一種復(fù)合探測系統(tǒng)基準(zhǔn)軸偏差標(biāo)定方法和標(biāo)定系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基準(zhǔn)軸偏差標(biāo)定方法技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合探測系統(tǒng)基準(zhǔn)軸偏 差標(biāo)定方法和標(biāo)定系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了實現(xiàn)與非合作目標(biāo)的精確相對運動，武器系統(tǒng)在對遠(yuǎn)距離點目標(biāo)進行觀測的 同時，還需要對點目標(biāo)進行精確測距，因此武器系統(tǒng)需要配套由成像器和激光測距儀組成 的復(fù)合探測系統(tǒng)。傳統(tǒng)復(fù)合探測系統(tǒng)中的激光測距機構(gòu)由平臺提供指向，該設(shè)備具有體積 大、質(zhì)量大、功耗大、指向固定角度的特點，其波束發(fā)散角度決定了掃描范圍的大小，為了保 證足夠的掃描范圍，其激光波束發(fā)散角度必須比較寬，寬波束發(fā)散角度能夠覆蓋成像器視 場，激光測距機構(gòu)無需成像器引導(dǎo)即可完成對目標(biāo)的測距，因此無需標(biāo)定成像器基準(zhǔn)軸和 激光測距機構(gòu)基準(zhǔn)軸的偏差。
[0003] 但是，傳統(tǒng)復(fù)合探測系統(tǒng)不能滿足輕小型武器系統(tǒng)的需求，輕小型武器系統(tǒng)需要 配套體積小、質(zhì)量小、功耗小的新型復(fù)合探測系統(tǒng)。新型復(fù)合探測系統(tǒng)中激光測距儀波束發(fā) 散角度窄，不能覆蓋成像器視場，存在探測不到目標(biāo)的可能性，激光測距儀得在成像器引導(dǎo) 下才能實現(xiàn)對遠(yuǎn)距離點目標(biāo)的測距。為了實現(xiàn)成像器對激光測距儀的精確引導(dǎo)，首先得測 量成像器基準(zhǔn)軸和激光測距儀基準(zhǔn)軸偏差，并將測得的三個偏差角作為固定參數(shù)裝訂到系 統(tǒng)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種復(fù)合探測系統(tǒng)基準(zhǔn)軸偏差標(biāo)定方法和標(biāo)定 系統(tǒng)，解決輕小型武器系統(tǒng)需求下復(fù)合探測系統(tǒng)中成像器基準(zhǔn)軸和激光測距儀基準(zhǔn)軸的偏 差的三個軸向偏差角的標(biāo)定問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：
[0006] 搭建一種復(fù)合探測系統(tǒng)基準(zhǔn)軸偏差標(biāo)定系統(tǒng)，該標(biāo)定系統(tǒng)包括:復(fù)合探測系統(tǒng)、信 息處理系統(tǒng)、行架系統(tǒng)和點目標(biāo)。
[0007] 所述復(fù)合探測系統(tǒng)包括成像器和激光測距儀，所述成像器用于測量點目標(biāo)在成像 器視場中的高低角和方位角，以及成像器軸心〇!和激光測距儀軸心〇 2在參考坐標(biāo)系中的坐 標(biāo)值。所述激光測距儀用于發(fā)射激光并確定點目標(biāo)距離激光測距儀軸心〇2的距離。
[0008] 所述信息處理系統(tǒng)用于給激光測距儀發(fā)射激光的指令，和給成像器測量的指令。
[0009] 所述行架系統(tǒng)包括行架和行架操縱系統(tǒng)，所述行架操縱系統(tǒng)用于控制行架進行水 平和豎直運動。
[0010] 所述點目標(biāo)用于模擬非合作目標(biāo)。
[0011] 利用上述標(biāo)定系統(tǒng)的一種復(fù)合探測系統(tǒng)基準(zhǔn)軸偏差標(biāo)定方法，該標(biāo)定方法的具體 步驟為：
[0012] (1)將武器系統(tǒng)彈體坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系，
