CN109579876B - 一种陆态动基座下的高动态多目标方位角校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陆态动基座下的高动态多目标方位角校准方法，惯性平台Ⅰ、惯性平台Ⅱ都放置在三轴摇摆台的台面上，多目标方位角校准系统放置在三轴摇摆台旁边的地面上，多目标方位角校准系统由北向基准镜、电子经纬仪Ⅰ、电子经纬仪Ⅱ、电子经纬仪Ⅲ、同步控制单元、大口径动态自准直仪Ⅰ和大口径动态自准直仪Ⅱ组成；北向基准镜用于在试验室建立方位基准，电子经纬仪Ⅰ和电子经纬仪Ⅱ通过角度传递的方法来测量大口径动态自准直仪Ⅰ的侧面反光镜的方位值。本发明应用于陆态动基座下测量多个目标的方位角，利用大口径光电自准直仪进行自准直方位角同步测量，实现动基座条件下初始对准系统的方位角精度校准。

Description

一种陆态动基座下的高动态多目标方位角校准方法
技术领域
本发明涉及一种陆态动基座下的高动态多目标方位角校准方法，应用于陆态动基座下测量多个目标的方位角，利用大口径光电自准直仪进行自准直方位角同步测量，实现动基座条件下初始对准系统的方位角精度校准。
背景技术
某型号陆态动基座瞄准精度试验中，多个惯性平台安装在大型的三轴摇摆台台面上。其中三轴摇摆台模拟三自由度动态摇摆加单轴双方向的往复直线运动，需要同时对多个惯性平台的方位角精度进行校准。
传统的动态测量方法是在被测目标上安装靶标，利用全站仪跟踪靶标。此方法利用成熟的全站仪可以实现，结构简单，靶标跟踪过程中易丢失目标，精度低，适用于低动态、低精度的动基座测量。
由于被校目标存在较大的摇摆线位移和直线运动，运动工况比较复杂，而多个被测目标安装的方向位置不同，造成同时捕获全部目标的概率较低。传统方法中的全站仪口径小，运动目标在视场停留时间很大，无法满足此校准要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种陆态动基座下的高动态多目标方位角校准方法，以克服现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种陆态动基座下的高动态多目标方位角校准方法，
步骤一：惯性平台Ⅰ、惯性平台Ⅱ都放置在三轴摇摆台的台面上，多目标方位角校准系统放置在三轴摇摆台旁边的地面上，多目标方位角校准系统由北向基准镜、电子经纬仪Ⅰ、电子经纬仪Ⅱ、电子经纬仪Ⅲ、同步控制单元、大口径动态自准直仪Ⅰ和大口径动态自准直仪Ⅱ组成；北向基准镜用于在试验室建立方位基准，电子经纬仪Ⅰ和电子经纬仪Ⅱ通过角度传递的方法来测量大口径动态自准直仪Ⅰ的侧面反光镜的方位值，电子经纬仪Ⅰ和电子经纬仪Ⅲ通过角度传递的方法来测量大口径动态自准直仪Ⅱ的侧面反光镜的方位值，同步控制单元用于实现多个大口径动态自准直仪的同步信号发送和同步测试数据的接收存储；大口径动态自准直仪Ⅰ和大口径动态自准直仪Ⅱ用于动态自准直角度测量，最终把标准大地方位角传递到被校瞄准基面上去；
步骤二：动态摇摆试验前，完成大口径动态自准直仪方位上和水平面的微调，大口径动态自准直仪Ⅰ使其光学轴线能够与惯性平台Ⅰ的六面体的侧面自准直；大口径动态自准直仪Ⅱ处于预定位置，使其光学轴线能够与惯性平台Ⅱ的六面体的侧面自准直；每一台大口径动态自准直仪的自准直仪图像传感器的光轴和侧面反光镜的法线的夹角在水平面的投影为90°；
步骤三：动态摇摆试验前，用陀螺经纬仪测出北向基准镜的法线的方位角，建立大地方位角度基准；通过电子经纬仪Ⅰ和电子经纬仪Ⅱ把该已知大地方位角传递至大口径动态自准直仪Ⅰ的侧面反光镜上，大口径动态自准直仪Ⅰ的固定的初始方位角A1；电子经纬仪Ⅰ和电子经纬仪Ⅲ通过角度传递的方法来测量大口径动态自准直仪Ⅱ的侧面反光镜的方位值，得到动态自准直仪Ⅱ的固定的初始方位角B1；
步骤四：动态摇摆试验中，三轴摇摆台开始三轴摇摆，固定在三轴摇摆台上的平动导轨Ⅰ开始往复运动，固定在平动导轨Ⅰ的多个被测目标方位角值是不断变化的，属于动态角度参数测量，存在被测目标超出大口径动态自准直仪的视场的情况；同步控制单元根据每个大口径动态自准直仪的视场有效信号来决定是否发出的同步采样脉冲信号，因此当全部目标都在大口径动态自准直仪视场内时才会触发同步信号，从而实现全部多目标的动态角度同步测量，得到大口径动态自准直仪Ⅰ的同步自准直方位角A2和大口径动态自准直仪Ⅱ的同步自准直方位角B2；
