基于反正切法细分的光栅编码器设计

介绍了一种数字处理技术实现对光栅编码器所产生莫尔条纹信号的细分。莫尔信号经过光电转换后输出两路正余弦信号并通过光栅解码电路对其AD(analog to digital)采样,利用正切值消除正余弦信号的非线性误差,根据正余弦信号的正负将一个周期信号分割成8份,通过反正切角度值实现对每一份的细分。最后将此设计应用于单轴转台。实验结果表明,光栅编码器输出的的静态位置精度可以达到0.000 1°,动态位置及速度曲线无跳变,满足使用要求。

火炮稳定精度图像测试系统

为了高精度测试火炮稳定精度,建立了基于CCD与标准靶板的图像测试系统。介绍了测试系统的组成结构与工作原理,研究了系统采用的图像预处理、模板匹配、靶标十字中心定位和系统标定等关键算法。为消除分划板十字线对靶板十字识别的干扰,采用了开关中值滤波算法;在选取灰度变换算法提高图像对比度的基础上,分析选取了模板制作与匹配算法;然后,介绍了靶板十字中心的像素级和亚像素级定位;最后,引入基于主动视觉的标定方法确定了系统的像素角分辨率。试验结果表明:提出的系统测试精度优于0.07mil,满足实际测试需要,实现了带有稳炮功能的现代火炮系统的稳定精度靶场测量。

光电经纬仪轴系误差仿真计算的新方法

轴系是决定光电经纬仪测量精度的关键组件,过去常将球面三角学方法做某些简化后来推导轴系误差引起的光电经纬仪测量误差,存在适用局限性。根据光电经纬仪的测量坐标系,采用坐标变换方法,将轴系误差出现的过程看作坐标系的旋转过程,并用旋转矩阵来表示各个轴系误差,最终建立了轴系误差引起测量误差的数学模型。采用MATLAB与VB混合编程的方法对该误差模型进行了仿真分析,通过比较仿真结果与单项误差法计算的结果,验证了该轴系误差模型的正确性,为光电经纬仪的精度分析和误差修正提供了参考。

基于迭代中心差分卡尔曼滤波的飞机姿态估计

在飞机姿态估计中,系统模型非线性严重、初始估计误差大和可观测性弱等固有缺陷使得对估计算法的精度要求更高。针对这一问题,给出了一种基于迭代中心差分卡尔曼滤波(ICDKF)的飞机姿态估计方法,并将其应用于由低精度高噪声传感器组成的低成本飞机姿态估计系统。首先建立基于四元数的飞机姿态数学模型,然后用ICDKF方法进行姿态估计,并通过实测数据进行验证。实验结果表明,ICDKF不仅有效地提高了飞机姿态估计的稳定性、收敛速度和滤波精度,而且无需计算雅克比矩阵,实现简单,其性能明显优于标准CDKF和EKF方法。

雷达光电经纬仪外测数据的融合处理方法

为了提高飞行器的事后定位精度,提出了一种基于多台雷达光电经纬仪外测数据融合的处理方法。给出了雷达光电经纬仪外测数据的数学模型,将样条约束方法应用于角度、距离和速度测量数据的融合处理,建立了飞行器位置参数和设备系统误差的联合求解模型,通过充分利用雷达测量数据来增加模型的冗余度。仿真结果表明,与单纯的角度数据融合相比,角度、距离和速度测量数据进行融合可以显著提高飞行器位置参数和设备系统误差的估计精度。

某经纬仪垂直轴系的优化设计

垂直轴系是经纬仪的基础和主要承载部件,它的强度、刚度和固有频率直接影响着经纬仪的精度、稳定性和跟踪性能。传统的经纬仪结构设计一般是在保刚度的前提下,参照以往相似类型进行经验设计,这种设计往往不是最佳设计,都有改进、优化的余地。针对这种情况,对经纬仪垂直轴系进行建模和有限元分析,得到了垂直轴系的位移、应力和固有频率。基于轻量化的考虑,对垂直轴系的主要承载件转台和垂直轴进行了优化设计,在满足刚度等要求的前提下,减轻了垂直轴系的重量。

高空光测系统误差的恒星法修正

在高空目标光学测量中,由于设备和环境条件的影响,数据存在一定的系统误差,系统误差修正是获取高精度位置参数的关键。针对高空光测系统误差修正问题,首先分析了80km以上目标光测数据的系统误差来源,建立了高空目标光测数据的系统误差模型,提出了基于恒星的修正方法,对大气折射误差和设备轴系误差进行联合修正。为验证方法的有效性,将该方法应用于实际高空光学测量,实验结果表明修正效果明显,可使系统误差修正精度提高到2″。

复合寻北在全自动陀螺经纬仪系统中的应用

介绍了当前国产陀螺寻北仪的缺陷,阐述了基于电荷耦合器件(CCD)与微处理器技术在陀螺仪寻北的光学系统结构和工作原理,给出了复合式方法与微处理器在寻北仪的定向计算公式及其数学模型,通过试验证明其有效性。说明了该系统可以缩短测量时间、简化操作,并部分提高了陀螺经纬仪的寻北精度,标准差可控制在10″以内。

