机载光电侦察设备目标自主定位技术研究
发布时间：2022-01-12 01:17
机载光电侦察设备是集可见光摄像机，红外热像仪，激光测距仪等高精度测量设备于一体的用于实现航空侦察，目标瞄准、跟踪、定位等功能的全天候电子侦察设备，它通常安装于有人或无人飞机，在航空测量、对敌侦察、目标跟踪及民用航空等领域有着重要的应用价值。本文针对机载光电侦察设备实现目标定位功能对飞机平台依赖性大的问题，对机载光电侦察设备目标自主定位技术展开了研究。机载光电侦察设备目标自主定位技术是一种由机载光电侦察设备独立实现目标定位的新技术。它克服了以往目标定位技术对飞机平台依赖性很大的缺点，免除了减震器误差，同时避免了与飞机平台姿态数据通信，时钟同步对接，安装标校等繁琐步骤，可以随时挂载于飞机平台上，缩短了系统联调周期。本文提出了双天线GPS接收法和三点定位法两种实现目标自主定位技术的方法，双天线GPS接收机法根据机载光电侦察设备实际模型建立摄像机坐标系到大地坐标系等五个辅助坐标系，通过齐次坐标转换法将目标物体在摄像机坐标系下坐标转换成目标物体在大地坐标系下坐标，从而实现目标自主定位技术；三点定位法利用空间几何理论，由机载光电侦察设备不同时刻的空间位置在空间大地直角坐标系下，根据目标物体到机载光...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 机载光电侦察设备
1.2.1 机载光电侦察设备应用及组成
1.2.2 国外现状
1.2.3 国内现状
1.3 实现目标定位的各种方法
1.3.1 GPS 全球定位系统简介
1.3.2 实现目标定位的方法
1.4 论文主要研究内容
第2章 机载光电侦察设备目标自主定位技术理论基础
2.1 引言
2.2 齐次坐标转换
2.2.1 齐次坐标
2.2.2 齐次坐标的转换矩阵
2.2.3 齐次坐标的三维坐标转换
2.3 机载光电侦察设备坐标系的定义
2.3.1 地球椭球
2.3.2 机载光电侦察设备的辅助坐标系统
2.4 大地坐标系与空间大地直角坐标系相互转换
2.4.1 大地坐标系坐标转换为空间大地直角坐标系坐标
2.4.2 空间大地直角坐标系到大地坐标系的转换
2.4.3 当地经纬度与地理距离的近似对应关系
2.5 本章小结
第3章 机载光电侦察设备目标自主定位技术理论实现
3.1 引言
3.2 双天线 GPS 接收机目标自主定位方法
3.2.1 目标自主定位过程
3.2.2 目标自主定位技术引导过程
3.2.3 双天线 GPS 接收机法优缺点
3.3 基于三点定位法的目标自主定位方法
3.3.1 三点目标自主定位的原理
3.3.2 三点定位法实现过程
3.3.3 三点定位法的优缺点
3.4 双天线 GPS 接收机法和三点定位法相结合
3.5 本章小结
第4章 机载光电侦察设备目标自主定位技术误差分析
4.1 引言
4.2 误差分析方法及误差模型
4.2.1 分析方法及工具简介
4.2.2 误差来源及参数模型
4.2.3 误差仿真程序
4.3 目标自主定位误差分析
4.3.1 双天线 GPS 接收机法定位误差分析
4.3.2 三点定位法误差分析
4.3.3 对 EL 误差进行小波分析
4.4 目标自主定位技术引导误差分析
4.5 提高目标自主定位技术定位精度的措施
4.6 本章小结
第5章 机载光电侦察设备目标自主定位技术的硬件实现
5.1 引言
5.2 硬件组成
5.2.1 机载光电侦察测量平台
5.2.2 航空姿态测量系统
5.2.3 双天线 GPS 接收机
5.2.4 机载光电侦察测量平台控制装置
5.3 实验过程及测量数据
5.4 项目中遇到的困难解决方案
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 主要研究工作
6.2 创新点
6.3 展望
附录
参考文献
在学期间学术成果情况