步骤五：同步控制单元将大口径动态自准直仪Ⅰ的固定的初始方位角A1和同步自准直方位角A2相加，得到同步时刻时惯性平台Ⅰ的六面体的侧面法线反方向的大地方位角A3；同步控制单元将大口径动态自准直仪Ⅱ的固定的初始方位角B1和同步自准直方位角B2相加，得到同步时刻时惯性平台Ⅱ的六面体的侧面法线反方向的大地方位角B3；
根据上述五个步骤可以完成陆态动基座下的高动态多目标方位角的校准。
所述的步骤二：动态摇摆试验前，通过调整旋转机构和平动导轨Ⅱ实现大口径动态自准直仪方位上的微调，通过调整底脚实现大口径动态自准直仪工作在水平面上。
本发明所取得的有益效果为：
本发明在对工况复杂陆态动基座的惯组进行方位精度校准时，利用大口径动态光电自准直仪的高动态、大口径、自准直测角的测量特点，通过多个大口径动态光电自准直仪分别对准多个惯组的方位角基准面进行同步组网测量，实现动基座下的高动态多目标的方位角校准。本发明已经成功应用于某型号的陆态瞄准精度试验中，完全可以适应高动态多目标的测试需求。
附图说明
图1为高动态多目标的方位角校准示意图。
图2为大口径动态自准直仪外形结构示意图。
图中：1、北向基准镜；2、电子经纬仪Ⅰ；3、电子经纬仪Ⅱ；4、电子经纬仪Ⅲ；5、大口径动态自准直仪Ⅰ；6、大口径动态自准直仪Ⅱ；7、三轴摇摆台；8、平动导轨Ⅰ；9、惯性平台Ⅰ；10、惯性平台Ⅱ；11、同步控制单元；12、调整底脚；13、旋转机构；14、侧面反光镜；15、自准直图像传感器；16、平动导轨Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1、图2所示，多目标方位角校准系统采用“静态建标、静态传递、动态采样”的设计原理：在试验现场建立固定的方位基准，得到标准大地方位角，再通过静态校准设备传递到动态校准设备的基面上，最终由动态校准设备动态同步采集多个被校基面的方位角，从而得到多个被校基面的大地方位角。
步骤一：多目标方位角校准系统系统的组成和角度传递关系如图1所示。惯性平台Ⅰ9、惯性平台Ⅱ10都放置在三轴摇摆台7的台面上，多目标方位角校准系统放置在三轴摇摆台7旁边的地面上。多目标方位角校准系统由北向基准镜1、电子经纬仪Ⅰ2、电子经纬仪Ⅱ3、电子经纬仪Ⅲ4、同步控制单元11、大口径动态自准直仪Ⅰ5和大口径动态自准直仪Ⅱ6组成，大口径动态自准直仪的数量由被测目标的数量决定。北向基准镜1用于在试验室建立方位基准，电子经纬仪Ⅰ2和电子经纬仪Ⅱ3通过角度传递的方法来测量大口径动态自准直仪Ⅰ5的侧面反光镜的方位值，电子经纬仪Ⅰ2和电子经纬仪Ⅲ4通过角度传递的方法来测量大口径动态自准直仪Ⅱ6的侧面反光镜的方位值，同步控制单元11用于实现多个大口径动态自准直仪的同步信号发送和同步测试数据的接收存储。大口径动态自准直仪Ⅰ5和大口径动态自准直仪Ⅱ6用于动态自准直角度测量，最终把标准大地方位角传递到被校瞄准基面上去。
步骤二：动态摇摆试验前，通过调整旋转机构13和平动导轨Ⅱ16实现大口径动态自准直仪方位上的微调和通过调整底脚12实现大口径动态自准直仪工作在水平面上。完成方位上和水平面的微调，大口径动态自准直仪Ⅰ5使其光学轴线能够与惯性平台Ⅰ9的六面体的侧面自准直。大口径动态自准直仪Ⅱ6处于预定位置，使其光学轴线能够与惯性平台Ⅱ10的六面体的侧面自准直。每一台大口径动态自准直仪的自准直仪图像传感器15的光轴和侧面反光镜14的法线的夹角在水平面的投影为90°。
步骤三：动态摇摆试验前，用陀螺经纬仪测出北向基准镜1的法线的方位角，建立校准系统的大地方位角度基准。通过电子经纬仪Ⅰ2和电子经纬仪Ⅱ3把该已知大地方位角传递至大口径动态自准直仪Ⅰ5的侧面反光镜上，大口径动态自准直仪Ⅰ5的固定的初始方位角A1。电子经纬仪Ⅰ2和电子经纬仪Ⅲ4通过角度传递的方法来测量大口径动态自准直仪Ⅱ6的侧面反光镜的方位值，得到动态自准直仪Ⅱ6的固定的初始方位角B1。