[0013]以武器系統(tǒng)的質(zhì)心作為參考坐標(biāo)系的原點〇,以武器系統(tǒng)縱軸作為〇^軸，指向頭 部為正，以武器系統(tǒng)縱向?qū)ΨQ面內(nèi)豎直方向為Oydi，指向上為正，垂直于〇Xiyi平面為〇Z1 軸，方向按右手直角坐標(biāo)系確定；
[0014] (2)將模擬非合作目標(biāo)的點目標(biāo)固定在行架上，并將行架運動至成像器視場內(nèi)；
[0015] (3)激光測距儀出射激光，使固定于行架上的點目標(biāo)與來自激光測距儀的激光光 斑重合，成像器和激光測距儀分別對點目標(biāo)進行測量，成像器測量點目標(biāo)在成像器視場中 的高低角和方位角，成像器測量成像器軸心(^和激光測距儀軸心〇 2的坐標(biāo)值，激光測距儀測 量點目標(biāo)與激光測距儀軸心〇2的距離，由下述公式（1)計算出成像器基準(zhǔn)軸和激光測距儀 基準(zhǔn)軸的偏差繞〇 yi軸的偏差角和繞〇Zl軸的偏差角△漢；
[0016]
[0017]
[0018] 其中，△ qa為點目標(biāo)在成像器視場內(nèi)的高低角，
[0019] Δ qe為點目標(biāo)在成像器視場內(nèi)的方位角，
[0020] YK為成像器軸心&在參考坐標(biāo)系中的0yi軸的坐標(biāo)值，
[0021] ZK為成像器軸心&在參考坐標(biāo)系中的〇Z1軸的坐標(biāo)值，
[0022] YLR為激光測距儀軸心02在參考坐標(biāo)系中的0yi軸的坐標(biāo)值，
[0023] ZLR為激光測距儀軸心02在參考坐標(biāo)系中的〇Z1軸的坐標(biāo)值，
[0024] L為點目標(biāo)與激光測距儀軸心02的距離；
[0025] (4)移動行架，使行架從成像器視場的中心豎直向上運動至第一位置停止，成像器 獲取點目標(biāo)的第一位置在成像器視場中的坐標(biāo)值(X^Yi);然后使行架豎直向下運動至成像 器視場中心后再向下運動至不同于第一位置的第二位置停止，成像器獲取點目標(biāo)的第二位 置在成像器視場中的坐標(biāo)值(X 2，Y2)，由下述公式(2)計算出成像器基準(zhǔn)軸和激光測距儀基 準(zhǔn)軸的偏差繞〇X1軸的偏差角Δζ·/、.。
[0026]
(2)
[0027] (Xiji)為點目標(biāo)的第一位置在成像器視場中的坐標(biāo)值，
[0028] (X2，Y2)為點目標(biāo)的第二位置在成像器視場中的坐標(biāo)值。
[0029] -種應(yīng)用于武器系統(tǒng)的復(fù)合探測系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法，包括上述的復(fù)合探測系統(tǒng)基準(zhǔn) 軸偏差標(biāo)定方法的具體步驟，以及將計算得到的成像器基準(zhǔn)軸和激光測距儀基準(zhǔn)軸的偏差 繞(^軸的偏差角丞式，、繞〇 Zl軸的偏差角Δ說和繞0χι軸的偏差角Δ以裝訂到復(fù)合探測系 統(tǒng)。
[0030] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0031] 本發(fā)明的一種復(fù)合探測系統(tǒng)基準(zhǔn)軸偏差標(biāo)定方法和標(biāo)定系統(tǒng)，由于采用了以上技 術(shù)方案，該標(biāo)定方法原理簡單，標(biāo)定系統(tǒng)易于搭建，標(biāo)定精度高，具有很強的工程實現(xiàn)性。新 型復(fù)合探測系統(tǒng)中成像器基準(zhǔn)軸和激光測距儀基準(zhǔn)軸的偏差的標(biāo)定，有助于成像器更加精 確地引導(dǎo)激光測距儀完成對遠(yuǎn)距離非合作點目標(biāo)的測距，為武器系統(tǒng)集成化小型化發(fā)展的 需求提供了一種新的方法途徑。本發(fā)明的標(biāo)定方法具有通用性，可以推廣到其它武器系統(tǒng) 相似條件下的多基準(zhǔn)軸偏差標(biāo)定。
【附圖說明】
[0032] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細(xì)的說明。
