光电经纬仪随动测量的计算机模拟-光子学报

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光电经纬仪实时可视化仿真系统

光电经纬仪实时可视化仿真系统
n e n fr 1 i ss t f d Re l o o i y t m n t e e n t s i lt n s se t a ec s o a d t e d ma d o a . mewa a s e . a e d l e s se i o e d d i i s h e t ii h t t s n h mu a i y t m tt o t f o h h
求取 、背景云 图模拟和 实时图像效 果添加 等关键技 术。建立 了经纬仪跟踪控制 系统 s l k模型 ,通过 R a.me i i mu n e1i t
Wokh p (T &成 了模型代码 ,并进行相应 改写建立 了跟踪状 态解 算模 块。采用 Vc + ea pn L 和 rso R W) + ,V g ,O eG O eG p n L着 色语言( L L 开发 了仿真 系统 ,实际应用表 明,实时性 良好 ,不需接入 实际经纬仪 系统 ,进一步降低 G s) 了训练 的成本 ,并 能帮助 实际系统进行 测试、分析 与设 计。 关键词 :光电经纬仪 ;可视化仿 真; 实时;V g ;R W;Opn L ea T eG
光 电经纬仪 实时可视化仿真 系统
熊 帅 2 ,一,付承毓 一,唐 涛 2 ,刘兴法 , 2
( .中国科 学院光电技术研究所 ,成都 6 0 0 1 129 2 .中国科学院光束控制重点实验室 ,成都 6 0 0 ; 12 9 ‘
3 .中国科学院研究生院 ,北京 1 04 0 0 9) 摘要 :经纬仪 实时可视化仿真 系统可用 于操作手训 练和 经纬仪 测试,构建 了经纬仪仿真 系统 总体功 能结构 ,主要 完成 经纬仪 场景仿真和跟踪状态解算 。论述 了场景仿真 中 CC 虚 拟相机 成像模 拟、 目标轨迹仿真 、 目标脱靶量 D

