基于嵌入式技术的舰船光学经纬仪误差修正系统
发布时间：2021-10-20 17:48
舰船光学经纬仪结合光学、电控等技术,在军事舰船的目标参数监测、各类型飞航试验数据采集等领域发挥着重要的作用。由于舰船光学经纬仪的工作过程中受到船体和基座的复杂运动影响,其测量过程会产生各类测量误差。针对这一问题,本文系统地分析了光学经纬仪的误差来源,并结合嵌入式技术设计了舰船光学经纬仪的误差修正系统,有助于提高现有舰船光学经纬仪的测量精度。
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(24)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
经纬仪与舰船的惯性地平坐标系Fig.2Theodoliteandinertialhorizoncoordinatesystemofships
XcYcZc=TθXYZ,其中，Tθ为误差矩阵，如下式：Tθ=1000cosθsinθ0sinθcosθ。被测目标由于船舶横摇造成的方位角变化曲线如图3所示。图3目标由于船舶横摇造成的方位角变化曲线Fig.3Azimuthvariationcurveoftargetcausedbyshiprolling2.2基于嵌入式技术的舰船光学经纬仪误差修正系统设计嵌入式技术是目前应用较多的一种技术，特别是基于ARM的嵌入式系统具有非常高的数据处理能力，成本也较低。本文结合舰船光学经纬仪的误差模型，建立了一种舰船光学经纬仪误差修正系统。该系统包括3个环节：1）测量系统船位采集在进行误差修正时，系统首先需要采集船舶的横摇角度数据，这一点可以通过角度传感器来实现，并通过将传感器产生的模拟信号转换为数字信号进行处理和存储，最终并将横摇角度数据转换到测量坐标系中，同时需要采集惯导系统的船位数据。2）目标方位数据采集基于ARM的嵌入式系统可以利用光学经纬仪的成像系统采集目标的方位数据及脱靶量数据，进而实现对系统伺服控制器的调整，同时获取目标的方位数据。3）误差修正图4为舰船光学经纬仪单次实现误差修正的流程图，系统处于一种动态修正的循环中，通过不断获取数据进行比较，并使用误差修正理论进行修正，最终实现舰船光学经纬仪的稳定工作。图4舰船光学经纬仪的误差修正流程图Fig.4Errorcorrectionflowchartofshipopticaltheodolite3结语舰载光学经纬仪的误差受自身传感器和船体运动的影响，本文系统研究了光学经纬仪的误差类型，建立光学经纬仪的运动模型，详细介绍了?
执行测量任务时，基座和舰船在海风、潮汐等作用下会发生相对运动，且测量过程中船舶处于航行过程中，因此，舰船光学经纬仪采集的实时数据中含有一些噪声干扰信号，使系统的精度下降[1–2]。本文针对舰船光学经纬仪的误差问题进行系统研究，建立了光学经纬仪的误差模型，采用一种嵌入式的数据处理器进行误差处理，详细介绍了光学经纬仪数据的误差修正过程。1船载光学经纬仪测量系统的研究船载光学经纬仪主要由光学测量系统、操控平台、可调节基座、图像处理系统、显示器等组成，实物图如图1所示。图1舰载光学经纬仪Fig.1Shipborneopticaltheodolite1）可调节基座光学经纬仪的可调节基座是降低测量误差的关键组成环节，是一个二维的多自由度转台，一方面可以作为光学测量主机和设备的承载，另一方面也可以通第42卷第12A期舰船科学技术Vol.42,No.12A2020年12月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYDec.,2020收稿日期:2020–10–04作者简介:邓柳(1983)，男，硕士，副教授，研究方向为嵌入式技术及终端侧AI技术应用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]光学经纬仪的横轴与竖轴的垂直度示值误差的测量不确度评定[J]. 林漳龙. 福建质量信息. 2007(09)
[2]光学经纬仪大尺寸三坐标测量系统的分析研究[J]. 喻彩丽,郑友取. 现代制造工程. 2003(08)
本文编号：3447338
【文章来源】：舰船科学技术. 2020,42(24)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
经纬仪与舰船的惯性地平坐标系Fig.2Theodoliteandinertialhorizoncoordinatesystemofships
XcYcZc=TθXYZ,其中，Tθ为误差矩阵，如下式：Tθ=1000cosθsinθ0sinθcosθ。被测目标由于船舶横摇造成的方位角变化曲线如图3所示。图3目标由于船舶横摇造成的方位角变化曲线Fig.3Azimuthvariationcurveoftargetcausedbyshiprolling2.2基于嵌入式技术的舰船光学经纬仪误差修正系统设计嵌入式技术是目前应用较多的一种技术，特别是基于ARM的嵌入式系统具有非常高的数据处理能力，成本也较低。本文结合舰船光学经纬仪的误差模型，建立了一种舰船光学经纬仪误差修正系统。该系统包括3个环节：1）测量系统船位采集在进行误差修正时，系统首先需要采集船舶的横摇角度数据，这一点可以通过角度传感器来实现，并通过将传感器产生的模拟信号转换为数字信号进行处理和存储，最终并将横摇角度数据转换到测量坐标系中，同时需要采集惯导系统的船位数据。2）目标方位数据采集基于ARM的嵌入式系统可以利用光学经纬仪的成像系统采集目标的方位数据及脱靶量数据，进而实现对系统伺服控制器的调整，同时获取目标的方位数据。3）误差修正图4为舰船光学经纬仪单次实现误差修正的流程图，系统处于一种动态修正的循环中，通过不断获取数据进行比较，并使用误差修正理论进行修正，最终实现舰船光学经纬仪的稳定工作。图4舰船光学经纬仪的误差修正流程图Fig.4Errorcorrectionflowchartofshipopticaltheodolite3结语舰载光学经纬仪的误差受自身传感器和船体运动的影响，本文系统研究了光学经纬仪的误差类型，建立光学经纬仪的运动模型，详细介绍了?
执行测量任务时，基座和舰船在海风、潮汐等作用下会发生相对运动，且测量过程中船舶处于航行过程中，因此，舰船光学经纬仪采集的实时数据中含有一些噪声干扰信号，使系统的精度下降[1–2]。本文针对舰船光学经纬仪的误差问题进行系统研究，建立了光学经纬仪的误差模型，采用一种嵌入式的数据处理器进行误差处理，详细介绍了光学经纬仪数据的误差修正过程。1船载光学经纬仪测量系统的研究船载光学经纬仪主要由光学测量系统、操控平台、可调节基座、图像处理系统、显示器等组成，实物图如图1所示。图1舰载光学经纬仪Fig.1Shipborneopticaltheodolite1）可调节基座光学经纬仪的可调节基座是降低测量误差的关键组成环节，是一个二维的多自由度转台，一方面可以作为光学测量主机和设备的承载，另一方面也可以通第42卷第12A期舰船科学技术Vol.42,No.12A2020年12月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYDec.,2020收稿日期:2020–10–04作者简介:邓柳(1983)，男，硕士，副教授，研究方向为嵌入式技术及终端侧AI技术应用。
【参考文献】：
期刊论文
[1]光学经纬仪的横轴与竖轴的垂直度示值误差的测量不确度评定[J]. 林漳龙. 福建质量信息. 2007(09)
[2]光学经纬仪大尺寸三坐标测量系统的分析研究[J]. 喻彩丽,郑友取. 现代制造工程. 2003(08)
本文编号：3447338
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3447338.html
