基于多台北斗接收机的测姿精度对目标定位精度影响分析

飞机姿态测量是无人机系统目标定位的重要环节。该文拟采用多台北斗天线测姿,分析了北斗接收天线测姿精度对机载光电平台目标定位精度的影响。为此,本文建立机载光电平台目标定位系统模型,用蒙特卡洛法分析目标定位误差,并对飞机姿态测量误差在0.05°~1°范围内以及飞行高度在1 000~8 000 m时的垂直下视和斜视目标定位误差进行比较。实验结果表明,在姿态测量误差及飞行高度范围内,垂直下视目标定位高程误差在20 m左右,平面定位误差为23~65 m;斜视定位（-60°斜视,俯仰轴以水平向前为0°）大地高误差为20~30 m,平面定位误差为24~71 m。同时分析了天线摆放及基线长度对测姿精度的影响。目标定位误差主要与飞机姿态角测量误差、北斗系统误差、光电平台方位角和高低角测量误差有关,还与目标与飞机之间的斜距有关。飞行高度越大,光电平台高低角越小,斜距越大,则目标定位误差越大。基线越长,测姿精度越高,当基线垂直时,横滚角误差最小。     

基于GPS基准点的航空吊舱垂直下视目标定位方法研究

传统的无人机目标定位技术要求在外场对惯导基准,减振器基座和光电平台坐标系之间进行复杂的标校,利用空间坐标系转换理论对地面目标进行定位。但由于各坐标系之间标校的偏差和飞机经纬度的误差,使得定位结果精度较低。航空吊舱采用惯导系统和光电转台固联的安装方式,可以彻底消除减振器带来的误差。光电转台在垂直下视状态下,利用飞机海拔高度和激光测距值就可以算出目标点海拔高度。同时利用目标点和GPS基准点之间的像素关系并结合基准点地理经纬度可以准确计算出目标点的GPS坐标。通过仿真实验可以看出航空吊舱在垂直下视模式下,基于GPS基准点进行地面目标定位的方法可以得到较高的精度。相比空间坐标变换的定位方法节省了复杂的系统标校过程,简化了算法公式,不仅提高了定位精度,还增加了解算的实时性。     

基于图像灰度的光电吊舱视轴稳定精度检测方法

图像法是光电吊舱视轴稳定精度检测的常用方法之一,具有原理简单、成本低、通用性强等优点.通过载体模拟设备对光电吊舱施加外界扰动,检测载荷相机所捕获固定目标的图像偏移量,从而得到光电吊舱的稳定精度,其中目标图像偏移量检测是整个流程的关键.提出一种基于图像灰度的目标图像偏移量检测方法,可有效提升光电吊舱视轴稳定性的检测精度,通过理论推导和实验证明,目标图像偏移量检测精度可达到1/100像素以上,具有重要的工程应用价值.     

光电经纬仪视轴晃动的标定补偿

为了修正视轴晃动对经纬仪测角精度的影响,补偿系统误差产生的测角误差,实现高精度测量,分析了星体标校方法补偿系统误差的基本原理,设计了一套利用平行光管对经纬仪视轴晃动进行室内标定和补偿的方法。通过对视轴误差标定,测试出系统误差的逼近函数,从而可根据逼近函数对任一目标进行补偿修正。该方法操作便利、测试试验条件简单,通过试验验证测角精度可达到10″内。为实现视轴误差修正和高精度光电测量提供了一种有效的途径。     

光电经纬仪动态误差修正方法

针对光电经纬仪红外相机测量系统动态测量精度低的问题,提出了一种通过修正各分系统之间延时时间从而提高动态测量精度的方法。首先介绍了光电经纬仪红外相机测量系统的组成和测量原理,分析了大地坐标系下物像空间的对应关系,指出了影响光电经纬仪红外相机测量系统的原因是相机内方位元素的准确性和光学畸变校正效果。分析了影响光电经纬仪红外相机测量系统动态测量精度的原因,提出了采用各分系统根据工作参数采用不同延时时间的误差修正方法。实验结果验证了该方法的正确性和准确性,标定结果与精度比对实验结果表明,经过动态测角修正的方位角与高低角测角误差均方根值分别由27.89与17.67提高到10.07与8.56,该方法有效地提高了动态测量精度,并且对其他光电测量设备具有参考价值。     

经纬仪静态测角精度分析

现代光电经纬仪具有实时测量、高精度、自动跟踪监控和易于图像再现等优点,广泛应用于航空、航天、武器试验等科研和军事领域。它的测量精度直接关系到测量结果和试飞结论的准确性,而测角精度又是光电经纬仪中一项最重要的指标。根据光电经纬仪的工作状态,其测量误差又可以分为静态误差和动态误差。通常在设备的总误差中,静态误差占据主要部分,因而是目前研究的重点。本文针对经纬仪室内测角精度检测进行分析,对影响测角精度的各种因素分别进行探讨,并给出基于EXCEL的经纬仪静态测角误差修正表。     

