内埋式光电搜索瞄准指示系统的广域扫描控制技术

研制了一款适用于隐身机载平台的内埋式光电搜索瞄准指示系统,该系统具备广域侦察、凝视监视、激光测距、激光照射等功能。推导并验证了地理稳定结合快调反射镜光学像移补偿的广域扫描控制技术,基于样机在实验室和外场开展算法验证。试验结果表明,该系统在成像清晰前提下实现了二维无缝广域扫描搜索功能,能够对扫描视频图像进行实时拼接和显示,满足信息化战争对目标侦察、监视和指示的功能要求。

光电搜索设备CE102和RE102电磁兼容整改研究

为使光电搜索设备满足GJB151B-2013标准要求,从电磁兼容的设计出发,分析CE102和RE102的测试波形和设备内部组成结构。在EMC理论分析的基础上,提出了针对CE102和RE102的整改方案。通过处理互连线缆、电源、设备壳体等部件,并利用频谱分析仪对近场辐射分析,精确找到最大辐射源并采取相应处理措施,有效降低了设备的电场辐射发射和电源传导发射。试验结果表明,整改后的光电搜索设备满足GJB151B-2013标准要求,对其他同类型产品的整改提供参考价值。

光电搜索跟踪设备实时数据传输方法研究

设计了一种低成本,低延迟,高速全双工的光电搜索跟踪设备实时数据传输系统。包括发送端编码,发送端并串转换,发送端电光转换,接收端光电转换,接收端串并转换,发送端解码等软硬件模块。通过优化设计,采用高性价比器件,实现了光电搜索设备高速数据流的收发一体化。在全双工工作模式下,数据传输率优于1.25Gbps,数据传输延迟优于250ns,连续工作24小时误码率优于10^(-9)。

基于复合控制的光电搜索跟踪转台控制系统设计与实现

高精度的控制系统是保证光电搜索跟踪系统实现目标稳定跟踪的关键因素之一。为提高光电搜索跟踪转台的响应速度及控制精度,在介绍系统总体功能的基础上,对控制系统进行建模,并设计了基于位置前馈与专家PID算法的复合控制策略,实际应用表明,该系统能对目标实现高精度的稳定跟踪,鲁棒性好,达到了预期的设计要求。

对光电搜索跟踪系统干扰效果的评估方法

为评估电子对抗装备对光电搜索跟踪系统的干扰效果,针对光电搜索跟踪系统工作过程中的搜索、捕获、跟踪三个不同阶段,提出了相应的干扰效果评估方法。在光电搜索跟踪系统的搜索阶段和捕获阶段,分别依据实施干扰前后光电搜索跟踪系统的目标发现概率和捕获概率的变化来评估对系统的干扰效果。在跟踪阶段,以实施干扰后系统跟踪误差是否超出无干扰时正常跟踪精度的三倍来判定一次干扰是否有效,依据多次试验的干扰成功率来评估干扰效果和确定干扰效果的等级。

一种新型光电侦察系统目标数据观测方法

针对在主要作战方向上工作的光电侦察系统,提出一种低成本的光电搜索设备获取目标数据的方法。采用光电探测器持续以固定角速度周转扫描的方法,多次连续捕获目标,不断迭代刷新目标方位和时间数据,完成对来袭目标相对侦察设备的角位置和水平距离的解算。推导出观测目标数据的数学模型,通过设计仿真软件,实验程序可在目标进入侦察设备观测边界范围后解算出其方位角,得出目标在不同时间的方位角、俯仰角和水平距离等信息,能够满足在侦察距离不小于20km的状态下实现对速度不大于500m/s、高度不超过5km的目标进行跟踪,完成了对光电侦察设备的仿真验证,为后续火控计算提供了可靠数据。

基于TMS320DM642的视频图像处理系统设计与实现

在军用航空领域,视频图像可用于目标搜索、跟踪。机载光电搜索与跟踪系统包括可见光与红外传感器、稳定平台、图像处理系统、显示等部分,主要完成辅助飞行员目标搜索,自动跟踪目标,测量目标的方位、速度,控制武器发射等功能。其中需要有高性能的数字图像处理系统。针对某型机载光电搜索与跟踪系统的具体要求,设计了一种基于TMS320DM642的视频图像处理系统。

HMR3000电子罗盘与DSP的接口设计及编程

针对光电搜索侦察系统报告搜索到的空中目标当前方位、俯仰位置给后端武器打击系统的需要,在光电搜索系统与后端武器打击系统之间建立大地坐标系是解决此类问题的较好方法,以便后端武器打击系统指向搜索到的空中目标。介绍了数字电子罗盘HMR3000的接口特性,给出了HMR3000的控制编程以及与DSP的接口电路,同时也给出了HMR3000电子罗盘获取光电搜索系统平台方位轴系相对地理正北的获取流程和编程实现方法以及DSP端相关程序。结果表明系统坐标系建立精度达到±0.5°,重复精度达到±0.1°,且能稳定运行。

一种用于跟踪精度检测的动态目标模拟器设计

光电搜索跟踪系统是战场态势感知、信息获取、目标捕获、跟踪定位等武器装备的核心光电设备,其跟踪精度是表示光电搜索跟踪系统作战能力的关键参数。针对该参数的需求,提出了一种基于OLED发光的平行光管阵列式目标模拟器设计方案,其动态目标模拟角速度范围为1°/s~100°/s,角度定位精度为0.8″。对动态目标模拟器的角速度模拟进行了分析,得出角速度模拟的相对扩展不确定度可达0.6%~0.8%。

二维指向镜系统成像特性研究

为了实现对大视场范围的目标进行搜索捕获或者成像,采用了二维指向镜与面阵探测器相结合的技术方案。对二维指向镜系统电机转角耦合特性和成像规律进行研究。首先,从光学反射矢量理论出发对二维指向镜系统建立数学模型,解耦得到扫描电机转角与视轴指向方位角之间的关系;然后,从数学模型出发可得出电机扫描时目标在像面的扫描轨迹和二维扫描镜系统造成的像旋情况,实验测得扫描轨迹的倾角与计算所得的轨迹倾角误差小于0.1°,像元位置偏差不到0.2个像元;最后,分析了采用二维扫描镜的成像系统消除像旋的算法,为二维指向镜实现精确跟踪和软件校正像旋提供理论依据。

低慢小目标大视场探测光学系统设计

随着"低慢小"无人飞行器滥飞、黑飞等现象频发,国内外多家单位或机构研制了针对"低慢小"无人飞行器的目标探测和目标拦截等装备[1],设计了低慢小目标大视场探测光学系统,整个系统由激光测距子系统、大视场线阵扫描探测子系统、高分辨目标凝视识别子系统、激光照明子系统以及两维伺服转台5部分组成。其中前4个系统为共光轴状态,放置在二维伺服转台上,可进行全周360°的扫描,完成对城市环境下低慢小目标的光电搜索识别任务。针对上述需求对光电搜索光学系统开展研究,提出了一种可对低空空域进行快速目标搜索的光电技术,并研制了一套样机系统。该系统利用搭载在二维伺服转台上的线阵CCD相机连续10 s采集360°低空全景图像,最远可以探测2000 m处的0.4 m的旋翼目标。同时成像质量符合设计指标,并对系统进行公差分析,最终所设计的系统视场通道可在1 064μm近红外波段内清晰成像,光学系统结构紧凑,成像质量良好,满足使用需求。