CN108489338A - 红外导引头视线角速率精度测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种红外导引头视线角速率精度测试方法及系统，方法包括：根据相对运动速度分量、第一相对距离和第一相对距离分量，确定t时刻导引头的理论方位角速率和理论俯仰角速率，获取t时刻导引头的方位视线角速率和俯仰视线角速率，根据理论方位角速率和方位视线角速率计算得到第一偏航视线角速率误差，根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率计算得到第一俯仰视线角速率误差；计算得到i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差的第一均方差，以及i个不同时刻的第一俯仰视线速率误差的第二均方差，确定为红外导引头视线角速率精度，能够模拟导引头的大角度机动、导弹的姿态扰动、外部环境等干扰因素对引头视线角速率精度的影响。

Description

红外导引头视线角速率精度测试方法及系统

技术领域

本发明属于精确制导武器技术领域，尤其涉及红外导引头视线角速率精度测试方法及系统。

背景技术

红外引导头是精确制导武器的核心部件，能够接受目标红外热辐射、完成对目标的搜索、识别与跟踪，并将光信号转化为电信号，实时输出制导率所需要的视线角速率信息。红外引导头输出视线角速率精度的高低直接决定了导弹能否跟上目标，因此保证引导头的线角速率精度是导弹完成其作战任务的前提。

目前，传统的实验室测试引导头的线角速率精度的方法主要是通过红外点源目标模拟器和两轴仿真转台实现的，具体过程为：测试中转台与导引头处于同一坐标系下，初始时刻是导引头锁定目标，控制转台的目标台分别以2°/s，5°/s，10°/s的角速率匀速运动，实时接收导引头输出视线角速率的反馈数据，绘出曲线，计算其与转台运动角速率的差值，取其中最大值作为导引头的不同角速率下视线角速率精度，即式中，θ_i为导引头输出的视线角速率，为转台的角速率。但是在实战中，红外导引头的大角度机动、导弹的姿态扰动、外部环境等干扰因素势必会对导引头的输出视线角速率精度产生影响，但是传统的实验室测试并不能模拟这些干扰因素，进而无法客观的反映这些干扰因素对视线角速率精度的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了红外导引头视线角速率精度测试方法及系统，以解决现有技术中传统的实验室测试并不能模拟红外导引头的大角度机动、导弹的姿态扰动、外部环境等干扰因素，无法客观的反映这些干扰因素对视线角速率精度的影响的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种红外导引头视线角速率精度测试方法，包括：

根据导引头发射点、模拟目标建立惯性坐标系；

在所述惯性坐标系中，获取t时刻导引头的第一位置坐标和模拟目标的第二位置坐标，所述t时刻为所述导引头运动的任意时刻；

获取t时刻导引头和模拟目标的相对运动速度，并计算得到所述相对运动速度在惯性坐标系的坐标轴上的相对运动速度分量；

根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定导引头与模拟目标在惯性坐标系的第一相对距离，以及导引头与模拟目标在惯性坐标系的坐标轴上的第一相对距离分量；

根据所述相对运动速度分量、所述第一相对距离和所述第一相对距离分量，确定t时刻导引头的理论方位角速率和理论俯仰角速率；

通过仿真测试系统获取t时刻导引头的方位视线角速率和俯仰视线角速率；

根据所述理论方位角速率和方位视线角速率计算得到导引头t时刻的第一偏航视线角速率误差，根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率计算得到导引头t时刻的第一俯仰视线角速率误差；

获取i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差，并计算得到i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差的第一均方差，以及i个不同时刻的第一俯仰视线速率误差的第二均方差；

确定所述第一均方差和所述第二均方差为所述红外导引头视线角速率精度。

本发明实施例的第二方面提供了一种红外导引头视线角速率精度测试装置，包括：

坐标系建立模块，用于根据导引头发射点、模拟目标建立惯性坐标系；

位置坐标获取模块，用于在所述惯性坐标系中，获取t时刻导引头的第一位置坐标和模拟目标的第二位置坐标，所述t时刻为所述导引头运动的任意时刻；

相对运动速度获取模块，用于获取t时刻导引头和模拟目标的相对运动速度，并计算得到所述相对运动速度在惯性坐标系的坐标轴上的相对运动速度分量；

第一相对距离确定模块，用于根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定导引头与模拟目标在惯性坐标系的第一相对距离，以及导引头与模拟目标在惯性坐标系的坐标轴上的第一相对距离分量；