光学经纬仪实验报告

光学经纬仪实验报告

光学经纬仪实验报告光学经纬仪实验报告引言:光学经纬仪是一种用来测量天体经纬度的仪器,它利用光学原理和精确的测量技术,可以精确测量天体的位置和运动。

本实验旨在通过使用光学经纬仪,对天体的经纬度进行测量,并探索其原理和应用。

一、实验装置和原理实验装置主要由光学经纬仪、望远镜、测量标尺等组成。

光学经纬仪的原理是利用望远镜观测天体,通过旋转经纬仪的底座,调整望远镜的方向,使其指向待测天体。

然后,通过读取经纬仪上的刻度,可以得到天体的经度和纬度。

二、实验步骤1. 调整仪器:将光学经纬仪放置在水平台上,使用调平螺丝调整仪器的水平度。

同时,通过调整望远镜的焦距和清洗镜片,确保观测的准确性。

2. 观测天体:选择一个明亮的星体作为目标,通过调整经纬仪的底座,使望远镜准确指向目标。

3. 读取刻度:通过目镜上的刻度尺,读取天体的经度和纬度。

注意,读取时要注意光学仪器的误差,并进行修正计算。

4. 多次观测:为了提高测量的准确性,可以进行多次观测,并取平均值。

同时,还可以观测不同天体,以验证仪器的准确性和稳定性。

三、实验结果通过多次观测,我们得到了一系列天体的经纬度数据。

经过统计和分析,我们发现这些数据与已知的天体位置数据基本吻合,证明了光学经纬仪的准确性和可靠性。

同时,我们还发现了一些有趣的现象,比如某些天体的位置会随着时间的变化而发生微小的偏移,这可能与地球自转和天体运动有关。

四、实验误差分析在实验中,我们发现了一些误差来源,这些误差可能会对测量结果产生影响。

首先,仪器本身的精度和稳定性会对测量结果产生一定的影响。

其次,观测环境的光照条件、气候等因素也会对测量结果产生一定的误差。

此外,观测者的技术水平和经验也会对测量结果产生影响。

五、实验应用光学经纬仪广泛应用于天文学、地理学等领域。

在天文学中,它被用来测量天体的位置和运动,研究宇宙的结构和演化。

在地理学中,它被用来测量地球上不同地点的经纬度,制作地图和导航系统。

此外,光学经纬仪还可以用于导弹制导、航海和测量工程等领域。

光电经纬仪的粒子_卡尔曼联合目标跟踪算法及仿真

光电经纬仪的粒子_卡尔曼联合目标跟踪算法及仿真

l k
+
j min=
i + i min ( 4)
j + j min
由式( 4) 可以看出, 计算出来的矩心由 2 部分组成, 一部分是以像元尺寸为单位的, 而另一部分则是像
元尺寸的细分量. 细分量在式中以 i 和 j 表示.
1. 2 脱靶量计算
目标在摄像机靶面上成像时会偏离视场中心,
由此造成的目标位置的偏差构成了目标的脱靶量, 脱靶量提取是完成 CCD 电视系统对空间动目标跟 踪测量的重要一环[ 6] .
1 目标跟踪算法
1. 1 目标提取 在电视显示屏上进行目标提取时, 需计算每个
超过阈值的目标的特征: 矩心、目标大小, 目标的平 均灰度, 目标的灰度方差等. 其目的是一方面要给出 目标的空间精确位置; 另一方面也为提出假目标提
收稿日期: 2007- 02- 26 作者简介: 贾庆莲( 1976- ) , 女, 山东人, 博士, 助理研究员, 主要研究方向为光电测控技术.
每一列的灰度和为
j max
S
j
l k
=
M( i, j , k)
( 3)
j = j min
利用灰度计算的结果, 可以计算出目标 l 的矩
心坐标 X 、 Y 为:
i
Xl=
max
( i-
i= i
i
min)
S
l ik
min
S
l k
+
i min=
j
Yl=
max j= j
(j -
j m in)
S
l jk
min
S
= 0+
( 6)
其中, 0 为目标对光电经纬仪编码器的方位角.

基于VEGA的光电经纬仪仿真的研究与实现

基于VEGA的光电经纬仪仿真的研究与实现
ABS TRACT: o i l me tt e s lt n o h t ee t c t e d l e b o u e ,t e p p ri t d c sa me h o T mp e n h i ai fp oo lcr h o o i y c mp t r h a e nr u e t o t mu o i t o d
摘要 : 为了实现计算机对光电经纬仪的仿 真, 采用了一种基于 M lG nV g 环境开发虚拟现实仿真 系统 的方法 。以光电经 u ie ea t 纬仪和 目 的数学模型为理论基础 , 过 C E T R 标 通 R A O 建模 工具建立相对应的仿真模型对象 , 利用 V G E A驱 动仿 真模型 , 并在
V 6 0的编程环境下实现仿真程序的开发 。仿真系统全面仿真了经纬仪对空 中 目标 跟踪定位 的工作 情况 , C. 仿真结 果表明 , 和实际数据基本一致 , 对实际系统的研究具有重要的指导意义。 关键词 : 经纬仪; 跟踪 ; 仿真 ; 虚拟现实
中图 分 类 号 :P 9 . T 3 19 文献 标 识 码 : B
MA a g—s e g . UN e Ch n hn S W n—to a
( .C agh nIstt o pis Fn cais n h s s hns cdm f c n e, 1 hn cu ntue f t , ieMehnc adP yi ,C ieeA ae yo i cs i O c c Se
mo ei g t lc l d CR T o e tb i h i lt n mo es o e te d l e a d t e tr e ,w ih a e d v n d l o al EA OR t sa l h te s n e s mua i d l f h h o o i n h a g t h c r e o t t r i b GA.T e e d t u l h t d l ft e tr e n h h tee t c t e d l e a c d mi a e . y VE h n we n e o b i t e ma h mo es o h a g ta d t e p oo lc r h o oi s a a e c b s s d i t F n l ,w mp e n h i u l r ai i lt n s se i 6 0 T i s se ttl i lts t e w r i g ia l y e i lme t t e vr a e t s t l y mu ai y t m n VC . . hs y tm oal smu ae h o k n o y p o e so e t c i g a d p st n o h a g td n y t e p o o l cr h o oi . T e s se a s n ls s t e r c s ft r k n n o i o ft e t e o e b h h t ee t c t e d l e h a i r i t h y tm o a ay e h l smu ain r s t wi h e l aa ti v r mp ra t o e r s ac ft e r a y tm. i lt e u s t t e r a t.I s ey i o n rt e e h o e s s o l h d t f h r h l e KEYW ORDS ̄ h o oi ; t c i g Smua in; r a e i T e d l e T r k n ; i lt t a o Vi u l a t t rl y

