基于无人机平台的陆基光学助降装置动态标校系统
发布时间：2021-07-04 09:32
为满足舰载机陆基着舰光学助降装置动态飞行校验的需求,采用载波相位差分GNSS测量技术,构建基于无人机平台的动态校飞测试平台。首先分析菲涅尔透镜光学助降装置的标校需求,明确动态校飞系统技术指标要求。在此基础上构建包括无人机平台、高清摄像与记录模块、机载差分GNSS模块、姿态测量模块和地面显控终端的动态标校系统。最后介绍无人机动态标校流程,采用偏心观测法得到菲涅尔灯几何中心的坐标,结合IMU模块输出的姿态信息,得到航测相机成像几何中心的位置信息。应用结果表明,该系统可为菲涅尔透镜光学助降系统的动态校飞提供参考。
【文章来源】：兵工自动化. 2020,39(04)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
光学助降系统工作示意图
下滑道光波束指示的航向视场为40°，纵向视场1.5°。菲涅尔透镜提供的视场如图2所示。在距离舰尾0.75 n mile处，下滑道光波束形成矩阵窗口ABCD。在天气情况较好时，考虑到飞行员的视敏度，FLOLS的实际作用范围为0～0.75 n mile，仅当飞机处于下滑道窗口内时，飞行员能看到“肉球”显示。随着光电技术的发展，改进型“艾科尔斯”(improved carrier optical landing system,ICOLS)光学助降系统的作用距离能够达到4～10 n mile[7]。鉴于在0.75 n mile内是舰载机能否成功着舰的关键引导区域，且0.75 n mile以外主要由着舰引导雷达引导为主，本标校系统的作用范围设计为1.5 km。下滑基准光波束在理想工作状态下，应该与海平面成一个固定的下滑角，而且不受甲板运动的影响，其指示精度将直接影响着舰终端误差，包括理想着舰点处的高度误差、舰尾处的高度误差和理想着舰点处的撞击速度误差。文献[8]研究了海浪作用下的着舰终端误差，综合考虑舰动力学、助降系统控制规律、波束运动方程、飞行员环节、飞控系统和运动学等6个部分，波束指示精度和着舰终端误差的关系，当理想着舰点设置为第2根阻拦锁时，仿真计算得基准下滑波束角向下偏转的最大角度-(35)max=-24"，基准下滑波束角向上偏转的最大角度(35)max=48"。此外，从飞行员环节来看，根据瑞利判据，最小分辨角的计算公式为：
标校系统测量精度应高于待测精度3倍以上，Δθ=2"，标校系统与光学助降系统的水平距离为1km时，在垂直空间对应的距离误差为58 cm，此时，1 km处标校系统的测量误差应优于19.3 cm。角度误差在空间对应的距离误差如图3所示。2 标校系统组成
【参考文献】：
期刊论文
[1]光电标校装置总体设计[J]. 贺林波,刘爱东,于金冬. 兵工自动化. 2018(02)
[2]基于无人机GPS的测量雷达标校方法研究[J]. 姬新阳,高山,陈庆良,张海龙,宫福红,范志鹏. 火控雷达技术. 2017(01)
[3]利用无人机标定雷达精度的新方法[J]. 刘冬利,张驿,庞海滨,杨辉. 电讯技术. 2015(02)
[4]航母着舰引导系统标校方法研究[J]. 钟兴泉. 现代导航. 2014(03)
[5]舰载机光学助降装置校飞方法研究[J]. 杨卿,王加亮. 硅谷. 2014(05)
[6]“艾科尔斯”改进型光学助降系统的纵向着舰精度研究[J]. 郑峰婴,杨一栋. 指挥控制与仿真. 2007(02)
硕士论文
[1]IMU/GPS辅助航空摄影测量误差源与定位精度分析研究[D]. 李团好.河南理工大学 2011
[2]舰载机光学助降关键技术研究[D]. 方芬.南京航空航天大学 2009
[3]光波束着舰引导系统研究[D]. 胡恩勇.南京航空航天大学 2008
本文编号：3264530
【文章来源】：兵工自动化. 2020,39(04)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
光学助降系统工作示意图
下滑道光波束指示的航向视场为40°，纵向视场1.5°。菲涅尔透镜提供的视场如图2所示。在距离舰尾0.75 n mile处，下滑道光波束形成矩阵窗口ABCD。在天气情况较好时，考虑到飞行员的视敏度，FLOLS的实际作用范围为0～0.75 n mile，仅当飞机处于下滑道窗口内时，飞行员能看到“肉球”显示。随着光电技术的发展，改进型“艾科尔斯”(improved carrier optical landing system,ICOLS)光学助降系统的作用距离能够达到4～10 n mile[7]。鉴于在0.75 n mile内是舰载机能否成功着舰的关键引导区域，且0.75 n mile以外主要由着舰引导雷达引导为主，本标校系统的作用范围设计为1.5 km。下滑基准光波束在理想工作状态下，应该与海平面成一个固定的下滑角，而且不受甲板运动的影响，其指示精度将直接影响着舰终端误差，包括理想着舰点处的高度误差、舰尾处的高度误差和理想着舰点处的撞击速度误差。文献[8]研究了海浪作用下的着舰终端误差，综合考虑舰动力学、助降系统控制规律、波束运动方程、飞行员环节、飞控系统和运动学等6个部分，波束指示精度和着舰终端误差的关系，当理想着舰点设置为第2根阻拦锁时，仿真计算得基准下滑波束角向下偏转的最大角度-(35)max=-24"，基准下滑波束角向上偏转的最大角度(35)max=48"。此外，从飞行员环节来看，根据瑞利判据，最小分辨角的计算公式为：
标校系统测量精度应高于待测精度3倍以上，Δθ=2"，标校系统与光学助降系统的水平距离为1km时，在垂直空间对应的距离误差为58 cm，此时，1 km处标校系统的测量误差应优于19.3 cm。角度误差在空间对应的距离误差如图3所示。2 标校系统组成
【参考文献】：
期刊论文
[1]光电标校装置总体设计[J]. 贺林波,刘爱东,于金冬. 兵工自动化. 2018(02)
[2]基于无人机GPS的测量雷达标校方法研究[J]. 姬新阳,高山,陈庆良,张海龙,宫福红,范志鹏. 火控雷达技术. 2017(01)
[3]利用无人机标定雷达精度的新方法[J]. 刘冬利,张驿,庞海滨,杨辉. 电讯技术. 2015(02)
[4]航母着舰引导系统标校方法研究[J]. 钟兴泉. 现代导航. 2014(03)
[5]舰载机光学助降装置校飞方法研究[J]. 杨卿,王加亮. 硅谷. 2014(05)
[6]“艾科尔斯”改进型光学助降系统的纵向着舰精度研究[J]. 郑峰婴,杨一栋. 指挥控制与仿真. 2007(02)
硕士论文
[1]IMU/GPS辅助航空摄影测量误差源与定位精度分析研究[D]. 李团好.河南理工大学 2011
[2]舰载机光学助降关键技术研究[D]. 方芬.南京航空航天大学 2009
[3]光波束着舰引导系统研究[D]. 胡恩勇.南京航空航天大学 2008
本文编号：3264530
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