[发明专利]光电稳瞄系统的瞄准线稳定精度测量方法

说明书

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，主要涉及瞄准线的稳定精度测量方法，尤其涉及一种运动载体光电系统的瞄准线稳定精度测量方法。

背景技术

光电稳瞄系统广泛应用于高新武器装备系统中，是实现高新武器装备精确打击的关键技术。现代机载、车载、舰载光电武器装备均对光电稳瞄系统中瞄准线的稳定精度提出很高的要求。在实战环境中，光电稳瞄系统将不可避免的受到外界环境各种频率振动的干扰，此时瞄准线的稳定性是决定光电稳瞄系统整体性能的重要评价指标。因此，军方、研制单位、检测部门都迫切要求和需要解决不同振动频率条件下光电稳瞄系统瞄准线稳定精度的高精度测量问题。

段志姣等人于2008年6月在《光学与光电技术》第6卷第3期中发表了题为“机载光电系统稳定精度测试方法研究”的论文，文中提出一种光电系统瞄准线稳定精度测量方法，该方法的测量原理是，激光器发出的激光经聚焦准直后透过半透半反镜垂直入射至安装在被测光电稳瞄系统上的反射镜，其反射光被半透半反镜反射90°后再通过滤光片入射至PSD探测器的光敏面上，由探测器对反射光信号进行检测。被测光电稳瞄系统在角振动系统带动下振动，平面反射镜的空间方位角度的变化就反映了被测光电稳瞄系统的角位移变化。PSD探测器对光斑位置的变化量进行检测，由此实现机载光电稳瞄系统稳定精度的实时测量。由于直接采用激光器的输出光束作为测量光束，而且激光束的功率稳定性只能达到百分之几，出射激光束的功率波动将导致探测器靶面处光斑整体强度的波动，进而影响测量过程中光斑质心定位的精度，另一方面，激光束虽然是平滑变化的近似高斯分布光束，但仍客观存在一些随时间变化的空间噪声及杂散光，影响光斑形态的稳定性，同样对光斑的定位造成较强干扰。光斑定位精度的下降将使被测光电稳瞄系统稳定性测量的不确定度加大，影响最终测量的精度。此外，该方法使用衰减率固定的滤光片进行光强调整，无法对探测器靶面处光强进行灵活调整以有效适应其动态范围，同时所采用的PSD探测器自身也存在着测量精度较低，输出信号与偏离量存在非线性关系等问题，这些问题都会影响到测量结果的精度和可靠性。

孙辉等人于2011年9月在《光学精密工程》第19卷第9期中发表了“动载体光电平台视轴稳定精度的检测”一文，文中提出了一种光电平台视轴稳定精度检测方法，该方法的测量原理是，光源发出的光线通过星点孔后经半透半反镜反射，再由正负透镜组准直成平行光，出射到达安装在光电系统照准架上的平面反射镜，平行光经平面反射镜反射后，再经正负透镜组成像，成像光束经半透半反镜后会聚到高速数字相机传感器靶面，传感器将光信号转换为数字视频信号，生成星点光斑图像，工作站采集图像，通过相位相关配准方法分析光斑图像位置，计算视轴偏移角度，从而完成动载体光电平台视轴稳定精度的检测。该方法中，数字相机传感器的采集对象为具有一定光谱分布(非单色)的星点孔像，因此为了获得较高像质，采用了正组透镜与负组透镜相分离形式，并选择特殊色散的正组透镜材料校正二级光谱，因此这种方法成本较高。另外，该方法中采用的相位相关配准方法的计算复杂度较高，需要较好的工作站性能，同时该配准方法需要参与相关运算的多幅图像中的星点孔像之间差异不宜过大，否则将造成误差，但光源的非均匀性、测量光束功率波动、探测器噪声、环境变化等问题均会导致该条件难以在实际测量中得到保证，影响测量结果的精度和可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，为光电稳瞄系统提供一种瞄准线稳定精度测量方法。

本发明提供的稳定精度测量方法包括以下步骤：

第一步，将被测光电稳瞄系统固定在振动模拟台上，开启振动模拟台，将模拟台的振动模式设置为定频模式，工作状态为振动停止状态；