理论角速率确定模块，用于根据所述相对运动速度分量、所述相对距离和所述相对距离分量，确定t时刻导引头的理论方位角速率和理论俯仰角速率；

视线角速率获取模块，用于通过仿真测试系统获取t时刻导引头的方位视线角速率和俯仰视线角速率；

第一误差处理模块，用于根据所述理论方位角速率和方位视线角速率计算得到导引头t时刻的第一偏航视线角速率误差，根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率计算得到导引头t时刻的第一俯仰视线角速率误差；

均方差处理模块，用于获取i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差，并计算得到i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差的第一均方差，以及i个不同时刻的第一俯仰视线速率误差的第二均方差；

视线角速率精度确定模块，用于确定所述第一均方差和所述第二均方差为所述红外导引头视线角速率精度。

本发明实施例的第三方面提供了一种红外导引头视线角速率精度测试系统，包括五轴转台、红外目标模拟器、计算机，所述五轴转台、红外目标模拟器分别与所述计算机连接；

五轴转台，用于模拟导引头飞行过程中的运动；

红外目标模拟器，用于作为模拟目标；

所述计算机用于，根据发射点、模拟目标建立惯性坐标系；获取t时刻导引头在所述惯性坐标系中的位置坐标的第一位置坐标，以及模拟目标在所述惯性坐标系中的第二位置坐标，所述t时刻为导引头运动的任意时刻；获取导引头和模拟目标在t时刻的相对运动速度，并计算得到所述相对运动速度在所述惯性坐标系的坐标轴上的相对运动速度分量；根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定导引头与模拟目标在所述惯性坐标系的相对距离，以及所述相对距离在所述惯性坐标系的坐标轴上的相对距离分量；根据所述相对运动速度分量、所述相对距离和所述相对距离分量，确定t时刻的理论方位角速率和理论俯仰角速率；获取导引头的方位视线角速率和俯仰视线角速率；根据所述理论方位角速率和方位视线角速率计算得到红外成像导引头t时刻的第一偏航视线角速率误差，根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率计算得到红外成像导引头t时刻的第一俯仰视线角速率误差；获取i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差，并根据i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差计算得到i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差的第一均方差，根据i个不同时刻的第一俯仰视线角速率误差计算得到i个不同时刻的第一俯仰视线速率误差的第二均方差；确定所述第一均方差和所述第二均方差为所述红外导引头视线角速率精度。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本发明实施例提供的红外导引头视线角速率精度测试方法及系统，通过根据导引头发射点、模拟目标建立惯性坐标系，根据相对运动速度分量、第一相对距离和第一相对距离分量，确定t时刻导引头的理论方位角速率和理论俯仰角速率，通过仿真测试系统获取t时刻导引头的方位视线角速率和俯仰视线角速率，根据理论方位角速率和方位视线角速率计算得到导引头t时刻的第一偏航视线角速率误差，根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率计算得到导引头t时刻的第一俯仰视线角速率误差；获取i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差，并计算得到i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差的第一均方差，以及i个不同时刻的第一俯仰视线速率误差的第二均方差；确定第一均方差和第二均方差为红外导引头视线角速率精度。本发明实施例根据获取的第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差得到的均方差，与两轴仿真转台传统的下的视线角速率精度相比，更能够表征导引头的大角度机动、导弹的姿态扰动、外部环境等干扰因素的影响，客观的反映这些干扰因素对视线角速率精度的影响的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的红外导引头视线角速率精度测试方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的导引头与模拟目标在惯性坐标系的示意图；

图3为本发明另一个实施例提供的红外导引头视线角速率精度测试方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的导引头的实际安装位置与第一位置坐标的安装偏差示意图；

图5为本发明一实施例提供的一种红外导引头视线角速率精度测试装置的框图；

图6为本发明一实施例提供的红外导引头视线角速率精度测试系统的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参考图1，图1为本发明一实施例提供的红外导引头视线角速率精度测试方法的流程示意图。本实施例的测试方法可以应用到但不限于作为精确制导武器的核心部件的红外导引头的精度测试上，该方法详述如下：