[0033] 圖1示出本發(fā)明的一種復(fù)合探測系統(tǒng)基準(zhǔn)軸偏差標(biāo)定方法和標(biāo)定系統(tǒng)的參考坐標(biāo) 系示意圖。
[0034] 圖2示出本發(fā)明的一種復(fù)合探測系統(tǒng)基準(zhǔn)軸偏差標(biāo)定方法和標(biāo)定系統(tǒng)的高低角Δ qa和方位角Δ qe的示意圖。
[0035] 圖3示出本發(fā)明的一種復(fù)合探測系統(tǒng)基準(zhǔn)軸偏差標(biāo)定方法和標(biāo)定系統(tǒng)的標(biāo)定系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0036] 為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例對本發(fā)明做進一步的說明。本領(lǐng) 域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本 發(fā)明的保護范圍。
[0037]如圖3所示，首先搭建復(fù)合探測系統(tǒng)基準(zhǔn)軸偏差標(biāo)定系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:復(fù)合探測 系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、行架系統(tǒng)、點目標(biāo)。所述復(fù)合探測系統(tǒng)包括成像器和激光測距儀，所述 成像器用于測量點目標(biāo)在成像器視場中的高低角和方位角，以及成像器軸心&和激光測距 儀軸心0 2在參考坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。所述激光測距儀用于發(fā)射激光并確定點目標(biāo)距離激光 測距儀軸心〇2的距離。所述信息處理系統(tǒng)用于給激光測距儀發(fā)射激光的指令，和給成像器 測量的指令。所述行架系統(tǒng)包括行架和行架操縱系統(tǒng)，所述行架操縱系統(tǒng)用于控制行架進 行水平和豎直運動。所述點目標(biāo)用于模擬非合作目標(biāo)。
[0038] 如圖1所示，一種復(fù)合探測系統(tǒng)基準(zhǔn)軸偏差標(biāo)定方法，該標(biāo)定方法的具體步驟為：
[0039] (1)將武器系統(tǒng)彈體坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系，以武器系統(tǒng)的質(zhì)心作為參考坐標(biāo)系 的原點〇,以武器系統(tǒng)縱軸作為此:軸，指向頭部為正，以武器系統(tǒng)縱向?qū)ΨQ面內(nèi)豎直方向為 ，指向上為正，垂直于〇Xiyi平面為〇21軸，方向按右手直角坐標(biāo)系確定，(h為成像器軸 心，〇2為激光測距儀軸心；
[0040] (2)將模擬非合作目標(biāo)的點目標(biāo)固定在行架上，并通過控制行架操縱系統(tǒng)將行架 運動至成像器視場內(nèi)；
[0041] (3)通過信息處理系統(tǒng)給激光測距儀發(fā)激光出射命令，激光測距儀出射激光，控制 行架操縱系統(tǒng)，使固定于行架上的點目標(biāo)與來自激光測距儀的激光光斑重合;通過信息處 理系統(tǒng)給成像器發(fā)測量指令，成像器測量點目標(biāo)在成像器視場中的高低角和方位角，成像 器測量成像器軸心Oi和激光測距儀軸心0 2的坐標(biāo)值，激光測距儀測量點目標(biāo)與激光測距儀 軸心〇2的距離，由下述公式（1)計算出成像器基準(zhǔn)軸和激光測距儀基準(zhǔn)軸的偏差繞(^:軸的 偏差角和繞〇21軸的偏差角/^4;
[0042]
[0043]
[0044]其中，Aqa為點目標(biāo)在成像器視場內(nèi)的高低角，
[0045] Δ qe為點目標(biāo)在成像器視場內(nèi)的方位角，
[0046] YK為成像器軸心&在參考坐標(biāo)系中的0yi軸的坐標(biāo)值，
[0047] ZK為成像器軸心&在參考坐標(biāo)系中的〇Z1軸的坐標(biāo)值，
[0048] YLR為激光