪安装基面平面镜自准直像与第三平行光管W3的十字重合，再对定位导航仪进行坐标装订和寻北，读取定位导航仪输出的方位姿态角，根据定位导航仪输出的方位姿态角与α₂的偏差，得到定位导航仪的寻北精度，若寻北精度满足要求，则进行步骤4；

若被测光电侦察系统中定位导航仪安装基面与侦察雷达校轴镜中心轴垂直，则以第四平行光管S3为基准，第四平行光管S3瞄准定位导航仪安装基面平面镜，调整可调节升降平台方位、俯仰角度，使定位导航仪安装基面平面镜自准直像与第四平行光管S3的十字重合，再对定位导航仪进行坐标装订和寻北，读取定位导航仪输出的方位姿态角，根据定位导航仪输出的方位姿态角与α₁的偏差，得到定位导航仪的寻北精度，若寻北精度满足要求，则进行步骤4；

步骤4：被测光电侦察系统的光电转塔小视场窗口中心轴对准第二平行光管W2，被测光电侦察系统的侦察雷达校轴镜中心轴对准第一平行光管W1，读取光电转塔和侦察雷达的输出方位角，判断光电转塔输出方位角与α₄的偏差以及侦察雷达输出方位角与α₃的偏差，得到被测光电侦察系统的定向定位精度。