S101：根据导引头发射点、模拟目标建立惯性坐标系。

在本实施例中，以导引头发射点为原点、模拟目标的初始位置为任意坐标轴的指向。惯性坐标系可以为三维直角坐标系。

S102：在惯性坐标系中，获取t时刻导引头的第一位置坐标和模拟目标的第二位置坐标，t时刻为导引头运动的任意时刻。

在本实施例中，导引头可以通过五轴转台控制，用来模拟导引头飞行运动过程，通过五轴转台可以模拟导弹大角度机动以及姿态运动。模拟目标可以是红外目标模拟器。例如，导引头的第一位置坐标为S(x_s,y_s,z_s)，模拟目标的第二位置坐标为T(x_T,y_T,z_T)。

S103：获取t时刻导引头和模拟目标的相对运动速度，并计算得到相对运动速度在惯性坐标系的坐标轴上的相对运动速度分量。

在本实施例中，t时刻导引头和模拟目标的相对运动速度记为然后在惯性坐标系中计算得到在坐标轴上的相对运动速度分量。当惯性坐标系为三维直角坐标系时，相对运动速度分量分别为Δv_x，Δv_y，Δv_z。

S104：根据第一位置坐标和第二位置坐标，确定导引头与模拟目标在惯性坐标系的第一相对距离，以及导引头与模拟目标在惯性坐标系的坐标轴上的第一相对距离分量。

在本实施例中，参考图2，图2为导引头与模拟目标在惯性坐标系的示意图。导引头的第一位置坐标为S(x_s,y_s,z_s)，模拟目标的第二位置坐标为T(x_T,y_T,z_T)，则根据图2所示的几何关系可以推导计算出导引头与模拟目标在惯性坐标系的坐标轴上的第一相对距离分量Δx，Δy，Δz和导引头与模拟目标在惯性坐标系的第一相对距离l，推导计算公式如下：

S105：根据相对运动速度分量、第一相对距离和第一相对距离分量，确定t时刻导引头的理论方位角速率和理论俯仰角速率。

在本实施例中，理论方位角速率为导引头相对模拟目标在水平方向上的角速率；理论俯仰角速率为导引头相对模拟目标在垂直方向上的角速率。导引头的运动路线为提前设计好的，并输入到计算机中进行模拟，因此计算出来的方位角速率和俯仰角速率均为理论值，即理论方位角速率和理论俯仰角速率。

S106：通过仿真测试系统获取t时刻导引头的方位视线角速率和俯仰视线角速率。

在本实施例中，可以通过仿真测试系统的红外成像技术实时的对导引头探测到的图像进行实时红外视景仿真，并通过导引头红外成像结果得到导引头的方位视线角速率和俯仰视线角速率。

S107：根据理论方位角速率和方位视线角速率计算得到导引头t时刻的第一偏航视线角速率误差，根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率计算得到导引头t时刻的第一俯仰视线角速率误差。

在本实施例中，通过仿真测试系统的红外成像技术得到的方位视线角速率和俯仰视线角速率，与理论方位角速率和理论俯仰角速率存在一定的误差。

S108：获取i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差，并计算得到i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差的第一均方差，以及i个不同时刻的第一俯仰视线速率误差的第二均方差。

在本实施例中，通过获取多个第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差，并求取各自的均方差，可以避免单个数据测试造成的误差，提高测试准确度。

S109：确定第一均方差和第二均方差为红外导引头视线角速率精度。

从本实施例可知，通过根据导引头发射点、模拟目标建立惯性坐标系，根据相对运动速度分量、第一相对距离和第一相对距离分量，确定t时刻导引头的理论方位角速率和理论俯仰角速率，通过仿真测试系统获取t时刻导引头的方位视线角速率和俯仰视线角速率，根据理论方位角速率和方位视线角速率计算得到导引头t时刻的第一偏航视线角速率误差，根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率计算得到导引头t时刻的第一俯仰视线角速率误差；获取i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差，并计算得到i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差的第一均方差，以及i个不同时刻的第一俯仰视线速率误差的第二均方差；确定第一均方差和第二均方差为红外导引头视线角速率精度。本发明实施例根据获取的第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差得到的均方差，与两轴仿真转台传统的下的视线角速率精度相比，更能够表征导引头的大角度机动、导弹的姿态扰动、外部环境等干扰因素的影响，客观的反映这些干扰因素对视线角速率精度的影响的问题。