机载火控雷达角跟踪精度估算

测角精度是机载火控雷达的重要指标。分析了在单目标跟踪（STT）状态下雷达的测角误差的产生，给出了理论推算方法和工程计算结果，通过分析验证提出了提高测角精度的途径。     

不同量测误差情况下1D和2D被动传感器 交叉定位系统最优交会角研究

 研究了不同量测维数(1D和2D)被动传感器测向交叉定位系统的最优交会角问题,在假定两个传感器的角度量测精度不一致的情况下计算出了目标位置均方根误差达到最小值的交会角,讨论了仰角和角度量测精度对最优交会角的影响,得出的相关结论对实现无源传感器的最优化配置,提高定位精度有一定的实际意义.     

车载光电经纬仪的测量误差修正

为了降低载车平台变形对经纬仪测角精度的影响,补偿较大变形产生的测角误差,实现活动站测量,分析了平台变形对光电经纬仪测角误差影响的基本原理,利用一套激光自准直式的非接触测量装置测量出因平台变形而导致的经纬仪方位旋转轴线的倾斜角及倾斜方向,通过时统终端与经纬仪望远系统同时记录测角数据及倾斜数据,从而对测角误差进行修正。该方法精度高、实时性强,能够补偿±0.7°范围内平台变形而带来的测角误差,测量装置误差在20″内。为实现高精度车载光电测量提供了一种有效的途径。     

机载光电吊舱线性位移补偿方法

为提高机载光电吊舱对地面目标的成像侦察、目标跟踪效果,提出一种适用于机载光电吊舱的线性位移补偿方法。通过对飞机速度、飞机姿态、坐标矩阵转换,得到目标相对于光电吊舱的角速度,反向补偿给光电吊舱伺服运动系统,使得光电系统的光学瞄准线实时指向目标,提高对目标区域的侦察效果和使用友好性。该方法的有效性已在实践中得到验证。     

转轴转角定位误差测量方法与误差分析

提出了一种基于光纤激光自准直转轴转角定位误差测量的方法,建立了包含转轴运动误差以及安装误差的误差模型,仿真分析了23项误差对转角定位误差测量的影响,结果表明仅有参考转轴与待测转轴之间的4项安装误差的影响量与转轴旋转角度相关,且只需精细调整其中两项角度安装误差即可保证影响量小于0.2。利用所搭建的测量装置对某分度盘的转角定位误差进行了测量,三次测量重复性偏差约为0.9,与光电自准直仪对比的最大偏差约为0.6。结果表明:利用该测量方法和测量装置可以实现转轴转角定位误差的全周范围高精度测量,验证了所提出模型的有效性。     

Research on error compensation of robot based on multi-hole measurement technology and particle swarm optimization

Robot error compensation is a technique for enhancing the positioning accuracy of the system. This paper presented an error measuring technique for serial robots based on the multi-hole measuring method, combined with the intelligent particle swarm optimisation (PSO) to obtain the optimal solution of the robot's error compensation values, thereby improving the positioning accuracy of the robot. In the experiment, the robot error was measured using self-made multi-hole measuring plates and probes, and the experimental data were combined with PSO for the error comprehensive analysis. The results showed that on this type of serial robot, the multi-hole measuring method and PSO algorithm had obvious error compensation effects, which effectively improved the positioning accuracy of the robot, with the error reduced by 35% after compensation.     

一种机载红外光谱相机的角位置误差补偿技术

机载红外多光谱扫描仪采用摆扫扫描成像机制,解决了红外光谱相机的光谱分辨率、高空间分辨率和大成像幅宽之间的矛盾,可实现下视和远距离侧视成像。为了实现采集图像无缝拼接的像元级对准,需保证红外光谱仪的角位置信息准确。本文针对机载扫描成像光谱仪的几何定位问题进行分析,指出角位置误差是影响相机几何定位的主要因素,进而采用一种角位置误差的长短周期双重补偿方法,对角位置误差进行补偿。地面测试结果表明,补偿后相机角位置精度提高10倍,且经环境试验验证,角位置误差仍保持稳定。由机载挂飞试验结果表明,后图像相对几何精度优于一个像元（10）,满足图像拼接的几何定位需求。     

