光电系统稳定精度测量方法分析

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1、哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用己在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。再，月3窿●●rtt九年字签者期作日哈尔滨T程大学硕士学何论文第1章绪论1．1目的和意义随着科技发展日新月异，光电、红外与微光技术的发展迅猛，人们使用的电磁频谱

2、不断扩展，目前已经在各种导弹导引头等稳定平台上安装了由可见光到红外波段、雷达波等多类光电传感器，如红外热像仪、激光、电视摄像机、毫米波雷达以及其它相关设备，形成了种类繁多的导引光电稳定跟踪系统。被广泛地应用在了军事领域!机载光电吊舱系统使得飞机在昼间或夜间和恶劣天气下进行有效地导航、目标探测与捕获以及武器的精确投放等成为可能，也正是由于光电系统的合理运用，在刚刚结束的美英对伊拉克的战争当中，飞机夜间作战能力出神入化，威力非凡。现代武器的火控系统通常都装备有用于观察、跟踪和瞄准的光学仪器，为了使武器在行进过程中操作

3、手观察、瞄准目标不受外界扰动的影响，以实现对目标的准确瞄准和跟踪，这些瞄准或跟踪的光学仪器通常是具有稳定瞄准线功能的稳像仪。瞄准线的稳定精度是反映稳像仪性能的重要参数。系统精度是系统价值得以体现的前提，是先决条件和重要保障，是系统设计、制造和使用的一个核心问题，也是评价系统性能优劣的一个重要技术指标。因此，对系统精度进行测试，具有非常重要的意义，是保证系统最终质量的一项必不可缺少的技术工作。导致系统精度下降的原因是多方面的，从目标(信号侑皂量的大气衰减)到目标的探测器敏感接收，以及探测后的光电转换、数据分析处理，

4、各个环节都不可避免的存在着多种误差源，有时是许多因素共同作用的结果，有时是一两个因素起主导作用，而其它因素的影响甚微或者可以忽略不计。在诸多因素当中抓住主要矛盾是解决问题的关键，因而对光电稳定系统的稳定精度进行测试技术研究，提出并获得一套高精度测试光电系统稳定精度的方案和途径，对于判断测试结果是否达到系统的技术指标要求，对于整个系统的精度测试以及性能评价、进·步提高系统的精度，乃至进一步改进系统和为系统精度分配提供更加可靠的依据等方面都具有十分重要的指导意义。哈尔滨T程大学硕士学位论文1．2国内外研究的现状目前，

5、国内外对光电稳定系统稳定精度的测试，经常采取室内测试或者室外测试或者两者结合的方法来进行。测试稳定精度的传统方法是：在野外设立一目标靶，武器系统在一规定的路面行进同时对目标跟踪和瞄准，将CCD摄像机固定在稳像瞄准镜的目镜处，利用录像机记录整个试验过程瞄准镜对目标的稳定情况，经过事后判读处理，可得到稳定精度。由于这种方法测量精度低，试验条件不可知，且不可控制，因此测量数据只能对稳像仪性能作出粗略的评价。有的是在室外靶场设立目标靶的方法来进行纯粹的综合性能实弹演示实验，在检测系统的各项性能指标的过程中对该项指标进行检

6、测。从经济的角度来讲，这种方法需要付出的代价太大，操作起来不是很方便，周期较长。另外，从精确程度上讲，随着天气、温度等外界环境的不一致性，对试验结果也影响很大，因此指标很难统一和量化。但是，由于这样的测试更接近于在实际中的应用情形，因而其测试结果也成了检验产品质量的最终标准，受到了广大用户的信赖。为了尽可能克服室外测试的许多不便，降低测试花费的代价，减小测试周期，尝试了许多的室内测试方法，试图建立一种测试系统，通过在室内对野外目标和动态操作环境的模拟来实现对稳定精度的准确测量，以确保室外测试的成功率。但由于室内测

7、试受到测试相关技术因素的制约，其结果仍存在着一定的不确定性。不过，随着各类学科、技术以及工艺等的进一步发展及融合，测试技术将会日益完善，室内测试结果将会受到室外测试和实际交付使用的最终检验。当前的室内测试大多采取间接测量的方法来进行。在稳定平台设计定型以及驱动、传送、电路控制等方面确定的情况下，系统的稳定精度最终都靠稳定平台来对外体现，而该方法恰恰是通过对影响活动稳定平台稳定性的主要因素：陀螺漂移系数的分离来获得光电稳定系统的稳定精度的。近年来，也有一部分运用光学的方法对光电稳定系统的稳定精度进行测试的，并且在国

8、外已经有了比较成功的先例，而在国内，该方法的应用仅处于开发研究阶段。1．3研究的主要工作和重点在瞄准线稳定精度测量时，目标固定不动，而稳像系统随单自由度环境2哈尔滨T程大学硕士学位论文模拟台运动，稳定精度通常是以偏离稳像系统物方中心的角量来描述，而CCD测量的是目标光斑在稳像系统像方的线量，这就要求事先标定CCD单位相元的线量相当于稳像系统物方的角量值，或称角当量，然后再