在本发明的一个实施例中，上述步骤S101可以具体包括：以导引头发射点为坐标原点O建立惯性坐标系，其中OX轴指向模拟目标初始位置，OY轴沿垂线向上，OZ轴与OX轴、OY轴垂直并构成右手坐标系。

参考图2，O点为导引头发射点；T点为模拟目标初始位置；OX轴指向模拟目标初始位置T；OX轴、OY轴和OZ轴构成右手坐标系。

在本实施例中，通过建立OX轴、OY轴和OZ轴构成右手坐标系，方便后续的理论方位角速率和俯仰角速率的计算。

在本发明的一个实施例中，上述步骤S105中根据相对运动速度分量、第一相对距离和第一相对距离分量，确定t时刻导引头的理论方位角速率和理论俯仰角速率，计算公式为：

式中，为理论方位角速率；为理论俯仰角速率；Δv_x，Δv_y，Δv_z分别为相对运动速度在惯性坐标系的三个坐标轴上的相对运动速度分量；Δx，Δy，Δz分别为导引头与模拟目标在惯性坐标系的三个坐标轴上的第一相对距离分量；l为导引头与模拟目标的第一相对距离。

在本实施例中，通过采用上述具体的公式进行计算，提高理论方位角速率和俯仰角速率的计算的准确度。

在本发明的一个实施例中，上述步骤S107中，根据理论方位角速率和方位视线角速率计算得到导引头t时刻的第一偏航视线角速率误差，计算公式为：

式中，为第一偏航视线角速率误差；为方位视线角速率；为理论方位角速率；

根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率计算得到导引头t时刻的第一俯仰视线角速率误差，计算公式为：

式中，第一俯仰视线角速率误差；为俯仰视线角速率；为理论俯仰角速率。

参考图3，图3为本发明另一个实施例提供的红外导引头视线角速率精度测试方法的流程示意图。由于安装精度的影响，是导引头的回转中心与转台的中心一定有一定的偏移，这将会导致测量结果产生一定的误差，本实施例详细描述了如何确定导引头轴线安装位置对导引头视线角速率精度误差影响，该方法详述如下：

S301：当引导头轴线位置安装出现误差时，获取导引头的实际安装位置与第一位置坐标的安装偏差距离r，所述第一位置坐标为引导头轴线位置与转台中心重合的理想位置坐标。

在本实施例中，参考图4，图4为导引头的实际安装位置与第一位置坐标的安装偏差示意图。理想位置坐标的第一位置坐标为S(x_s,y_s,z_s)，导引头的实际安装位置的坐标为S'(x_r,y_r,z_r)。通过直接长度测量可以得到导引头的实际安装位置与第一位置坐标的安装偏差距离r。

S302：获取t时刻导引头的俯仰角θ和偏航角

在本实施例中，通过仿真测试系统技术获取t时刻导引头的俯仰角θ和偏航角

S303：根据安装偏差距离r、导引头的俯仰角θ、偏航角和第一位置坐标，计算得到导引头的实际安装坐标。

在本实施例中，理想位置坐标的第一位置坐标为S(x_s,y_s,z_s)，导引头的实际安装位置的坐标为S'(x_r,y_r,z_r)，根据安装偏差距离r、导引头的俯仰角θ、偏航角和第一位置坐标，计算得到导引头的实际安装坐标，的计算公式如下：

S304：根据所述实际安装坐标和所述第二位置坐标，确定导引头与模拟目标在惯性坐标系的第二相对距离以及导引头与模拟目标在惯性坐标系的坐标轴上的第二相对距离分量。

在本实施例中，此步骤中的计算公式与公式(1)一致，只需将上述公式(1)中的第一位置坐标的参数替换为实际安装坐标的参数。

S305：根据所述相对运动速度分量、所述第二相对距离和所述第二相对距离分量，确定导引头t时刻的实际方位角速率和实际俯仰角速率。

在本实施例中，此步骤中的计算公式与公式(2)和公式(3)一致，这里不再赘述。

S306：根据所述实际方位角速率和理论方位角速率计算得到红外成像导引头t时刻的第二偏航视线角速率误差。

S307：根据实际俯仰角速率和理论俯仰角速率计算得到红外成像导引头t时刻的第二俯仰视线角速率误差。

在本实施例中，步骤S306和S307的计算公式如下：

式中，为实际方位角速率；为实际俯仰角速率；为方位视线角速率；为俯仰视线角速率。

S308：根据第二偏航视线角速率误差和第二俯仰视线角速率误差，调整红外导引头视线角速率精度。

在本实施例中，根据第二偏航视线角速率误差和第二俯仰视线角速率误差，调整第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差；再根据调整后的第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差确定红外导引头视线角速率精度。

