光电经纬仪调焦行差对测角总误差影响的分析

　　1 引 言

　　光电经纬仪是靶场用于导弹、 运载火箭的动力段和弹头的再入段精密测量的光学仪器， 是校准无线电测控设备的基本测量设备。 与无线电测量设备相比， 它具有测量精度、 直观性强等优点。 光电经纬仪一般主要由光学系统 (望远镜)、 角度传感器系统(方位、 高低编码器)、 图像记录系统 (摄影机、 测量电视等)、 伺服跟踪系统等组成。

　　2 光电经纬仪测量的基本原理

　　光电经纬仪测量是通过光学系统(望远镜)将目标成像到图像记录系统， 同时记录下目标偏离视场中心的偏差量及脱靶量; 伺服系统捕获锁定并跟踪目标;角度传感器测量出光学系统视场中心相对于目标的极坐标的二维角度位置信息与脱靶量合成目标的实际角度位置。

　　由光电经纬仪的测量原理过程可以看出， 光学系统 (望远镜) 在测量中占有极其重要的地位。 在靶场的数据处理中要对光电经纬仪的系统误差进行修正(主要包括光学系统视轴误差、 水平轴误差、 零位误差等)， 水平轴倾斜误差是在室内检测中标定出来的， 而光学系统视轴误差和编码器零位误差是通过战前和战后测量方位标得到的。

　　方位标一般距光电经纬仪的测站距离为3～7 km左右， 光电经纬仪的光学系统需要进行调焦到有限距离，对方位标进行正镜和倒镜测量，计算出视轴误差和编码器零位误差， 跟踪测量目标与测站的距离一般为20～45 km 左右 (相当于无穷目标)。 光学系统的调焦机构的精度———调焦行差的大小也决定了光电经纬仪的测角总误差。

　　3 调焦行差对测角总误差的影响和分析

　　对于光电经纬仪的测角总误差来说， 其系统误差主要由以下各项组成：

　　(1)定向误差△Aφ

         (2)视轴误差c

         (3)零位误差h

         (4)水平轴误差b

　　(5)垂直轴误差I上述误差对光电经纬仪测角的影响如下[1-2]：

　　在 (1) 式中， 垂直轴误差可通过调整观察电子水平仪估算出来， 水平轴误差在室内检测标定出来， 而定向差、 视轴差、 零位差通过对方位标正、倒镜拍照计算出来。室内检测用的检测架目标和方位标使用平行光管和动态靶标提供的目标， 相当于无穷远目标。 在室内检测中， 光电经纬仪计算系统误差都是在一个调焦状态的条件下得到的， 光学系统的调焦行差不参与测角总误差数据处理。 而在靶场校飞试验检测实际应用中，跟踪测量目标基本上是在无穷远的条件下进行的， 事后处理数据需要修正的视轴差、 零位差是根据战前、 战后拍摄有限距离方位标计算出来的，这样， 调焦行差就参与事后的数据处理， 由于调焦行差造成有限距离的单向误差与无穷远的单向误差相差较大， 从而造成光电经纬仪测量数据超差。 因此， 需要对光电经纬仪的调焦行差标定出来，在靶场校飞处理数据时对调焦行差进行修正， 从而保证靶场校飞的数据准确性。