[发明专利]一种光电吊舱安装误差的空中标定方法

说明书

本发明涉及一种光电吊舱安装误差的空中标定方法，包括：根据载机的预定飞行航迹选取观察跟踪的目标点T，获取目标点T的坐标；记录载机飞行过程中不同时刻的载机位置信息、载机姿态信息和光电吊舱观测目标点T的观测角度信息；计算在载机坐标系下和球心坐标系下目标点T与载机之间的位置向量和位置向量构建表示和之间关系的目标定位模型；对目标定位模型构建极小化目标函数，求解得到安装误差角；可以省去常规地面标定复杂的操作环节，极大节省了工作量，同时可解决地面标定过程中安装误差角间的耦合问题，提高标定精度。

技术领域

本发明涉及误差标定算法领域，尤其涉及一种光电吊舱安装误差的空中标定方法。

背景技术

在近代战争中，机载光电吊舱对于掌握空中优势，提高战场感知能力和对地面、海面目标的有效打击能力以及打击效果评估能力，具有十分重要的作用，其对目标的探测精度直接决定着对目标定位跟踪性能的高低，直接影响着火控系统的精度和武器的作战效能。

由于安装误差的影响，光电吊舱与载机的惯导系统之间常存在偏差，会导致产生较大的测量误差。传统安装误差标定的方法为给定基准法，即在试验室环境条件下，借助专门的标校仪器，反复进行测试、调整，最终提高安装精度。这种方法对环境要求高，实现复杂，费时费力。

作为机动平台，光电吊舱可能会面临频繁的安装与拆卸，若每次安装都要进行传统的标校，不仅需要专门设备、调试工作量大、费用高，而且对试验条件有要求。另外，对一些实时性要求较高的场合，传统的标校方法也很难满足要求。

因此，研究光电吊舱安装误差的空中标定方法具有重要意义。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种光电吊舱安装误差的空中标定方法，可以省去常规地面标定复杂的操作环节，极大节省了工作量，同时可解决地面标定过程中安装误差角间的耦合问题，提高标定精度。

根据本发明的第一方面，提供了一种光电吊舱安装误差的空中标定方法，包括：

步骤1，根据载机的预定飞行航迹选取观察跟踪的目标点T，获取所述目标点T的坐标；

步骤2，记录载机飞行过程中不同时刻的载机位置信息、载机姿态信息和光电吊舱观测所述目标点T的观测角度信息；

步骤3，基于载机与所述目标点T之间的距离以及所述观测角度信息计算在载机坐标系下所述目标点T与所述载机之间的位置向量基于所述目标点T的位置坐标和所述载机的位置坐标计算得到在球心坐标系下所述目标点T与所述载机之间的位置向量

步骤4，基于安装角转换矩阵和坐标系转换矩阵构建表示和之间关系的目标定位模型；所述安装角转换矩阵基于所述光电吊舱安装在所述载机上的安装误差角计算得到；所述坐标系转换矩阵基于所述载机位置信息和所述载机姿态信息计算得到；

步骤5，对所述目标定位模型构建极小化目标函数，求解得到所述安装误差角；所述安装误差角包括：航向偏差角Δα、俯仰偏差角Δβ和横滚偏差角Δγ。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

可选的，所述目标点T在载机坐标系下的位置向量

其中，Dis_PT表示载机与所述目标点T之间的距离；在时刻i下所述光电吊舱观测所述目标点T的观测角度信息为为吊舱方位角，为吊舱俯仰角。

可选的，所述目标点T在球心坐标系下的位置向量

其中，所述目标点T在空间直角坐标系下的位置坐标为(X_T，Y_T，Z_T)；所述载机在空间直角坐标系下的位置坐标为(X_P，Y_P，Z_P)。

可选的，所述安装角转换矩阵