从本实施例可知，通过获取导引头的实际安装位置与第一位置坐标的安装偏差距离r，获取t时刻导引头的俯仰角θ和偏航角根据安装偏差距离r、导引头的俯仰角θ、偏航角和第一位置坐标，计算得到导引头的实际安装坐标，根据所述实际安装坐标和所述第二位置坐标，确定导引头与模拟目标在惯性坐标系的第二相对距离以及导引头与模拟目标在惯性坐标系的坐标轴上的第二相对距离分量，根据所述相对运动速度分量、所述第二相对距离和所述第二相对距离分量，确定导引头t时刻的实际方位角速率和实际俯仰角速率，根据所述实际方位角速率和理论方位角速率计算得到红外成像导引头t时刻的第二偏航视线角速率误差，根据实际俯仰角速率和理论俯仰角速率计算得到红外成像导引头t时刻的第二俯仰视线角速率误差，根据第二偏航视线角速率误差和第二俯仰视线角速率误差，调整红外导引头视线角速率精度，可进一步提高红外导引头视线角速率精度的准确性。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

参考图5，图5为本发明一实施例提供的一种红外导引头视线角速率精度测试装置的框图。本实施例的红外导引头视线角速率精度测试装置包括：坐标系建立模块501、位置坐标获取模块502、相对运动速度获取模块503、第一相对距离确定模块504、理论角速率确定模块505、视线角速率获取模块506、第一误差处理模块507、均方差处理模块508和视线角速率精度确定模块509。

其中，坐标系建立模块501，用于根据导引头发射点、模拟目标建立惯性坐标系；

位置坐标获取模块502，用于在所述惯性坐标系中，获取t时刻导引头的第一位置坐标和模拟目标的第二位置坐标，所述t时刻为所述导引头运动的任意时刻；

相对运动速度获取模块503，用于获取t时刻导引头和模拟目标的相对运动速度，并计算得到所述相对运动速度在惯性坐标系的坐标轴上的相对运动速度分量；

第一相对距离确定模块504，用于根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定导引头与模拟目标在惯性坐标系的第一相对距离，以及导引头与模拟目标在惯性坐标系的坐标轴上的第一相对距离分量；

理论角速率确定模块505，用于根据所述相对运动速度分量、所述相对距离和所述相对距离分量，确定t时刻导引头的理论方位角速率和理论俯仰角速率；

视线角速率获取模块506，用于通过仿真测试系统获取t时刻导引头的方位视线角速率和俯仰视线角速率；

第一误差处理模块507，用于根据所述理论方位角速率和方位视线角速率计算得到导引头t时刻的第一偏航视线角速率误差，根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率计算得到导引头t时刻的第一俯仰视线角速率误差；

均方差处理模块508，用于获取i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差，并计算得到i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差的第一均方差，以及i个不同时刻的第一俯仰视线速率误差的第二均方差；

视线角速率精度确定模块509，用于确定所述第一均方差和所述第二均方差为所述红外导引头视线角速率精度。

在本发明的一个实施例中，所述坐标系建立模块501，具体用于以导引头发射点为坐标原点O建立惯性坐标系，其中OX轴指向模拟目标初始位置，OY轴沿垂线向上，OZ轴与OX轴、OY轴垂直并构成右手坐标系。

在本发明的一个实施例中，所述理论角速率确定模块505，根据所述相对运动速度分量、所述相对距离和所述相对距离分量，确定t时刻的理论方位角速率和理论俯仰角速率，计算公式为：

