光电经纬仪室内检测系统的研究与应用

　　0　引　　言

　　新武器装备的试验与鉴定,对靶场测量装备的跟踪与测量提出了更高的要求。光电经纬仪作为靶场高精度外弹道测量装备,是靶场测控系统的基础,其测量数据的完整性、正确性直接关系到对被试武器装备的科学分析和结论[1]。因此,对光测装备本身测量精度及性能指标的检测至关重要。但是由于外场环境很难达到检测要求,所以在室内完成光电经纬仪的性能检测、指标验证是十分必要的。

　　目前在靶场中使用的光电经纬仪种类型号多,普遍采用电视、红外测量手段。而在靶场,红外电视成像测量系统一直缺乏有效的检测装备和方法,为此研制开发了室内检测系统。该系统能够模拟空间目标,对装备能否满足战术技术指标给出定量和准确的判断,使装备的测量数据正确、可信。同时,为解决检测过程中数据处理比较复杂的问题,进行了数据处理方法和数据库管理系统的研究。

　　1　光电经纬仪室内检测系统

　　根据靶场使用需求,合理拟定了总体战术技术指标,从技术可行性、研制周期、经费投入和检测条件等诸多方面进行了综合论证。根据靶场现有光测装备的技术状况和实际应用情况,确定了光电经纬仪室内检测系统的总体方案。同时考虑装备的先进性、实用性和可靠性,优化人机环境,以保证装备的实用性。

　　光电经纬仪室内检测系统主要包括硬件部分和软件部分。硬件部分主要是以动态精度靶标为主体的检测装备;软件部分包括检测数据处理、装备信息管理以及检测方法的研究。

　　1.1　动态精度靶标

　　1.1.1　组成结构

　　动态精度靶标用于检测光电经纬仪红外电视测量系统的动态测角精度和跟踪精度,其结构由机械部分、光学部分和电气控制部分组成。

　　1.1.2　工作原理

　　用时统终端提供的时间基准信号与被检测装备建立同步关系,并把该信号作为控制计算机的中断请求信号和采样信号,使控制计算机产生中断;计算机通过并行接口读取靶标编码器输出的角度数据,与通过键盘输入的事先规定的编程运动规律数据进行位置计算,输出位置偏差;同时通过编码器数据解算出靶标运动的速度,与位置偏差一起构成速度回路的输入,计算和校正该回路的输出;输出信号经离散化处理,由控制计算机产生调宽信号,送入功率模块,推动电机转动,实现对动态精度靶标运动的精密控制;同时,电控系统也接收被检测装备的实际测量信息,通过计算机处理并显示跟踪误差和测角精度。

　　作为高精度测量靶标,其运动规律有匀速方式和变速方式。因此,动态精度靶标的控制系统应满足定点时静态误差小,匀速工作时速度稳定性好,变速工作时跟踪精度高的要求。由此可见,该系统既有随动系统的特点,又有恒值系统的特点。考虑到系统稳定性和控制精度的要求,将动态精度靶标的控制系统设计成Ⅰ 型系统,由于动态精度靶标输入信号的运动规律已知,输入信号的各阶导数可以实时计算出来;又由于动态精度靶标系统的稳态精度和响应速度要求很高,因此,选用了复合控制(速度和位置双闭环控制+速度前馈控制)以提高系统的精度[2]。