[发明专利]CCD激光经纬仪动态雷达标校方法

摘要

本发明涉及CCD激光经纬仪动态雷达标校方法。本发明的方法的测量系统采用激光测距机1、经纬仪2、CCD相机3、GPS授时4完成对舰载雷达坐标动态标校，与以往使用的经纬仪和水平仪实现舰载雷达标校不同，达到标校仪器使用新颖；同时标校过程中将UTM坐标和WGS-84坐标之间的转换公式应用到舰载雷达动态标校上来，实现标校方法是独特的。实现高精度测量，测量精度达到：角度精度为10秒，位置精度为0.5m。同时系统在操作过程中最少只需要2个人即可完成，可以节省大量人力和物力；使用CCD相机对雷达馈源状态进行记录便于实时和事后分析处理。解决机载，岸基，舰载雷达标校仪器统一的问题。

主权项

1、CCD激光经纬仪动态雷达标校方法，其特征在于，步骤和条件如下：1)如图1所示：本发明提供的CCD激光经纬仪动态雷达标校方法的系统由：系统支撑单元26、主控计算机6、数传单元30、激光测距机1、经纬仪2、CCD相机3和热控单元5构成；所述的系统支撑单元27由GPS授时单元4、供电电池7、配电屏24、交流适配器25和热控单元32构成；GPS授时单元4、供电电池7、交流适配器25和热控单元32分别与配电屏24联接；系统支撑单元27还通过配电屏24与CCD相机3联接，通过GPS授时单元4和与主控计算机6联接，通过热控单元32与热控单元5与联接；CCD相机3通过RS232口27与主控计算机6联接；热控单元5还分别与CCD相机3、主控计算机6联接；所述的数传单元30与激光测距机1和经纬仪2相连，数传单元30通过RS232口28与主控计算机6联接；所述热控单元5与热控单元26结构上没有区别，只在体积上有区别。热控单元5体积大于热控单元26。RS232口29和RS232口28结构和形式完全一样。所述的主控计算机6界面基本组成为：(a)菜单项；(b)工具项；(c)CCD图像显示区；(d)工作区；(e)状态栏；主控计算机6中存储有管理和运行本发明的方法的软件程序，该软件程序流程如图4所示：2)实现WGS-84坐标的UTM投影变换在载舰13停泊的码头岸边，驻有许多码头基准坐标点，且它们的WGS-84坐标为已知的，在本系统中用到两个码头基准坐标点：分别为码头基准坐标点9和码头基准坐标点10，在开始测量前需要对WGS-84坐标进行坐标投影转换为UTM坐标，通过主控计算机6，将码头基准坐标点9和码头基准坐标点10的WGS-84坐标输入主控计算机6中，完成码头基准坐标点9和码头基准基准点10的WGS-84坐标转换为UTM坐标，经过此过程可以实现整个测量系统基准面统一问题；3)求测量坐标系原点和确定真北方向将标校仪器单元8的仪器架设到已知码头基准坐标点9和码头基准坐标点10的大致中心位置，标校仪器单元8由激光测距机1、经纬仪2和CCD相机3构成，由于在标校仪器单元8中激光测距机1、经纬仪2、CCD相机3是依次固连在一起的，所以使用经纬仪2可将三个仪器调成水平；使用标校仪器单元8中的经纬仪2分别观测码头基准坐标点9和码头基准坐标点10，可以得到两个俯仰角值和一个水平角值，使用标校仪器单元8中的激光测距机1测量码头基准坐标点9和码头基准坐标点10，可以得到标校仪器8到码头基准坐标点9和码头基准坐标点10的两个距离值，将上述测量值输入到主控计算机6后，应用两点间距离公式可计算出标校仪器单元8中心所在点的UTM坐标值，同时根据一个码头基准坐标点9的UTM坐标值和标校仪器单元8中心所在点的UTM坐标值，应用平面两点间关系公式，可以求出码头基准点9和标校仪器单元8中心两点连线与真北方向的夹角，从而确定真北方向；4)建立测量坐标系以标校仪器单元8中心所在点为圆心，水平面为xoy平面，真北方向为x轴方向，通过主控计算机6的程序的控制使经纬仪2视轴指向真北方向；5)在测量坐标系下求得雷达天线12馈源点坐标值使用激光测距机1、经纬仪2、和CCD相机3观测雷达天线12，根据经纬仪2得到的方位角值和俯仰角值、激光测距机1得到的距离值、CCD相机得到的实时脱靶量值，输入主控计算机6中，应用两点间位置和距离关系公式可以求出雷达天线12馈源点在测量坐标系下的实时动态坐标值。6)求雷达天线11馈源点的WGS-84坐标在主控计算机6程序中，将测量坐标系下求得的雷达天线12馈源点坐标值，以标校仪器8单元的中心进行坐标平移，得到雷达天线12馈源点的实时UTM坐标，把此UTM坐标经过反投影变换转换为WGS-84坐标；7)求标校真值，并做统计处理雷达天线12对固定靶标11进行跟踪测量，输出和时间有严格对应关系的一组距离、俯仰角、方位角值，固定靶标11的WGS-84坐标为已知值，雷达天线12馈源点坐标以在步骤6)中求出，通过步骤18、步骤19，将固定靶标11的WGS-84坐标输入主控计算机6中，已知雷达天线12馈源点和固定靶标点11两点的WGS-84坐标，根据三维空间两点间的距离和位置关系，可以求出一组和GPS时间有严格对应关系的固定靶标11相对于雷达天线12馈源点的距离、俯仰角、方位角值，并将这组值作为标校真值，在雷达输出时间和GPS时间严格统一下，将雷达天线12对固定靶标11输出的距离、俯仰角、方位角值，与上述应用三维平面位置和距离关系公式解算出的距离、俯仰角、方位角做差，对差值进行算数平均值和求标准偏差统计处理，并称为算出值；8)将算数平均值和标准偏差值的算出值与雷达出厂时标称的算数平均值和标准偏差的出厂值相比较；如果出厂值小于算出值，则标校结束；如果出厂值大于算出值，则对雷达进行调整，直到标校合格为止，从而完成CCD激光经纬仪动态雷达标校方法。