式中，为理论方位角速率；为理论俯仰角速率；Δv_x，Δv_y，Δv_z分别为所述相对运动速度在惯性坐标系的三个坐标轴上的相对运动速度分量；Δx，Δy，Δz分别为导引头与模拟目标在惯性坐标系的三个坐标轴上的相对距离分量；l为导引头与模拟目标的相对距离。

在本发明的一个实施例中，所述第一误差处理模块507，根据所述理论方位角速率和方位视线角速率计算得到导引头t时刻的第一偏航视线角速率误差，计算公式为：

式中，为第一偏航视线角速率误差；为方位视线角速率；为理论方位角速率；

所述第一误差处理模块，根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率计算得到导引头t时刻的第一俯仰视线角速率误差，计算公式为：

式中，第一俯仰视线角速率误差；为俯仰视线角速率；为理论俯仰角速率。

参考图5，在本发明的一个实施例中，所述红外导引头视线角速率精度测试装置还包括：

偏差距离获取模块510，用于当引导头轴线位置安装出现误差时，获取导引头的实际安装位置与第一位置坐标的安装偏差距离r，所述第一位置坐标为引导头轴线位置与转台中心重合的理想位置坐标；

俯仰角和偏航角获取模块511，用于获取t时刻导引头的俯仰角θ和偏航角

实际安装坐标处理模块512，用于根据安装偏差距离r、导引头的俯仰角θ、偏航角和第一位置坐标，计算得到导引头的实际安装坐标；

第二相对距离确定模块513，用于根据所述实际安装坐标和所述第二位置坐标，确定导引头与模拟目标在惯性坐标系的第二相对距离以及导引头与模拟目标在惯性坐标系的坐标轴上的第二相对距离分量；

实际角速率确定模块514，用于根据所述相对运动速度分量、所述第二相对距离和所述第二相对距离分量，确定导引头t时刻的实际方位角速率和实际俯仰角速率；

第二误差处理模块515，用于根据所述实际方位角速率和理论方位角速率计算得到红外成像导引头t时刻的第二偏航视线角速率误差，根据实际俯仰角速率和理论俯仰角速率计算得到红外成像导引头t时刻的第二俯仰视线角速率误差；

调整模块516，用于根据第二偏航视线角速率误差和第二俯仰视线角速率误差，调整红外导引头视线角速率精度。

参考图6，图6为本发明一实施例提供的红外导引头视线角速率精度测试系统的结构示意图。本实施例的红外导引头视线角速率精度测试系统包括：

五轴转台601、红外目标模拟器602、计算机603，所述五轴转台、红外目标模拟器分别与所述计算机连接；

五轴转台，用于模拟导引头飞行过程中的运动；

红外目标模拟器，用于作为模拟目标；

所述计算机用于，根据发射点、模拟目标建立惯性坐标系；获取t时刻导引头在所述惯性坐标系中的位置坐标的第一位置坐标，以及模拟目标在所述惯性坐标系中的第二位置坐标，所述t时刻为导引头运动的任意时刻；获取导引头和模拟目标在t时刻的相对运动速度，并计算得到所述相对运动速度在所述惯性坐标系的坐标轴上的相对运动速度分量；根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定导引头与模拟目标在所述惯性坐标系的相对距离，以及所述相对距离在所述惯性坐标系的坐标轴上的相对距离分量；根据所述相对运动速度分量、所述相对距离和所述相对距离分量，确定t时刻的理论方位角速率和理论俯仰角速率；获取导引头的方位视线角速率和俯仰视线角速率；根据所述理论方位角速率和方位视线角速率计算得到红外成像导引头t时刻的第一偏航视线角速率误差，根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率计算得到红外成像导引头t时刻的第一俯仰视线角速率误差；获取i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差，并根据i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差计算得到i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差的第一均方差，根据i个不同时刻的第一俯仰视线角速率误差计算得到i个不同时刻的第一俯仰视线速率误差的第二均方差；确定所述第一均方差和所述第二均方差为所述红外导引头视线角速率精度。

在本发明的一个实施例中，所述五轴转台设有内框和外框；所述导引头设置在所述五轴转台的内框，所述红外目标模拟器设置在所述五轴转台的外框。

需要说明的是：红外导引头视线角速率精度测试系统还包括但不限于视频分析仪及记录系统、操作控系统、总控与测评系统、实时数字接口、分布式通信系统等。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种红外导引头视线角速率精度测试方法，其特征在于，包括：