步骤四：动态摇摆试验中，三轴摇摆台7开始三轴摇摆，固定在三轴摇摆台7上的平动导轨Ⅰ8开始往复运动，固定在平动导轨Ⅰ8的多个被测目标方位角值是不断变化的，属于动态角度参数测量，会存在被测目标超出大口径自准直仪的视场的情况。同步控制单元11根据每个大口径自准直仪的视场有效信号来决定是否发出的同步采样脉冲信号，因此当全部目标都在大口径动态自准直仪视场内时才会触发同步信号，从而实现全部多目标的动态角度同步测量，得到大口径动态自准直仪Ⅰ5的同步自准直方位角A2和大口径动态自准直仪Ⅱ6的同步自准直方位角B2。
步骤五：同步控制单元11将大口径动态自准直仪Ⅰ5的固定的初始方位角A1和同步自准直方位角A2相加，得到同步时刻时惯性平台Ⅰ9的六面体的侧面法线反方向的大地方位角A3。同步控制单元11将大口径动态自准直仪Ⅱ6的固定的初始方位角B1和同步自准直方位角B2相加，得到同步时刻时惯性平台Ⅱ10的六面体的侧面法线反方向的大地方位角B3。
根据上述五个步骤可以完成陆态动基座下的高动态多目标方位角的校准。

Claims (2)

1.一种陆态动基座下的高动态多目标方位角校准方法，其特征在于：
步骤一：惯性平台Ⅰ、惯性平台Ⅱ都放置在三轴摇摆台的台面上，多目标方位角校准系统放置在三轴摇摆台旁边的地面上，多目标方位角校准系统由北向基准镜、电子经纬仪Ⅰ、电子经纬仪Ⅱ、电子经纬仪Ⅲ、同步控制单元、大口径动态自准直仪Ⅰ和大口径动态自准直仪Ⅱ组成；北向基准镜用于在试验室建立方位基准，电子经纬仪Ⅰ和电子经纬仪Ⅱ通过角度传递的方法来测量大口径动态自准直仪Ⅰ的侧面反光镜的方位值，电子经纬仪Ⅰ和电子经纬仪Ⅲ通过角度传递的方法来测量大口径动态自准直仪Ⅱ的侧面反光镜的方位值，同步控制单元用于实现多个大口径动态自准直仪的同步信号发送和同步测试数据的接收存储；大口径动态自准直仪Ⅰ和大口径动态自准直仪Ⅱ用于动态自准直角度测量，最终把标准大地方位角传递到被校瞄准基面上去；
步骤二：动态摇摆试验前，完成大口径动态自准直仪方位上和水平面的微调，大口径动态自准直仪Ⅰ使其光学轴线能够与惯性平台Ⅰ的六面体的侧面自准直；大口径动态自准直仪Ⅱ处于预定位置，使其光学轴线能够与惯性平台Ⅱ的六面体的侧面自准直；每一台大口径动态自准直仪的自准直仪图像传感器的光轴和侧面反光镜的法线的夹角在水平面的投影为90°；
步骤三：动态摇摆试验前，用陀螺经纬仪测出北向基准镜的法线的方位角，建立大地方位角度基准；通过电子经纬仪Ⅰ和电子经纬仪Ⅱ把大地方位角传递至大口径动态自准直仪Ⅰ的侧面反光镜上，大口径动态自准直仪Ⅰ的固定的初始方位角A1；电子经纬仪Ⅰ和电子经纬仪Ⅲ通过角度传递的方法来测量大口径动态自准直仪Ⅱ的侧面反光镜的方位值，得到大口径动态自准直仪Ⅱ的固定的初始方位角B1；
步骤四：动态摇摆试验中，三轴摇摆台开始三轴摇摆，固定在三轴摇摆台上的平动导轨Ⅰ开始往复运动，固定在平动导轨Ⅰ的多个被测目标方位角值是不断变化的，属于动态角度参数测量，存在被测目标超出大口径动态自准直仪的视场的情况；同步控制单元根据每个大口径动态自准直仪的视场有效信号来决定是否发出的同步采样脉冲信号，因此当全部目标都在大口径动态自准直仪视场内时才会触发同步信号，从而实现全部多目标的动态角度同步测量，得到大口径动态自准直仪Ⅰ的同步自准直方位角A2和大口径动态自准直仪Ⅱ的同步自准直方位角B2；
步骤五：同步控制单元将大口径动态自准直仪Ⅰ的固定的初始方位角A1和同步自准直方位角A2相加，得到同步时刻时惯性平台Ⅰ的六面体的侧面法线反方向的大地方位角A3；同步控制单元将大口径动态自准直仪Ⅱ的固定的初始方位角B1和同步自准直方位角B2相加，得到同步时刻时惯性平台Ⅱ的六面体的侧面法线反方向的大地方位角B3；
根据上述五个步骤可以完成陆态动基座下的高动态多目标方位角的校准。
2.根据权利要求1所述的陆态动基座下的高动态多目标方位角校准方法，其特征在于：所述的步骤二：动态摇摆试验前，通过调整旋转机构和平动导轨Ⅱ实现大口径动态自准直仪方位上的微调，通过调整底脚实现大口径动态自准直仪工作在水平面上。
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