光电经纬仪中图像及附加信息同步记录的设计与实现

光电经纬仪中图像及附加信息同步记录的设计与实现
编码 ,之后将同步数据发送 给记 录终端 ,在
f 大类 ,其 中数字视频又包括 c a m e r a l i n k 、
n e l l i n k 、S DI 等多种 图像传输模式。
在 数 字 图像 和 附 加 信 息 同步 记 录 过 程 中 , 是 针 对 哪种 格 式 的视 频 图像 ,都 需 要 将 图

通过 以上 的时序 设计 ,才可 以保证 进入
脉冲 ,同时为信息同步单元提供 时间码 。信息 到信息同步单元的图像数据 、时间码和角度值
同步单元接收图像数据 ,根据同步脉冲关系, 等附加信息数据 流都是 同步的 。
2 . 2 图像 的接 收
将时间码和编码器输出的角度值 等附加信息统
霉 步 兽 记 录 的 据 目 的 。 以 及 附 加 信 息 同 1 I

键词】同步记录 数字相机接 口 异步 串 行通
编解码
的 ,输出图像 的场信号 和外触发信号必须是 同 步的 ,频率也为 1 0 0 Hz ,场信号有效时为高 电 平 ,低电平时表示场信号无效 。角度和时间码 作为 同步信息 ,采样频率也为 l O O H z ,为 了保
ma g e&Mu l t i me d i a T e c h n o l o g y・ 图像与多媒体技术
1 O b i t s C a me r a L i n k
最高帧频 :
l 1 0 Hz
图2 :图像存储 系统工作 时序框 图
1 2 ・电子技 术与 软件 工程
E l e c t r o n i c T e c h n o l o g y &S o f t w a r e E n g i n e e r i n g

基于光电经纬仪的高精度目标跟踪研究

基于光电经纬仪的高精度目标跟踪研究
表 1 影响光电经纬仪跟踪精度的因素
序号
影响因素
1
轴系晃动
水平轴晃动 垂直轴晃动
2
单项差
零位差、调平差、垂直度、照
主机架传动系统误差(RNS)
粗 电 视 测 角 误 差 (RNS>
3
银踪系统
编 码 器 测 角 误 差 (RNS>
高速反射镜测殆误差(RNS)
镜 电 视 测 角 误 差 (RNS>
1.1轴系晃动
目标跟踪精度有效提高。
关 键 词 :光电经纬仪;高精度;目标跟踪
中图分类号:V 556
文献标识码:A
文 章 编 号 :1673-1131(2018)04-0028-02
〇引言
光 电 经 纬 仪 主 要 基 于 光 学 经 纬 仪 的 电 气 化 ,实现了被测 目标的图像、测量时刻的方位角和俯仰角的同步实时记录的 追踪设备[1]。光电经纬仪跟踪系统提出更高的要求,基于光电 经纬仪的高精度目标跟踪进行研究M 。
光 电 经 纬 仪 中 单 项 差 主 要 包 括 零 位 差 、调 平 差 、垂 直 度 、 招 准 差 。单 项 差 作 为 一 种 系 统 误 差 ,只 会 影 响 测 角 误 差 。 1.3跟踪系统
跟踪系统主要分为精跟踪系统与粗跟踪系统两部分,因 此影响跟踪精度的因素分为粗跟踪误差与精跟踪误差。
光电经纬仪高精度目标跟踪系统的稳定性是保证系统正 常 运 行 的 首 要 前 提 。速 度 回 路 函 数 为 :
C ( s ) __________ (TaS + i ) x __________ R ( s ) ~ T J t T,Sz +(.TaTt +T.T,+TQT,) S 2+ ^