根据导引头发射点、模拟目标建立惯性坐标系；

在所述惯性坐标系中，获取t时刻导引头的第一位置坐标和模拟目标的第二位置坐标，所述t时刻为所述导引头运动的任意时刻；

获取t时刻导引头和模拟目标的相对运动速度，并计算得到所述相对运动速度在惯性坐标系的坐标轴上的相对运动速度分量；

根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定导引头与模拟目标在惯性坐标系的第一相对距离，以及导引头与模拟目标在惯性坐标系的坐标轴上的第一相对距离分量；

根据所述相对运动速度分量、所述第一相对距离和所述第一相对距离分量，确定t时刻导引头的理论方位角速率和理论俯仰角速率；

通过仿真测试系统获取t时刻导引头的输出方位视线角速率和俯仰视线角速率；

根据所述理论方位角速率和方位视线角速率加以计算得到导引头t时刻的第一偏航视线角速率误差，根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率加以计算得到导引头t时刻的第一俯仰视线角速率误差；

获取i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差，并计算得到i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差的第一均方差，以及i个不同时刻的第一俯仰视线速率误差的第二均方差；

确定所述第一均方差和所述第二均方差为所述红外导引头视线角速率精度。

2.根据权利要求1所述的红外导引头视线角速率精度测试方法，其特征在于，所述根据导引头发射点、模拟目标建立惯性坐标系，包括：

以导引头发射点为坐标原点O建立惯性坐标系，其中OX轴指向模拟目标初始位置，OY轴沿垂线向上，OZ轴与OX轴、OY轴垂直并构成右手坐标系。

3.根据权利要求2所述的红外导引头视线角速率精度测试方，其特征在于，所述根据所述相对运动速度分量、所述第一相对距离和所述第一相对距离分量，确定t时刻导引头的理论方位角速率和理论俯仰角速率，计算公式为

式中，为理论方位角速率；为理论俯仰角速率；Δv_x，Δv_y，Δv_z分别为所述相对运动速度在惯性坐标系的三个坐标轴上的相对运动速度分量；Δx，Δy，Δz分别为导引头与模拟目标在惯性坐标系的三个坐标轴上的第一相对距离分量；l为导引头与模拟目标的第一相对距离。

4.根据权利要求2所述的红外导引头视线角速率精度测试方法，其特征在于，所述根据所述理论方位角速率和方位视线角速率计算得到导引头t时刻的第一偏航视线角速率误差，计算公式为：

式中，为第一偏航视线角速率误差；为方位视线角速率；为理论方位角速率；

所述根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率计算得到导引头t时刻的第一俯仰视线角速率误差，计算公式为：

式中，第一俯仰视线角速率误差；为俯仰视线角速率；为理论俯仰角速率。

5.根据权利要求2所述的红外导引头视线角速率精度测试方法，其特征在于，还包括：

当引导头轴线位置安装出现误差时，获取导引头的实际安装位置与第一位置坐标的安装偏差距离r，所述第一位置坐标为引导头轴线位置与转台中心重合的理想位置坐标；

获取t时刻导引头的俯仰角θ和偏航角

根据安装偏差距离r、导引头的俯仰角θ、偏航角和第一位置坐标，计算得到导引头的实际安装坐标；

根据所述实际安装坐标和所述第二位置坐标，确定导引头与模拟目标在惯性坐标系的第二相对距离以及导引头与模拟目标在惯性坐标系的坐标轴上的第二相对距离分量；

根据所述相对运动速度分量、所述第二相对距离和所述第二相对距离分量，确定导引头t时刻的实际方位角速率和实际俯仰角速率；

根据所述实际方位角速率和理论方位角速率计算得到红外成像导引头t时刻的第二偏航视线角速率误差；

根据实际俯仰角速率和理论俯仰角速率计算得到红外成像导引头t时刻的第二俯仰视线角速率误差；

根据第二偏航视线角速率误差和第二俯仰视线角速率误差，调整红外导引头视线角速率精度。

6.一种红外导引头视线角速率精度测试装置，其特征在于，包括：

坐标系建立模块，用于根据导引头发射点、模拟目标建立惯性坐标系；

位置坐标获取模块，用于在所述惯性坐标系中，获取t时刻导引头的第一位置坐标和模拟目标的第二位置坐标，所述t时刻为所述导引头运动的任意时刻；

相对运动速度获取模块，用于获取t时刻导引头和模拟目标的相对运动速度，并计算得到所述相对运动速度在惯性坐标系的坐标轴上的相对运动速度分量；

第一相对距离确定模块，用于根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定导引头与模拟目标在惯性坐标系的第一相对距离，以及导引头与模拟目标在惯性坐标系的坐标轴上的第一相对距离分量；