玻璃基片双面光刻对准工艺流程的研究

介绍了双面光刻对准原理及技术新发展,表明了不变焦对准的技术优势。针对玻璃基片设计了十字加方框的对准图样,经重新调焦,利用基片透明属性透过基片标记观测掩模标记实现对准,不再采用静态存储的掩模数字图像作为精对准基准,规避了可能由物镜侧移带来的对准误差。最后提供了几种常用的对准标记图样,并为了加工操作的便利引入了辅助搜索线。

采用加权最小二乘法的恒星校正研究

针对光电探测设备恒星校正过程中的时效性问题,本文分析了产生时效性的原因以及在时效性存在的情况下,人们期待的两种方式。在此基础上,提出了基于加权最小二乘法拟合求解算法。算法能够实现两个方面的功能:提高了在局部区域内校正的精度;提高了在实时引导使用过程中的引导精度。本文依据两种情况,采用外场试验数据进行了仿真,验证了算法的可行性和有效性。

近程反导武器系统光电跟踪仪角输出精度分析及误差分配

针对近程反导武器系统光电跟踪仪角输出精度提出参考数值 ,详细论述影响仪器角输出精度的误差原因 ,并对提高精度的技术环节作了简要说明。

新型轻武器火控系统测角仪的研究

为提高轻武器的打击精度,为火控系统设计了一种新型测角仪.首次采用光电轴角编码器作为角度传感器.系统采用三个编码器,分别对榴弹发射器的枪管高低角,智能光学瞄具的高低角和枪管的水平位置给出15位二进制实时角度值,高低方向自动测角,水平方向自动测速,测角精度＜80 s.实验结果验证了系统设计的正确性,距离1640 m的射击精度＜15 m,符合战术指标要求.

战机座舱前罩盖角偏差测量仪的研制

阐述了角偏差的定义和测量原理,然后用照片给出了测量仪的全貌。整套测量仪用微机进行二维转动架的规定交替转动,并记录信号接收器传来的信号,待测量结束时打印出结果。对测量光束的设计要点和CCD面阵探测器的选择原则进行了说明,最后定性地分析了影响测量结果的10项误差源,按照误差理论给出了绝对合成不确定度。

光纤陀螺用SLD光源的控制方法研究

光源控制技术是光纤陀螺技术研究领域的关键技术之一。为进一步提高光源的控制精度,从SLD光源驱动原理出发,提出光源模拟控制与数字控制方案,分析了电路原理,结合实际研究情况,从恒流精度、温控精度及光功率等关键技术指标出发,对两种方案进行比较并给出结论。

光测系统误差的轨道约束自校准

为提高高空、远距离条件下的光测交汇精度,需要对光测数据的系统误差进行精确修正,利用高空飞行器被动段的轨道特性和多测站冗余观测数据,可以进行轨道约束自校准。首先分析了光测数据系统误差模型和坐标转换关系;然后建立了基于轨道约束的光测数据系统误差自校准算法。最后为验证方法的有效性,进行了典型条件下的仿真试验。仿真结果表明,当采用多台光电经纬仪的冗余观测数据进行事后处理时,利用轨道约束自校准技术,可以实现光测数据系统误差的精确自校准。

近红外凝视测角仪

介绍了近红外凝视测角仪的原理和结构,讨论了其中的关键技术问题及其解决方案。

角度智能测量系统研制

介绍了某角度智能测量系统的硬件配置和原理，软件设计中Ｔ２００２电子信息经纬仪和计算机的通讯参数设置、数据接收与发送、数据处理等。

微振动环境下反射镜的微转角测量

为了测量微振动环境条件下反射镜的微小转角,根据结构随机振动加速度的频域数据与转角均方根响应的数学关系,提出了一种经济且简单易行的间接测量结构微转角的方法。并且以一个大型反射镜架为例,通过实验分析得到了其在大厅空调运行与关闭微振动环境下镜片的相对转角响应。实验表明,此方法操作简单、测量精度高,具有广阔的应用前景。

电视跟踪系统中目标角偏差获取方法的研究

针对由变焦电位计获取焦距电压的电视摄像机,介绍了三种求取目标角偏差的方法:首先介绍了传统查表法获取目标角偏差系数的方法,并指出了其精度不足之处;然后根据光学成像的原理,推导出了实时测量目标角偏差的计算公式,并指出了其实现的困难性;最后针对固定焦距电压下,目标的角偏差与电视脱靶量成线性关系这一特点,利用伺服系统中的编码器输出的真实高精度角度标定角偏差系数,通过曲线拟合的方法找到了易于实现的角偏差系数公式。利用编码器标定角偏差系数的方法,在长焦距高精度跟踪系统中获得了满意的效果。

动态测角仪测量误差检测方法研究

检测高速测角仪的测量误差，其检测（方法）装置必须有高的动态响应和高的检测准确度。介绍了动态测角仪测量准确度检测系统的检测原理、测量系统的总体设计及实验结果。