光电经纬仪实时引导的分析

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1、第二章光电经纬仪的坐标转换要测量和描述一个空间目标的状态，必须精确给出观测量的时刻和基于该时刻目标所处的位置和速度参数。光电经纬仪依靠其三轴(水平轴、垂直轴和照准轴)的交点为参考点确定空间目标，目标的运动轨迹以发射点为参考点。为方便实时数据处理，在测量范围(小于20公里)较小时将地球视为均匀分布的球体，建立计算坐标系。2．1光电经纬仪的坐标系统如图2—1所示，0。一x。Y。z。为光电经纬仪的测量坐标系，Or—xrYrzr为发射坐标系，发射坐标系绕Y轴旋转A。。得到计算坐标系O，一xjYJzj。它

2、们都为法线右旋转的直角坐标系。O。为测量坐标系原点，Y。为法线方向，k指向大地北，z。与】(cYc成右手系。O，与为发射点，Y，为法线方向，x，为发射方向，zr与xrYr成右手系。O．与O，重合，Yj与Y，重合，xj指向大地北，zj与XjYj成右手系。2．2光电经纬仪的坐标转换上述所有坐标系(包括O。一x。Y。z。、O广xfYrzr、Oj—xjYjzj)都位于Gauss坐标系中。在Gauss坐标系中，设地球平均半径为ER，光电经纬仪仪器高度为H0，发射点的坐标为(‰，_y。，‰)，目标的发射角为

3、A。测量坐标原点为(x，，y．，z．)。由坐标平移得出测量坐标原点在计算系的坐标(z。y。，z。。)，其中修正了由于仪器高度并口地球的曲率带来的误差。卧y．一y。一!圣—二二鱼』掣Z，一20一日o(2．1)光电经纬仪在跟踪运动目标时，若无跟踪误差，观测线应与光电经纬仪的主光轴重合。但目标是活动的，观测线与光电经纬仪的主光轴不能总重合，目标的位置偏离主光轴，即当焦距为f时存在脱靶量(x，y)(单位为咖)。为保证跟踪精度，必须进行如下误差修正。△口一咖[而靠]口=口o+△口(2．2)A：arct一盟

4、堂玉±坐竺盟』!坐1。l，cos九一J，sin九J光电经纬仪测量出目标的方向线，即得出目标所在的方位角c【(顺时针为正)、高低角入(向上为正)，将(口，五)换算到计算系下的目标方位角、高低角(口，，^)。令Rd．=(2．3)(劢，=口rc僖2(一2一一x。)(2．4)则f口，：口+R哦sin＆一C!p。k五1^=五+Rd。c。sQ—qP，)(2．5)由两台光电经纬仪进行交会计算得出目标在计算系下的位置信息(z，y，z)，计算出目标在计算系下的方位角、高低角和斜距(口，A，R)令仨Rd伽僖2G，x

5、)删如

6、腑＼‘—再：嘲(2．6)opI=drc蟾20z。，xot)进行角度修正得出，目标在测量系下的(口，，^)f口，=口+冗吐sin缸一印，l酊h=五十Rd，cos@一印，)(2·7)将计算系下的目标位置经坐标平移转换到测量系下的目标位置【t，y，，z·)fx，=Rcosa。cos^一x。，{M=Rsin丑一y。，【2r2Rs血口。cos丑一z。，(2．8)由测量系下的目标位置(x，，_y，，z。)得出目标的方位角、高低角(口’，彳)，引导光电经纬仪跟踪目标。f口’=删辔2(z，，-)卜卯哪(

7、咒／仃孑)㈦，，为了保证传动机构的稳定性，给它提供角速度形成其速度反馈回路。具体作法如下：由目标在计算系下的位置信息求导得出目标在计算系下的角速度@，，丑)陋=口rc留2(z，z){兄：州留0／√丁_7)f．；z一三I口27了7I三：韭生坐L立善兰型【(x2+y2+z2)√z2+z2(2．10)而目标在测量系下的方位角、高低角为(a，，^)4侄三：：丢‘塞害：警严c：．⋯1^=A+五吐cos(口一qp，)、‘。11’将上式求导得出目标在测量系下的角速度@．，丑)与目标在计算系下的角速度@，五)的

8、关系式f二。：二+二胄d，c。s(口一Qp。)喀A+五Rd，sin(口一c!P，)sec：五1．．∽=五一口尺d—sin位一0p·)(2．12)二口∞s2兄一丑Rdfsin(口一l印，)口．=———=——————————————————————————o———————————ti—?—i————————一‘cos2A+Rd．cos(口一(≯，)sin旯cos五+丑彰sin2(口一(璋I)工=三一二魁siIl0一印，)(2．13)由目标在计算系的位置(x，y，z)绕Y轴旋转Aox角得到它在发射系的

9、位置(x，，y，，z，)。令Icos丸osin丸IE0=IoloIL_sin如ocos如lX，yfzi州(2．15)对光电经纬仪的测量数据进行角度、地球曲率的误差修正争脱靶量的合成，可以减少计算误差。对角度进行多次迭代计算，可以减少计算误差，提高实时引导数据的精度。第三章光电经纬仪实时交会方法近来新研制和开发的光电经纬仪都加装了电子测距设备，在测得目标方位角和高低角的同时也能测出其斜距(如图3—1)，这样就可以确定目标在空间的瞬间位置(x，Y，z)。对于传统的光电经纬仪，由于单台只能测出目标的方