光电经纬仪调光方法研究

光电经纬仪调光方法研究

ABSTRACTFor a high precision optical measurement equipment,a good dimming system is of vital importance to the proper work of photoelectric theodolite;however,most of the domestic photoelectric theodolites are still using the photo resistor as the core component,which cannot accurately assess the light condition of the whole image. Therefore,the dimming system unable to work properly without the manual intervention.With the development of the third technological revolution,advances in the automatic exposure of digital camera could provide a reference for the dimming system of photoelectric theodolite.Firstly,the reasons why the dimming system cannot work properly without the manual intervention are analyzed in detail.Besides,based on the extensive research and summary on the existing auto exposure algorithms in digital camera,the drawbacks of these algorithms have been pointed out.Finally,reference to the advantage of these algorithms,a new dimming method is designed combined with the application background of photoelectric theodolite and the characteristic of its imaging system.In the scenario,the exposure body target area is firstly accessed by making full use of the function of the photoelectric theodolite tracking module.The lighting condition is also identified according to the target area lighting condition evaluation module developed in this thesis.Finally,according to different lighting conditions,different exposure evaluation algorithms are designed to assess whether the current exposure is appropriate or not;the distance between the current exposure value and the optimum amount is calculated if inappropriate,and the distance information is used as a guidance for the exposure compensation.Especially in the special lighting situation of high dynamic range,the current auto exposure algorithms of digital camera cannot work well without additional exposure compensation.In this thesis,the contrast information is merged into the‘middle gray’standard of digital camera to calculate optimum exposure value.In the case of back light,this method helps to enhance the brightness of target without suffering the saturate of the highlight background;and on the case of side light, due to the object itself is divided into multiple brightness levels,a contour edges based contrast algorithm which is closely related to the performance of the target detection and tracking module is developed,helps to search for the best exposure brightness for accurate dimming.In the process of rocket tracking and measurement,the brightness of flame in the tail of rocket is dazzling,while the rocket body is very dark.Especially in the low light condition,the whole image dynamic range is so wide that the dimming system unable to completely record the luminance information of the entire scene,which leads to the poor visual quality of acquired image.To solve this problem,an image enhancement scheme is presented.The proposed scheme improve the background brightness by the gamma transform,and remove the influence of ambient light by homomorphic filtering. Finally,combined the two result images,an image of flame suppression and rocket body brightness enhancement result is obtained.Finally,several tests have been carried out to verify the performance of these algorithm,the results show that the proposed exposure algorithms work better than the traditional digital auto exposure algorithms in the special light conditions,and the image visual effects have been improved to some extent by the image enhancement scheme, which facilitates the follow-up observation measurements process.Keywords:Photoelectric Theodolite,dimming systems,automatic exposure,exposure evaluation,fire suppression目录中文摘要 (I)英文摘要 (III)1绪论 (1)1.1课题背景与意义 (1)1.2经纬仪调光系统发展现状 (1)1.3自动曝光技术的研究现状 (2)1.4本课题研究的难点和创新 (4)1.5本文的组织结构 (5)2经纬仪调光系统简介 (7)2.1自动曝光技术概述 (7)2.2调光系统的结构 (9)2.2.1经纬仪调光系统原理 (9)2.2.2数码相机调光系统原理 (10)2.3调光过程简介 (10)2.3.1光强测量 (11)2.3.2场景分析 (12)2.3.3曝光补偿 (12)2.4本经纬仪的调光结构 (13)2.5本章小结 (15)3基于目标区域的调光方法设计 (16)3.1基于目标区域调光方法的总体框架设计 (16)3.2目标区域提取 (16)3.3目标区域的光照状况判断 (17)3.4调光的标准 (22)3.5曝光状况评估 (23)3.5.1均匀光照调光方法 (23)3.5.2背光光照调光方法 (24)3.5.3侧光光照调光方法 (26)3.5.4光照不足调光方法 (32)3.6曝光补偿 (32)3.7本章小结 (33)4火焰高亮区域亮度抑制算法研究 (34)4.1问题的分析 (34)4.2火焰高亮区域抑制和目标区域亮度提升 (34)4.2.1伽马变换 (35)4.2.2火焰区域检测 (36)4.2.3火焰亮度抑制 (39)4.3本章小结 (41)5实验及结果分析 (42)5.1实验环境介绍和实验设计 (42)5.2结果分析 (42)5.2.1背光光照状况下实验 (42)5.2.2侧光光照状况下实验 (45)5.2.3均匀光照和光照较弱状况下实验 (48)5.2.5火焰抑制,箭体亮度提升实验 (51)5.3本章小结 (53)6总结与展望 (54)6.1本文完成的工作总结 (54)6.2未解决的问题 (54)6.3展望 (55)致谢 (56)参考文献 (57)1绪论1.1课题背景与意义光电经纬仪作为一种高精度的光学测量设备,在靶场试验测量中有着非常广泛的应用,可以动态、实时地跟踪目标并记录下跟踪期间目标运动的连续序列图像,测量精度高、所受干扰少,与无线电测量设备相比它具有精度高、直观性强(可记录目标图像),不受地面杂波干扰等优点,因而在航空、航天、靶场测控系统等军事及科研领域中应用广泛[1]。

