利用综合评估加权法提高160光电经纬仪跟踪性能

　　0　引言

　　光电经纬仪系统作为一种高精确度的外测定位设备,在卫星发射的初始段外弹道测量中起着重要的作用[1].160光电经纬仪是采用照相的方法来进行测角定位的,跟踪的好坏是保证测量的关键.为了保证良好的跟踪,对160光电经纬仪的跟踪系统进行了两次大的改造,第一次将双人操作改为单杆,第二次增加了电视自跟踪系统.由于存在目标特性变化大,电视跟踪抖动等问题,160的跟踪方式仍沿用单杆半自动跟踪,常出现跟踪脱靶的问题,而且随机误差超差.

　　为了进一步提高设备的自动化、程控化的水平,提出了综合评估加权法优化引导数据实现对160全程数字引导,提高了设备的程控化水平,提高了跟踪稳定性和准确性.

　　1　160光电经纬仪的跟踪方式和存在问题

　　光电经纬仪的跟踪目前一般具有四种跟踪方式[2],分别是程序引导,数据引导,电视跟踪,其主要手段是利用电视测量的脱靶量进行反馈式跟踪;半自动跟踪.这四种跟踪方式在实时测量中大多以半自动跟踪为主,其它方式为辅,这是因为其它几种方式都有不完善的地方,具体的问题简述如下.

　　程序引导是由理论弹道数据利用插值方法计算出的弹道对经纬仪实施开环引导.其特点是:当目标飞行正常时,在25 s内误差不大,基本上能满足引导要求.不过,当火箭出现偏航时会出现较大的引导误差、起飞零点接收不准确也会导致较大的引导误差.随着飞行时间的延长,目标偏离理论弹道的可能性越大,脱离视场的机会越多.同时,当目标出现偏航时不能自动修正.

　　中心机数据引导较理论弹道可信,是实时引导源.它可以纠正理论弹道的偏差和剔除电视跟踪测量数据的野值,同程序引导相同,它有其命令性和自动纠偏性,使跟踪稳定.不过,在光学测量主要任务段,由于外测系统有效测量数据源少,且准确度差,初始段的引导数据可靠性差.对提供引导数据的其他外测设备依赖性太强,当提供引导数据的外测设备出现偶然误差时,容易造成脱靶.

　　电视跟踪能实时输出跟踪测量值和脱靶量,当跟踪正常时,能精确测量目标飞行轨迹,实时地监测脱靶量,防止目标丢失.不过,由于电视跟踪应用的是定焦镜头[3],目标成像的大小在视场中变化较大,使波门不能稳定,脱靶量的突变将造成伺服系统超调,严重时会造成伺服系统抖动.所以说,电视跟踪受外界的影响较大,稳定性差.

　　半自动跟踪是靠熟练的操作手利用瞄准镜和单杆跟踪,其优点是直接、灵活,当火箭出现异常情况时可增大捕获概率.但单杆跟踪受人为的因素影响较大,操作手的操作熟练程度、心理素质等,都会给跟踪测量结果造成不同程度的影响.操作的微小失误会造成脱靶和跟踪不够稳定的问题.而且,人在设备上活动又会影响设备稳定,造成测量误差.这种误差又是非线性系统误差,无法利用数理统计和实验的方法消除,直接影响测量的结果.