指导教师及作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]空基平台无源定位精度分析[J]. 武宜川,潘冠华,罗双喜. 指挥控制与仿真. 2010(02)
[2]战术无人机总体与性能参数相关性分析[J]. 张健,周洲. 飞行力学. 2009(04)
[3]微小型无人机遥感图像应用[J]. 赵鹏,沈庭芝,单宝堂. 火力与指挥控制. 2009(07)
[4]电子侦察无人机单站无源定位研究[J]. 华阳. 舰船电子对抗. 2009(02)
[5]影响光电平台稳定精度的因素分析[J]. 李英,王绍彬,葛文奇. 长春理工大学学报(自然科学版). 2009(01)
[6]机载测量平台中的坐标转换误差分析[J]. 王晶,高利民,姚俊峰. 光学精密工程. 2009(02)
[7]基于单目视觉的空间定位算法[J]. 赵天云,郭雷,张利川. 西北工业大学学报. 2009(01)
[8]侦察打击一体化无人机武器系统的研究[J]. 王超,董秋杰. 科技创新导报. 2009(04)
[9]无人机相关技术与发展趋势[J]. 甄云卉,路平. 兵工自动化. 2009(01)
[10]机载GPS测量定位技术研究[J]. 张葆,姚俊峰,高利民. 光学精密工程. 2009(01)
博士论文
[1]GPS抗干扰接收技术研究[D]. 狄旻珉.国防科学技术大学 2006
[2]IMU/DGPS辅助航空摄影测量原理、方法及实践[D]. 李学友.解放军信息工程大学 2005
[3]机载光电跟踪测量的目标定位误差分析和研究[D]. 金光.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2001
硕士论文
[1]基于测距技术的移动目标定位方法研究[D]. 李惠娟.长春理工大学 2009
[2]机载光电测量系统引导及定位技术研究[D]. 王姝.长春理工大学 2009
[3]基于图像跟踪的无人机定位方法研究[D]. 王凤娟.西安电子科技大学 2009
[4]GPS/INS辅助航空摄影测量原理及应用研究[D]. 吴俊.解放军信息工程大学 2006
[5]SAR图像区域网数字空中三角测量[D]. 何钰.解放军信息工程大学 2005
[6]图像中几种实用的目标定位方法研究与应用[D]. 高希报.南京理工大学 2005
[7]GPS干扰机的设计[D]. 梁康.武汉大学 2004
[8]GPS抗干扰技术研究[D]. 尚建平.武汉大学 2004
本文编号：3583812
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 机载光电侦察设备
1.2.1 机载光电侦察设备应用及组成
1.2.2 国外现状
1.2.3 国内现状
1.3 实现目标定位的各种方法
1.3.1 GPS 全球定位系统简介
1.3.2 实现目标定位的方法
1.4 论文主要研究内容
第2章 机载光电侦察设备目标自主定位技术理论基础
2.1 引言
2.2 齐次坐标转换
2.2.1 齐次坐标
2.2.2 齐次坐标的转换矩阵
2.2.3 齐次坐标的三维坐标转换
2.3 机载光电侦察设备坐标系的定义
2.3.1 地球椭球
2.3.2 机载光电侦察设备的辅助坐标系统
2.4 大地坐标系与空间大地直角坐标系相互转换
2.4.1 大地坐标系坐标转换为空间大地直角坐标系坐标
2.4.2 空间大地直角坐标系到大地坐标系的转换
2.4.3 当地经纬度与地理距离的近似对应关系
2.5 本章小结
第3章 机载光电侦察设备目标自主定位技术理论实现
3.1 引言
3.2 双天线 GPS 接收机目标自主定位方法
3.2.1 目标自主定位过程
3.2.2 目标自主定位技术引导过程
3.2.3 双天线 GPS 接收机法优缺点
3.3 基于三点定位法的目标自主定位方法
3.3.1 三点目标自主定位的原理
3.3.2 三点定位法实现过程