计算机模拟技术在射电天文学中的应用

计算机模拟技术在射电天文学中的应用

计算机模拟技术在射电天文学中的应用射电天文学是利用电磁波进行研究的天文学领域,射电望远镜作为其主要观测工具,已经成为现代天文学中最具有活力和前景的领域之一。

随着科技的发展和计算机模拟技术的广泛应用,射电天文学领域的研究范围和深度得到了极大的提升。

本文将介绍计算机模拟技术在射电天文学中的应用和进展。

一、计算机模拟在射电望远镜中的应用射电望远镜具有高灵敏度、高动态范围、宽波段连续频谱、高时域分辨率和非常高精度等特点。

然而,射电望远镜天文观测面临一系列的技术难题,其中最重要的问题是数据的处理和分析。

如何处理这些巨大、复杂的数据并从中提取出合理的信息,是射电天文学研究者始终面临的一大技术难题。

计算机模拟技术恰好可以在这个问题上发挥重要的作用。

通过模拟天体物理过程的物理机制和数值计算方法,可以产生有关射电望远镜的理论数据,然后将其与实际观测数据进行比较,从而更好地解释天体现象和寻找新的物理机制。

计算机模拟技术也可以帮助设计新的观测策略和仪器。

二、模拟星系的形成和演化在射电天文学中,主要研究星系的形成和演化过程。

计算机模拟技术已经成为研究星系演化的重要工具。

对星系的模拟主要分为理论模型和数值模拟两种。

理论模型主要是通过解析方法研究星系演化特征,从而推导出其演化规律和演化过程。

数值模拟则是通过计算机模拟,准确模拟出星系的运动和演化。

数值模拟同时需要考虑恒星的形成、星系间相互作用、星系的演化等各种因素。

计算机模拟技术在星系演化研究中的应用,可以很好地增加我们对星系形成和演化的理解。

通过准确模拟星系中黑洞和恒星等天体物理现象,我们可以更加深入地了解宇宙的起源和演化历程。

三、星际介质的模拟星际介质是指在星系或者星际空间中填充的气体和灰尘。

在射电天文学中,研究星际介质的成分和分布情况,有助于我们了解星系的演化过程和恒星的形成过程。

计算机模拟技术在模拟星际介质中也扮演着非常重要的角色。

通过模拟和计算,我们可以模拟人造宇宙,模拟不同的星系星际介质的演化过程,并进一步探索宇宙的起源和演化历程。

光电经纬仪虚拟测试仿真与评估技术研究的开题报告

光电经纬仪虚拟测试仿真与评估技术研究的开题报告

光电经纬仪虚拟测试仿真与评估技术研究的开题报告一、研究背景和意义随着现代航空航天技术和地球观测技术的发展,光电经纬仪作为一种常用的空间定位设备,广泛应用于卫星姿态测量、地球大气层监测等领域。

由于光电经纬仪需要进行高精度的测量和定位,因此其精度和稳定性直接影响着卫星的测量精度和工作效率。

传统的光电经纬仪测试方法主要采用实验室测试和飞行测试相结合的方法,这种方法需要消耗大量的时间和成本,而且测试过程中存在许多难以控制的外界因素,导致测试结果的不确定性较高。

为了提高光电经纬仪测试的效率和准确性,降低测试成本,虚拟测试仿真与评估技术被广泛应用于光电经纬仪的测试中。

本研究旨在开展光电经纬仪虚拟测试仿真与评估技术的研究,通过建立光电经纬仪的数学模型和仿真系统,实现对光电经纬仪的虚拟测试与评估,为光电经纬仪的设计、优化和测试提供有效的支撑。

