一种光电经纬仪单项差检测新方案

　　引 言

　　机载光电测量系统以视野限制小、可以对目标全程跟踪等优点正日益受到重视。但是，作为靶场观测设备家族的后起之秀，仍有许多棘手问题制约着机载光电系统的研制、生产。比如，一般机载光电测量设备的水平轴运动范围受到结构限制，导致视轴在俯仰方向上不能像陆基光电经纬仪从 0o(水平面)运动到180o(水平面)，无法按传统正倒镜测量方位角方法来求解光电系统的照准差和不垂直度误差。而准确地把单项差的大小、方向检测出来，并在系统装调中把它控制在允许范围内或者在事后数据处理中消除光电系统单项差对于测角精度的影响，对于机载光电测量系统获得一定的指向精度具有重要意义，研究适用于机载光电测量系统特点的单项差检测方法势在必行。传统的经纬仪单项差包括照准差、不垂直度误差和竖轴调平误差等，竖轴调平误差可以在机载光电测量系统安装时调试、修正，故不包括在本文涉及的范围内。

　　1 传统光电经纬仪单项差检测方法

　　照准差是经纬仪视轴与水平轴之间不垂直误差。传统照准差检测方法如图1 所示，首先调平光电经纬仪竖轴，使其视轴对准大致水平的平行光管发出的星点像中心，记录光电经纬仪正镜方位角度A正，分别沿方位、俯仰转动经纬仪180o，再次使视轴对准同一平行光管发出的星点像中心，并记录光电经纬仪倒镜方位角度 A倒，则照准差

　　不垂直度误差是经纬仪水平轴与竖轴之间不垂直度。传统不垂直度误差检测方法如图2 所示，首先调平经纬仪竖轴，使其视轴对准俯仰角度为 E 的平行光管发出的星点像中心，记录经纬仪正镜方位角度 A′正，分别沿方位、俯仰转动经纬仪 180o，再次使视轴对准同一平行光管发出的星点像中心，并记录经纬仪倒镜方位角度 A′倒，则不垂直度误差

　　2 机载光电测量系统单项差检测原理

　　在精密光电经纬仪方位测角总精度检测中需要把残余照准差和不垂直度误差带来的影响从方位测角误差中剔除掉，用到如下修正公式

　　式中A 为照准差、不垂直度误差已修正的方位角，A0为方位角测量值，E 为平行光管高低角度，C 为待检光电经纬仪的照准差，i 为待检光电经纬仪的不垂直度误差。公式(3)中表示实测光电经纬仪的方位角误差减去由照准差和不垂直度误差残差引起的偏差才能得到真实的方位角误差。如果已知平行光管间方位角真值 A，机载光电测量系统由于照准差和不垂直度误差引起的实测方位角偏差 A0也可以通过测量得到，在光电经纬仪只用正镜瞄准不同高角平行光管时，照准差和不垂直度误差仅仅是的方位角变化和俯仰角的函数。那么通过两组不同高角 E 的公式(3)就可以反算出机载光电测量系统照准差和不垂直度误差。为防止光电经纬仪其它偏差(如轴系误差)影响单项差检测精度，实际测量过程中把三个平行光管布置在一个铅垂面内。