基于遗传算法的柱面光栅测角技术研究

高精度角度测量装置是保证旋转设备精度和性能的关键, 广泛应用于测量跟踪仪器中, 特别是对于大尺寸坐标测量仪器, 测角相比于测距是制约坐标测量精度的瓶颈。在精密一维轴系平台上, 采用高精度柱面光栅及四个读数头构建测角装置, 对传感器本身、安装及轴系跳动等误差因素对测角精度的影响进行了详细分析。基于角度测量标准器具校准角度测量误差, 对误差数据进行谐波分析。基于遗传算法提出了一种参数优化方法, 建立误差补偿模型, 对测角误差进行了补偿。实验结果显示, 补偿后柱面光栅测角误差减少为0.7, 证明了误差补偿算法的有效性, 显著地提高了角度测量精度。     

无人机激光充电跟踪瞄准精度分析

无人机激光充电相比于太阳光充电,能够提高充电能量功率及改善持续充电性能。自动跟踪瞄准精度是无人机激光充电的关键指标。结合激光充电系统的工作原理及组成部件,分析了无人机激光充电跟踪瞄准精度。通过建立无人机激光充电跟踪瞄准模型,分析了对跟踪瞄准精度产生影响的各项误差因素,以及各单项误差变化分别对方位角和天顶角瞄准综合误差的影响。在此基础上进行合理的误差分配,通过误差综合计算得出激光充电跟踪瞄准的方位角和天顶角综合误差。通过对系统瞄准精度的分析,为后续标定提供了理论参考依据。     

Improving the Positioning Accuracy of a Neurosurgical Robot System

This paper discusses the overall positioning accuracy of a neurosurgical robot system. First, the overall positioning accuracy of the robot system is analyzed and formulated. Then, the efforts are focused on improving the positioning accuracy of the robot arm. A revised Denavit--Hartenberg (D-K) kinematic model is addressed to describe two nearly parallel joint axes for the calibration of the robot. The joint transmitting error of the robot is compensated by using a backpropagation (BP) neural network. Finally, the absolute positioning accuracy of the robot arm is measured. A phantom is designed to simulate the clinical workflow of the robot-assisted neurosurgery for measuring the overall positioning accuracy of the robot system. The results show that the positioning error of the robot arm is less than 1 mm, which is comparable to that of stereotactic frames; and that the overall positioning error of the robot system is caused mainly by target registration error, which proves the effectiveness of our efforts.     

混合星座卫星导航系统定位精度分析方法

随着卫星导航技术的发展,无人机等运动载体上的卫星导航设备一般可以接收多个星座的卫星导航信号。在进行多星座卫星导航混合定位处理时,需要评估混合星座卫星导航系统的定位精度指标。卫星导航的定位精度与等效测距误差、空间几何分布等因素有关,不同星座的接收机使用的时钟不同,也会引入相应的误差影响。本文根据卫星导航定位原理,分析了混合星座卫星导航系统的定位误差方差,推导了混合星座定位的精度评估方法。最后,本文还分析了在混合星座定位时,引入测距精度较差的星座系统后,对整个导航系统性能的影响。实验结果表明, 本文分析的混合星座定位精度评估方法与实验结果相符合,为评估多星座导航系统信息融合后的定位性能提供了指导参考。     

CCD倾斜角度对激光衍射对刀精度的影响

激光衍射对刀是通过检测两个一级衍射条纹峰值点的间距来进行对刀间隙测量的一种方法。测量过程中众多工艺参数的调整会对测量结果的精度产生重要影响。由于CCD装夹误差的存在,CCD像面实际安装位置相对于系统理想光轴法平面不可避免地会发生倾斜,倾斜量的存在会导致检测结果不准确。为了研究CCD倾斜角度对衍射对刀精度的影响,建立了含有CCD倾斜角度的激光衍射光强模型和一级次极大峰值点间距误差计算模型,并提出了基于一级次极大峰值点间距的角度校正方法。通过实验确定了CCD像面最佳倾斜角度的工艺调整范围,为有效提高激光衍射对刀的精度提供了依据。     

经纬仪定向误差变化的原因及解决方法

方位轴系编码器的定向误差作为光电经纬仪的系统误差,是可以在测量前就测试出来并加以修正。但是属于系统误差的定向误差在工作过程中经常发生随机变化,必然会对测量精度造成很大的影响。文中分析认为调平机构与基座连接时的连接杆与连接孔之间的间隙,是该误差发生变化的原因;在分析了早期的解决方案的基础上,提出了调平机构与抗扭薄膜组合的机械结构模式,并计算了在调平机构7'的角度范围内,抗扭薄膜的弯曲应力、剪切应力均能够满足许用应力,抗扭薄膜内外圆之间的转角小于编码器1的精度,这样既解决了方位轴线角度调整的问题,也保证了在4 000 Nm 的力矩作用下,定向误差没有发生变化。实践证明,该方法对解决定向误差的变化是行之有效的。