二、研究内容和方法1. 光电经纬仪数学模型建立通过对光电经纬仪的结构、工作原理和测量原理进行分析,建立光电经纬仪的数学模型,包括姿态测量模型、姿态解算模型、误差模型等。

2. 光电经纬仪仿真系统设计基于上述数学模型,设计光电经纬仪的仿真系统,包括仿真数据生成模块、姿态解算模块、误差评估模块等。

3. 光电经纬仪虚拟测试与评估利用光电经纬仪仿真系统生成测试数据,进行光电经纬仪的虚拟测试与评估,包括姿态误差分析、角速度误差分析、温度误差分析等。

4. 优化光电经纬仪设计基于虚拟测试与评估结果,优化光电经纬仪的设计,改进光电经纬仪的精度和稳定性,提高测试效率和准确性。

本研究采用的研究方法包括理论分析、数学建模、仿真系统设计、虚拟测试仿真、数据统计分析等方法。

三、预期成果和意义本研究预期达到以下成果:1. 光电经纬仪数学模型和仿真系统的建立和验证。

2. 光电经纬仪的虚拟测试与评估方法的研究和实现。

3. 光电经纬仪设计优化的研究和实践。

本研究的成果对于光电经纬仪的设计、优化和测试具有一定的理论和实践意义,有望进一步提高光电经纬仪的精度和稳定性,降低测试成本和时间,为卫星的姿态测量和地球大气层监测等领域提供更加可靠和精准的支撑。

光电经纬仪随动测量的计算机模拟

光电经纬仪随动测量的计算机模拟

光电经纬仪随动测量的计算机模拟
刘缠牢;阮萍;熊仁生;孙益善
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2001(30)2
【摘要】本文介绍了用计算机模拟光电经纬仪随动测量的主要过程 .其中包括 :被击目标的发现原理 ,测量仪视轴追赶过程 ,被测目标发射飞行及击中条件的获得 ,被测目标进入和逃出测量仪视场的数学建模和测量过程的二维显示等。

【总页数】4页(P232-235)
【关键词】光电经纬仪;随动测量;计算机模拟;靶场弹道测量;数学建模;二维显示;跟踪测量
【作者】刘缠牢;阮萍;熊仁生;孙益善
【作者单位】中国科学院西安光学精密机械研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TH761.1;TJ768
【相关文献】
1.光电经纬仪模拟训练器的三维视景仿真研究 [J], 李煜峰
2.光电经纬仪训练模拟器建设问题及对策研究 [J], 刘亮;张彬;娄树理;何友金;任建存
3.光电经纬仪实装模拟训练系统研制 [J], 周学仕
4.光电经纬仪模拟训练仿真系统设计 [J], 李欣阳;吕耀文;徐熙平;胡悦
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基于VEGA的光电经纬仪仿真的研究与实现

基于VEGA的光电经纬仪仿真的研究与实现

基于VEGA的光电经纬仪仿真的研究与实现
马长生;孙文涛
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2010(027)007
【摘要】为了实现计算机对光电经纬仪的仿真,采用了一种基于MultiGen Vega 环境开发虚拟现实仿真系统的方法.以光电经纬仪和目标的数学模型为理论基础,通过CREATOR建模工具建立相对应的仿真模型对象,利用VEGA驱动仿真模型,并在VC6.0的编程环境下实现仿真程序的开发.仿真系统全面仿真了经纬仪对空中目标跟踪定位的工作情况,仿真结果表明,和实际数据基本一致,对实际系统的研究具有重要的指导意义.
【总页数】5页(P230-233,329)
【作者】马长生;孙文涛
【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033;中国科学院研究生院,北京,100039;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于Vega Prime的光电经纬仪CCD图像仿真系统 [J], 杨帅
2.基于Vega的直升机视景仿真技术研究与实现 [J], 易兆平;卢京潮;周志久
3.基于Vega光电对抗视景仿真的研究与实现 [J], 徐理德;孙文涛
4.基于Creator和Vega的视景仿真系统的研究与实现 [J], 耿维忠;谢步瀛;胡笳
5.基于Vega的视景仿真应用系统研究与实现 [J], 张静;杨麦顺;刘萍芬
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电视经纬仪跟踪测量中运动目标快速识别定位算法

