航空光电成像平台的目标自主定位

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1、第１５卷第８期光学精密工程Ｖｏｌ．１５Ｎｏ．８２００７年８月ＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｕｇ．２００７文章编号１００４９２４Ｘ（２００７）０８１３０５０６航空光电成像平台的目标自主定位刘晶红１，孙辉１，张葆１，戴明１，贾平１，沈宏海１，张雷２（１．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春１３００３３；２．沈阳航空学院，辽宁沈阳１１００３４）摘要：为了提高航空光电成像系统对地面目标的定位精度，提出了平台目标自主定位的方法，并给出了实现的方法和途径，即将ＧＰＳ系统和航空姿态

2、测量系统直接固联在航空光电成像平台上，与光电成像平台系统结合直接实现目标定位。分析了影响目标定位精度的因素，分析结果表明，目标自主定位的方法可以消除传统方法中减振器带来的误差。一般情况下，平台自主定位比飞机系统定位的精度至少高２５％。关键词：航空光电平台；自主定位；坐标转换；定位精度中图分类号：Ｖ２４９文献标识码：Ａ犜犪狉犵犲狋狊犲犾犳犱犲狋犲狉犿犻狀犪狋犻狅狀狅狉犻犲狀狋犪狋犻狅狀犫犪狊犲犱狅狀犪犲狉犻犪犾狆犺狅狋狅犲犾犲犮狋狉犻犮犻犿犪犵犻狀犵狆犾犪狋犳狅狉犿１，ＳＵＮＨｕｉ１，ＺＨＡＮＧＢａｏ１，ＤＡＩＭｉ

3、ｎｇ１，ＬＩＵＪｉｎｇｈｏｎｇ１，ＳＨＥＮＨｏｎｇｈａｉ１，ＺＨＡＮＧＬｅｉ２ＪＩＡＰｉｎｇ（１．犆犺犪狀犵犮犺狌狀犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅犳犗狆狋犻犮狊，犉犻狀犲犕犲犮犺犪狀犻犮狊犪狀犱犘犺狔狊犻犮狊，犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲，犆犺犪狀犵犮犺狌狀１３００３３，犆犺犻狀犪；２．犛犺犲狀狔犪狀犵犃狏犻犪狋犻狅狀犆狅犾犾犲犵犲，犛犺犲狀狔犪狀犵１１００１４，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｇｒｏｕｎｄｏｂｊｅｃｔｏｒｉｅｎｔａｔｏｎａｃｃｕｒａｃｙｏｆａａｅｒｉ

4、ａｌｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｍａｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ａｓｅｌｆｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅＧＰＳｓｙｓｔｅｍａｎｄａｖｉｏｔｉｏｎｐｏｓｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍａｒｅｄｉｒｅｃｔｌｙｆｉｘｅｄｏｎａｅｒｉａｌｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｍａｇｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｔａｒｇｅｔｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｃｏｍｂｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｆａｃｔ

5、ｏｒｓｏｎｔｈｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｓｈｏｗｓｔｈａｔｓｅｌｆｄｅｔｅｒｎｕｎａｔｉｏｎｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｃａｎｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｂｒｏｕｇｈｔｂｙａａｂｓｏｒｂｅｒ．Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ，ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｓｅｌｆｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓａｔｌｅａｓｔ２５％ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅａｉｒｃｒａｆｔｓｙｓｔｅｍ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ａｅｒｉａｌｐｈｏｔｏｅｌｅ

6、ｃｔｒｉｃｐｌａｔｆｏｒｍ；ｓｅｌｆｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ；ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙ收稿日期：２００７０５２２；修订日期：２００７０７１８．基金项目：国防科技预研基金资助项目（Ｎｏ．１０４０６０３）１３０６光学精密工程第１５卷１引言一般的航空光电成像平台能够对地面目标进行跟踪、测量，但不能独立实现对目标的定位。通常情况下，航空光电成像平台将自身相对飞机的角度值和对目标的激光测距值传给飞机，飞机将其与飞机上的ＧＰＳ、惯

7、导数据结合在一起，通过坐标变换，完成目标定位，也就是说完成目标定位这项工作最终是由飞机来完成。这种测量定位平图１航空光电成像平台目标定位系统组成示意图台对飞机具有依赖性，同时需与飞机进行标校、数Ｆｉｇ．１Ｓｋｅｔｃｈｏｆｔａｒｇｅｔｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆａｅｒｉａｌ据通讯、同步，对飞机系统也提出了要求，无形中ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｉｍａｇｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍ延长了系统的研制周期。航空光电成像平台结合数据是相对于航空姿态测量系统的，这里定义为ＧＰＳ和航空姿态测量系统进行目标定位，从节约“航姿坐标

8、系”；ＧＰＳ输出的载机自身位置是相对系统成本和减轻飞机载荷重量上考虑是非常适合于ＷＧＳ８４坐标系下的；航空姿态测量系统所输的，从另一角度考虑，如果航空光电成像平台能够出的数据是通常所说的ＮＥＤ坐标系，这里定义自主定位，运用起来则更加灵活，不但省去了与飞为“航姿地理坐标系”。最终的目的是将目标定位机进行姿态数据通讯、时钟同步对接、安装标校等［１］在ＷＧＳ８