动态靶标实时引导数据的产生与传输

　　0 引言

　　光电经纬仪因视场角较小，在不能直视或有遮挡而失去目标的情况下需要采用引导方式进行随动跟踪。常用的引导方式是利用引导雷达或其他测量设备实测数据，经计算机处理后来引导光电经纬仪[l1。光电经纬仪室内检测过程中，可由动态靶标产生实时引导数据，对光电经纬仪的外引导功能和引导方式下的随动跟踪性能进行检测[z]，同时也为光电经纬仪伺服性能、捕获能力等指标室内检测提供新的方法。本文对光电经纬仪外引导原理进行分析，利用有限记忆最小平方预测法对通过目标信号坐标转换得到的方位、俯仰角位置和角速度进行预测，以消除数据计算和传输带来的滞后。采用串行通讯方式进行了实验，引导数据以RS一422异步通讯方式发送给光电经纬仪。

　　1动态靶标实时引导原理

　　1.1动态靶标及与光电经纬仪之间的数学模型

　　图1是动态靶标与光电经纬仪空间运动关系。O点是光电经纬仪水平轴和垂直轴的交点，S点是靶标上模拟目标的光点，直线〔艰是靶标旋转的轴线。检测时，动态靶标在垂直于　〔艰轴线的平面内作圆周运动。假定目标在最高位置点S。开始运动到S点，光电经纬仪的视轴也由05.运动到05，a为目标S点出射光与动态靶标旋转轴线RS的夹角，也是跟踪时经纬仪视轴与靶标旋转轴线的夹角，b为旋转轴线OR与水平面的倾角，文中设a~21.40，b~43.80。A为光电经纬仪方位角，E为光电经纬仪俯仰角。

　　通过改变动态靶标角速度。来改变目标在方位和俯仰方向上的角速度以及角加速度，实现对不同运动目标的模拟，引导光电经纬仪进行电视跟踪并检测伺服系统跟踪精度。

　　1.2引导数据产生

　　在室内通过动态靶标对光电经纬仪引导等性能进行检测时根据复合控制的原理产生模拟信号[3]，引导关系如图2所示

　　动态靶标的目标以角速度w转动，计算机根据目标编码器信息wT得到目标的空间位置，再通过坐标变换成光电经纬仪跟踪目标的方位角A、俯仰角E，以及用于构成前馈引导的方位角速度A、俯仰角速度E。

2引导数据的预测产生

　　引导数据的产生、传输频率应与光电经纬仪的外引导数据频率一致，目前多采用20Hz或50Hz，本文采用50Hz。动态靶标编码器值的采集、传输和数据计算会导致引导信息滞后，实验发现延迟甚至接近一个周期，即0.025。为保证数据的实时性，采用对引导数据外推一帧的滤波预测法来消除滞后。目前常用的滤波预测法有有限记忆最小平方预测、a一b一y预测、Kalman预测[4一5]等。本文采用运算量小，易于计算机实现的有限记忆最小平方预测法。