光电经纬仪外场测角精度校准新方法

　　随着高精度武器装备和航天事业的飞速发展，人们对导弹、卫星测量数据的精度要求越来越高。光电经纬仪是飞行试验常用的光学外测设备，具有较高的摄影频率和跟踪角速度，可提供有价值的瞬间事件的真实图像和处理信息，以及高精度的测位数据。光电经纬仪的主要测量元素是高低角和方位角，将多个测量站的测量数据进行交汇，可计算目标飞行的轨迹。光电经纬仪通常放置在野外站点，恶劣的环境条件影响着测量精度，同时，光电经纬仪检定规程中列举的检定项目及使用工具，在野外站点根本不具备。因此，如何校准光电经纬仪，保证其测角精度，成为了急需解决的问题。根据误差理论，使用测量仪器比较法鉴定光电经纬仪的测角精度时，一般要求比较仪器的测角精度比被鉴定仪器高3 ～ 5 倍[1]。外场光电经纬仪的动态测角精度的校准通常采用星体弧长法和星体角度法，选择性使用 GPS 授时。星体弧长法简便，可以连续实施，时间短，但系统误差难以完全消除，因此其精度较低; 而星体角度法的实质是先求出星体的理论位置，再将光电经纬仪的实测值与其比较，求出光电经纬仪的测角精度。星体角度法虽然精度高，但需要选星、编制星表、计算恒星的分布与理论位置等，过程复杂[2 -4]。

　　静态测角误差作为光电经纬仪的系统误差，为外场测角精度提供了修正依据。本文介绍了一种采用方位标校准光电经纬仪静态测角精度、校飞校准经纬仪动态测角精度的方法，并给出了测量计算过程及不确定度评定。

　　1 外场静态测角精度的校准

　　放置在野外站点的光电经纬仪，没有平行光管等静态目标供使用，通常使用方位标进行校准。方位标是架设在野外站点周围的定向设备，主要为测站光测设备提供定向基准，同时还可获取设备的某些系统误差，如定向差、照准差、零位差等，来修正测量结果。以大地测量结果方位标的方位角A、高低角 E 的数据为真值，使用光电经纬仪进行测量，从而校准经纬仪的静态测角精度。

　　静态测角结果的合成不确定度主要由以下 3 项合成: 一是方位标大地测量成果的不确定度; 二是经纬仪的测量不确定度; 三是重复测量的不确定度。

　　1. 1 方位标大地测量成果的不确定度

　　方位标的大地测量成果，即方位标的大地测量值是通过GPS 定位测量完成的。采用某型号的 GPS 接收机测量方位标，GPS 接收机的测量不确定度为0. 1 m[5]，转化为方位标方位角的测量不确定度为 σA1，即

　　2. 2 经纬仪的系统误差带入的测量不确定度

　　经纬仪在测量前进行了调平、对大地北等操作，但仍然存在系统误差，包括定向差、照准差和零位差，如表 1 所示，由此带入的测量不确定度为 σA2。