经纬仪跟踪与激光指向一致性问题研究

发布时间：2021-01-08 05:55

　　针对激光光轴与经纬仪跟踪光轴的轴间距离（移轴）以及光轴平行性误差造成经纬仪跟踪位置与激光指向位置不一致问题开展研究。对离轴和平行性误差的影响进行了分析,表明大的移轴量和平行性误差将导致激光指向和经纬仪跟踪指向的不一致,进而导致激光测距盲区增大、作用距离下降、目标定位精度降低等问题。提出一种基于偏置跟踪的激光指向动态修正方法,通过使目标始终位于激光光束中心,同时使得激光测距位置和经纬仪跟踪锁定位置保持一致,有效解决了激光边缘能量下降对作用距离的影响,针对某型经纬仪可使目标的测距盲区从1 km下降到82 m。同时针对偏置跟踪算法需要目标初始距离以启动偏置跟踪的问题,提出初始距离未知目标一维搜索方法,大大提高了对初始距离未知目标的搜索效率。本文方法较好地解决了经纬仪跟踪位置与激光指向位置的一致性问题,大大降低了对激光光轴与经纬仪跟踪光轴的移轴与平行性限制。 

【文章来源】：光电工程. 2020,47(09)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

激光移轴对距离测量的影响

一是对于小目标而言，激光光轴与经纬仪跟踪光轴的平行性误差将导致激光测距作用距离的下降。图2中目标1为小目标且位于经纬仪跟踪视场中心，则目标位于激光光束的偏心位置，偏心量为平行性误差。由于激光能量呈高斯分布，位于非光束中心的目标反射的激光能量将减小，当平行性误差与激光发散角相当时，需要考虑其对激光测距作用距离的影响。而对于小发散角的激光光束，在缺乏精密装调条件的靶场试验环境下，必需考虑这种较大的光轴不平行误差的影响。二是对于大目标而言，激光指向位置与经纬仪跟踪位置的不一致将影响对目标的定位精度。图2中目标2为大目标，经纬仪跟踪时锁定目标尾部。由于平行性误差的存在，当目标距离较近时，激光束中心指向目标尾部；随着目标距离的增大，激光束中心逐渐指向目标头部，造成测角位置和测距位置的不一致，从而影响对目标的定位精度。

与经纬仪通常以照准轴为基准建立坐标系不同，为讨论方便，以经纬仪跟踪光轴为基准建立坐标系。如图3所示，该坐标系以跟踪光学系统的投影中心为原点，水平向右为z轴正方向，竖直向上为y轴正方向，以跟踪光轴为x轴其指向为正方向，构建右手坐标系。可在试前标定激光光轴与z-y平面相交的交点坐标为(z0,y0)，激光光轴相对于跟踪光轴的平行性偏差在水平方向上的角度为α(顺时针方向为正)，俯仰方向上的角度为β(逆时针方向为正)。假设目标位于激光光束的中心且距离为L，则可以求得目标在跟踪坐标系下的坐标为

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2964048