由于作用距离和布站等因素的限制,经纬仪不能对弹道导弹进行全程的跟踪测量。本文采用解微分方程的方法对弹道落点进行预测。由于经纬仪测量的是目标的角度信息,本文采用两台经纬仪交汇测量的方法得到目标的位置和速度。

为了精确消除机械谐振频率对经纬仪系统性能的影响，应用了复杂型的数字陷波器，利用其幅频特性与实际系统幅频特性相对比的方法，精确消除了机械谐振。实验表明：该方法可以做到在对经纬仪低频段特性影响较小的情况下，精确消除机械谐振，提高经纬仪的闭环带宽及其稳定性。

针对光电经纬仪在目标分离段容易跟踪假目标的问题,提出应用多传感器数据融合方法实现目标分离段的假目标识别。在目标分离前,根据实测的目标轨迹数据通过理论弹道修正算法计算出理论弹道的误差修正量;在目标分离时,利用得出的误差修正量修正目标的理论弹道,并采用模糊聚类关联算法判断各传感器目标测量数据与修正后的目标理论弹道的相关性,从而识别出测量数据是否来自假目标。实验结果表明该方法能够有效地区分出真假目标,判别结果作为跟踪系统及目标识别系统决策依据,有效提高了目标分离段跟踪成功概率。

为满足含有多个成像系统的光电经纬仪跟踪实时性的要求，保证其跟踪的精度与可靠性，设计并研制了符合MIMD架构的计算系统。对经纬仪预测滤波、数据融合问题进行了理论推导，证明该算法需要大量的数值计算。为满足上述计算要求，开发出一套具有双DSP，单FPGA的3个运算单元的专用并行计算系统，分析了每个运算单元实时运算的时间开销。仿真实验表明，在具有3个成像系统的光电经纬仪中，当CCD采样频率为50Hz时，光电编码器采样频率为800Hz，该系统可以满足1．25ms的实时性要求。

使用MSP430系列单片机作为经纬仪自动调焦的控制核心,采用直线电位器作为位置测量器件。测试结果表明：该系统实现了光电经纬仪的自动调焦控制,提高了调焦精度,且在实际应用中取得了良好效果,具有较强的实用价值。

通过分析机械谐振频率对经纬仪系统性能的影响,在传统的控制算法基础上,提出了一种改进的控制算法。该控制算法可以抑制低机械谐振频率对经纬仪系统性能的影响,提高经纬仪的闭环带宽及其稳定性和跟踪精度。实验表明,本文提出的改进的控制算法效果好于传统的控制算法。

针对TMs320F2812DSP在控制方面的优越性和光电经纬仪对控制系统的高度集成化需求,本文开发了一套DSP＋FPGA结构的高性能的PWM全数字化控制系统。在此硬件平台基础上,设计了一种基于卡尔曼滤波的复合控制系统,此系统克服了经纬仪对无引导数据的随机目标无法实现复合控制跟踪的缺点,提高了经纬仪控制系统的自动跟踪精度。

针对TMs320F2812DSP在控制方面的优越性和光电经纬仪对控制系统的高度集成化需求,本文开发了一套DSP＋FPGA结构的高性能的PWM全数字化控制系统。在此硬件平台基础上,设计了一种基于自适应控制理论的零相差自适应控制系统,这种自适应控制系统对改善具有未知恒定或缓慢时变参数系统的动态性能有很明显的作用。

近年来,随着靶场测试目标速度的提高和设备自动化程度的提高,对光电经纬仪电视跟踪伺服系统的跟踪和捕获快速运动目标的能力提出了越来越高的要求。本文分析了通过增加系统带宽方法提高快速捕获跟踪能力的局限性,提出了采用多模控制和速度引导的方法来提高捕获能力和保证稳定精度的方法。通过仿真分析和实验验证,验证了该方法的可行性。