3.3.3 三点定位法的优缺点
3.4 双天线 GPS 接收机法和三点定位法相结合
3.5 本章小结
第4章 机载光电侦察设备目标自主定位技术误差分析
4.1 引言
4.2 误差分析方法及误差模型
4.2.1 分析方法及工具简介
4.2.2 误差来源及参数模型
4.2.3 误差仿真程序
4.3 目标自主定位误差分析
4.3.1 双天线 GPS 接收机法定位误差分析
4.3.2 三点定位法误差分析
4.3.3 对 EL 误差进行小波分析
4.4 目标自主定位技术引导误差分析
4.5 提高目标自主定位技术定位精度的措施
4.6 本章小结
第5章 机载光电侦察设备目标自主定位技术的硬件实现
5.1 引言
5.2 硬件组成
5.2.1 机载光电侦察测量平台
5.2.2 航空姿态测量系统
5.2.3 双天线 GPS 接收机
5.2.4 机载光电侦察测量平台控制装置
5.3 实验过程及测量数据
5.4 项目中遇到的困难解决方案
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 主要研究工作
6.2 创新点
6.3 展望
附录
参考文献
在学期间学术成果情况
指导教师及作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]空基平台无源定位精度分析[J]. 武宜川,潘冠华,罗双喜. 指挥控制与仿真. 2010(02)
[2]战术无人机总体与性能参数相关性分析[J]. 张健,周洲. 飞行力学. 2009(04)
[3]微小型无人机遥感图像应用[J]. 赵鹏,沈庭芝,单宝堂. 火力与指挥控制. 2009(07)
[4]电子侦察无人机单站无源定位研究[J]. 华阳. 舰船电子对抗. 2009(02)
[5]影响光电平台稳定精度的因素分析[J]. 李英,王绍彬,葛文奇. 长春理工大学学报(自然科学版). 2009(01)
[6]机载测量平台中的坐标转换误差分析[J]. 王晶,高利民,姚俊峰. 光学精密工程. 2009(02)
[7]基于单目视觉的空间定位算法[J]. 赵天云,郭雷,张利川. 西北工业大学学报. 2009(01)
[8]侦察打击一体化无人机武器系统的研究[J]. 王超,董秋杰. 科技创新导报. 2009(04)
[9]无人机相关技术与发展趋势[J]. 甄云卉,路平. 兵工自动化. 2009(01)
[10]机载GPS测量定位技术研究[J]. 张葆,姚俊峰,高利民. 光学精密工程. 2009(01)
博士论文
[1]GPS抗干扰接收技术研究[D]. 狄旻珉.国防科学技术大学 2006
[2]IMU/DGPS辅助航空摄影测量原理、方法及实践[D]. 李学友.解放军信息工程大学 2005
[3]机载光电跟踪测量的目标定位误差分析和研究[D]. 金光.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2001
硕士论文
[1]基于测距技术的移动目标定位方法研究[D]. 李惠娟.长春理工大学 2009
[2]机载光电测量系统引导及定位技术研究[D]. 王姝.长春理工大学 2009
[3]基于图像跟踪的无人机定位方法研究[D]. 王凤娟.西安电子科技大学 2009
[4]GPS/INS辅助航空摄影测量原理及应用研究[D]. 吴俊.解放军信息工程大学 2006
[5]SAR图像区域网数字空中三角测量[D]. 何钰.解放军信息工程大学 2005
[6]图像中几种实用的目标定位方法研究与应用[D]. 高希报.南京理工大学 2005
[7]GPS干扰机的设计[D]. 梁康.武汉大学 2004
[8]GPS抗干扰技术研究[D]. 尚建平.武汉大学 2004
本文编号：3583812
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3583812.html
