宋 亚,樊芮锋,李辉强

(华北光电技术研究所,北京 100015)

1 引 言

在现代武器系统中,已普遍使用光电系统作为目标跟踪的主要手段,以获取目标的影像和精确位置,从而实现对目标的精确打击。地面光电跟踪系统要实现对目标的动态跟踪并实时得到目标的精确位置,必须考虑系统误差的影响。各种坐标系由于定义不同,对同一目标位置的描述也不尽相同,地面光电系统中最重要的两个坐标系是转台坐标系和大地坐标系,转台坐标系是以光电系统转台为中心,大地坐标系是以地心为中心,光电系统的标定就是确定两种坐标系之间的变换关系。

本文对地面光电系统的标定方法进行了研究。通过对光电跟踪系统的误差定位进行分析,确定了影响目标定位的主要误差,在此基础上给出了光电系统的标定流程。利用奇异值分解得到坐标变换下旋转矩阵和平移矩阵的表示,在保证标定精度的同时,大大降低了算法的运算量,实现大地坐标系与转台坐标系之间的互相转换；同时针对垂直度误差包含固定俯仰偏差角度的特性,对系统的标定流程进行迭代,通过俯仰偏差角的均值叠加,确定了其最终大小,从而得到了系统标定的7个参数。最后通过基于奇异值分解的标定方法对地面光电跟踪系统进行了标定试验,验证了提出方法的准确性。

2 地面光电系统的工作原理

光电跟踪系统一般由成像传感器(红外相机或可见光相机)、激光测距机、跟踪伺服转台等组成,完成目标的截获跟踪,输出目标的方位角、俯仰角和斜距离等信息。……