理论角速率确定模块，用于根据所述相对运动速度分量、所述相对距离和所述相对距离分量，确定t时刻导引头的理论方位角速率和理论俯仰角速率；

视线角速率获取模块，用于通过仿真测试系统获取t时刻导引头的方位视线角速率和俯仰视线角速率；

第一误差处理模块，用于根据所述理论方位角速率和方位视线角速率计算得到导引头t时刻的第一偏航视线角速率误差，根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率计算得到导引头t时刻的第一俯仰视线角速率误差；

均方差处理模块，用于获取i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差，并计算得到i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差的第一均方差，以及i个不同时刻的第一俯仰视线速率误差的第二均方差；

视线角速率精度确定模块，用于确定所述第一均方差和所述第二均方差为所述红外导引头视线角速率精度。

7.根据权利要求6所述的红外导引头视线角速率精度测试装置，其特征在于，所述坐标系建立模块，具体用于以导引头发射点为坐标原点O建立惯性坐标系，其中OX轴指向模拟目标初始位置，OY轴沿垂线向上，OZ轴与OX轴、OY轴垂直并构成右手坐标系。

8.根据权利要求7所述的红外导引头视线角速率精度测试装置，其特征在于，所述理论角速率确定模块，根据所述相对运动速度分量、所述相对距离和所述相对距离分量，确定t时刻的理论方位角速率和理论俯仰角速率，计算公式为

式中，为理论方位角速率；为理论俯仰角速率；Δv_x，Δv_y，Δv_z分别为所述相对运动速度在惯性坐标系的三个坐标轴上的相对运动速度分量；Δx，Δy，Δz分别为导引头与模拟目标在惯性坐标系的三个坐标轴上的相对距离分量；l为导引头与模拟目标的相对距离。

9.一种红外导引头视线角速率精度测试系统，其特征在于，包括：五轴转台、红外目标模拟器、计算机，所述五轴转台、红外目标模拟器分别与所述计算机连接；

五轴转台，用于模拟导引头飞行过程中的运动；

红外目标模拟器，用于作为模拟目标；

所述计算机用于，根据发射点、模拟目标建立惯性坐标系；获取t时刻导引头在所述惯性坐标系中的位置坐标的第一位置坐标，以及模拟目标在所述惯性坐标系中的第二位置坐标，所述t时刻为导引头运动的任意时刻；获取导引头和模拟目标在t时刻的相对运动速度，并计算得到所述相对运动速度在所述惯性坐标系的坐标轴上的相对运动速度分量；根据所述第一位置坐标和所述第二位置坐标，确定导引头与模拟目标在所述惯性坐标系的相对距离，以及所述相对距离在所述惯性坐标系的坐标轴上的相对距离分量；根据所述相对运动速度分量、所述相对距离和所述相对距离分量，确定t时刻的理论方位角速率和理论俯仰角速率；获取导引头的方位视线角速率和俯仰视线角速率；根据所述理论方位角速率和方位视线角速率计算得到红外成像导引头t时刻的第一偏航视线角速率误差，根据理论俯仰角速率和俯仰视线角速率计算得到红外成像导引头t时刻的第一俯仰视线角速率误差；获取i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差和第一俯仰视线角速率误差，并根据i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差计算得到i个不同时刻的第一偏航视线角速率误差的第一均方差，根据i个不同时刻的第一俯仰视线角速率误差计算得到i个不同时刻的第一俯仰视线速率误差的第二均方差；确定所述第一均方差和所述第二均方差为所述红外导引头视线角速率精度。

10.根据权利要求9所述的红外导引头视线角速率精度测试系统，其特征在于所述五轴转台设有内框和外框；

所述导引头设置在所述五轴转台的内框，所述红外目标模拟器设置在所述五轴转台的外框。