艦船光學(xué)經(jīng)緯儀結(jié)合光學(xué)、電控等技術(shù),在軍事艦船的目標參數(shù)監(jiān)測、各類型飛航試驗數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。由于艦船光學(xué)經(jīng)緯儀的工作過程中受到船體和基座的復(fù)雜運動影響,其測量過程會產(chǎn)生各類測量誤差。針對這一問題,本文系統(tǒng)地分析了光學(xué)經(jīng)緯儀的誤差來源,并結(jié)合嵌入式技術(shù)設(shè)計了艦船光學(xué)經(jīng)緯儀的誤差修正系統(tǒng),有助于提高現(xiàn)有艦船光學(xué)經(jīng)緯儀的測量精度。 

【文章來源】：艦船科學(xué)技術(shù). 2020,42(24)北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

經(jīng)緯儀與艦船的慣性地平坐標系Fig.2Theodoliteandinertialhorizoncoordinatesystemofships

XcYcZc=TθXYZ,其中，Tθ為誤差矩陣，如下式：Tθ=1000cosθsinθ0sinθcosθ。被測目標由于船舶橫搖造成的方位角變化曲線如圖3所示。圖3目標由于船舶橫搖造成的方位角變化曲線Fig.3Azimuthvariationcurveoftargetcausedbyshiprolling2.2基于嵌入式技術(shù)的艦船光學(xué)經(jīng)緯儀誤差修正系統(tǒng)設(shè)計嵌入式技術(shù)是目前應(yīng)用較多的一種技術(shù)，特別是基于ARM的嵌入式系統(tǒng)具有非常高的數(shù)據(jù)處理能力，成本也較低。本文結(jié)合艦船光學(xué)經(jīng)緯儀的誤差模型，建立了一種艦船光學(xué)經(jīng)緯儀誤差修正系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括3個環(huán)節(jié)：1）測量系統(tǒng)船位采集在進行誤差修正時，系統(tǒng)首先需要采集船舶的橫搖角度數(shù)據(jù)，這一點可以通過角度傳感器來實現(xiàn)，并通過將傳感器產(chǎn)生的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行處理和存儲，最終并將橫搖角度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到測量坐標系中，同時需要采集慣導(dǎo)系統(tǒng)的船位數(shù)據(jù)。2）目標方位數(shù)據(jù)采集基于ARM的嵌入式系統(tǒng)可以利用光學(xué)經(jīng)緯儀的成像系統(tǒng)采集目標的方位數(shù)據(jù)及脫靶量數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)對系統(tǒng)伺服控制器的調(diào)整，同時獲取目標的方位數(shù)據(jù)。3）誤差修正圖4為艦船光學(xué)經(jīng)緯儀單次實現(xiàn)誤差修正的流程圖，系統(tǒng)處于一種動態(tài)修正的循環(huán)中，通過不斷獲取數(shù)據(jù)進行比較，并使用誤差修正理論進行修正，最終實現(xiàn)艦船光學(xué)經(jīng)緯儀的穩(wěn)定工作。圖4艦船光學(xué)經(jīng)緯儀的誤差修正流程圖Fig.4Errorcorrectionflowchartofshipopticaltheodolite3結(jié)語艦載光學(xué)經(jīng)緯儀的誤差受自身傳感器和船體運動的影響，本文系統(tǒng)研究了光學(xué)經(jīng)緯儀的誤差類型，建立光學(xué)經(jīng)緯儀的運動模型，詳細介紹了?

執(zhí)行測量任務(wù)時，基座和艦船在海風(fēng)、潮汐等作用下會發(fā)生相對運動，且測量過程中船舶處于航行過程中，因此，艦船光學(xué)經(jīng)緯儀采集的實時數(shù)據(jù)中含有一些噪聲干擾信號，使系統(tǒng)的精度下降[1–2]。本文針對艦船光學(xué)經(jīng)緯儀的誤差問題進行系統(tǒng)研究，建立了光學(xué)經(jīng)緯儀的誤差模型，采用一種嵌入式的數(shù)據(jù)處理器進行誤差處理，詳細介紹了光學(xué)經(jīng)緯儀數(shù)據(jù)的誤差修正過程。1船載光學(xué)經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)的研究船載光學(xué)經(jīng)緯儀主要由光學(xué)測量系統(tǒng)、操控平臺、可調(diào)節(jié)基座、圖像處理系統(tǒng)、顯示器等組成，實物圖如圖1所示。圖1艦載光學(xué)經(jīng)緯儀Fig.1Shipborneopticaltheodolite1）可調(diào)節(jié)基座光學(xué)經(jīng)緯儀的可調(diào)節(jié)基座是降低測量誤差的關(guān)鍵組成環(huán)節(jié)，是一個二維的多自由度轉(zhuǎn)臺，一方面可以作為光學(xué)測量主機和設(shè)備的承載，另一方面也可以通第42卷第12A期艦船科學(xué)技術(shù)Vol.42,No.12A2020年12月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYDec.,2020收稿日期:2020–10–04作者簡介:鄧柳(1983)，男，碩士，副教授，研究方向為嵌入式技術(shù)及終端側(cè)AI技術(shù)應(yīng)用。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]光學(xué)經(jīng)緯儀的橫軸與豎軸的垂直度示值誤差的測量不確度評定[J]. 林漳龍.  福建質(zhì)量信息. 2007(09)
[2]光學(xué)經(jīng)緯儀大尺寸三坐標測量系統(tǒng)的分析研究[J]. 喻彩麗,鄭友取.  現(xiàn)代制造工程. 2003(08)



本文編號：3447338