电视经纬仪跟踪测量中运动目标快速识别定位算法

电视经纬仪跟踪测量中运动目标快速识别定位算法
马彩文;柴饶军;苏红宇
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2005(34)1
【摘要】为解决电视经纬仪跟踪测量系统中对运动目标快速识别定位的要求 ,在深入分析运动目标特性和电视经纬仪跟踪测量系统特点的基础上 ,利用经纬仪角度变化信息 ,对运动目标图像序列进行帧间差值计算以获得目标残差图 ,并基于残差图提出了一种新型的运动目标快速识别方法 ,大大减少了运算量结合中值滤波和图像二值化 ,实现了运动目标的快速定位通过对目标实测图像序列的实验 ,结果证明 :该算法具有快速、稳定、有效等优点。

【总页数】4页(P134-137)
【关键词】电视经纬仪;跟踪测量;运动目标;残差图
【作者】马彩文;柴饶军;苏红宇
【作者单位】西北工业大学自动控制系;中国科学院西安光学精密机械研究所【正文语种】中文
【中图分类】TP317.4
【相关文献】
1.基于TOA和方位角测量的三维运动目标被动定位跟踪算法研究 [J], 陈永光;孙仲康
2.电视跟踪系统中运动目标的精确提取与快速跟踪 [J], 王婷婷;刘国栋
3.舰载经纬仪连续帧图像目标快速识别算法研究 [J], 王国富;陈良益;马彩文
4.提高光电经纬仪跟踪快速运动目标能力的一种方法 [J], 王建立;陈涛;陈娟;王世杰
5.仅用TOA和方位角测量对三维运动目标的被动定位跟踪算法研究 [J], 陈永光;孙仲康
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光电经纬仪的指向误差

光电经纬仪的指向误差

光电经纬仪的指向误差
田少文;李英才
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】1995(24)4
【摘要】本文提出了光电经纬仪指向误差的最简公式。

这个公式的核心是方位角误差的球面坐标转换和高低角的直接计算,文章以几种表达式的比较,阐明了最简公式的优点。

【总页数】3页(P370-372)
【关键词】光电经纬仪;指向误差;最简公式
【作者】田少文;李英才
【作者单位】中国科学院西安光学精密机械研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TH761.1
【相关文献】
1.基于球谐函数的经纬仪指向误差修正 [J], 赵建川;赵波
2.水平式经纬仪指向误差的统一补偿技术 [J], 薛向尧;高云国;韩光宇;邵帅;乔健
3.车载经纬仪的静态指向误差补偿 [J], 李增;吴志勇;佟刚;陈涛
4.星体弧长法标定光电经纬仪指向精度 [J], 金光;王家骐;倪伟
5.球谐函数法修正水平式经纬仪指向误差 [J], 张文豹
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1m口径光电经纬仪关键部件优化设计与仿真分析研究的开题报告

1m口径光电经纬仪关键部件优化设计与仿真分析研究的开题报告

1m口径光电经纬仪关键部件优化设计与仿真分析研
究的开题报告
一、选题背景和意义
光电经纬仪是一种用于测量地球上任何一点的经度和纬度的仪器。

随着现代科技的发展,光电经纬仪成为测绘、地理、天文和军事等领域
中不可或缺的高精度测绘仪器。

关键部件是光电经纬仪能够高精度测量的保障,其优化设计和仿真
分析可以提高仪器的精度和稳定性,进一步提高测绘的效率和精度。

二、研究目的
本研究旨在通过对光电经纬仪关键部件进行优化设计和仿真分析,
提高仪器的精度和稳定性,并探索新的改进方法和技术,以进一步满足
高精度测绘的需求。

三、研究内容和方法
1. 审阅光电经纬仪原理和设计,分析其关键部件的结构和功能。

2. 对关键部件进行优化设计,使用CAD软件进行3D模型的构建和
设计,包括光学元件、机械结构、感应器等。

3. 使用虚拟仿真软件对关键部件进行分析和仿真,通过模拟不同条
件下的变化和失效情况,评估设计的可行性和稳定性。

4. 进行实验验证,通过对优化设计的关键部件进行实验,检验其性
能和效果。

四、预期成果
1. 光电经纬仪关键部件的优化设计方案,提升仪器的精度和稳定性。

2. 关键部件的虚拟仿真分析结果和实验数据,验证设计的可行性和稳定性。

3. 对光电经纬仪的改进方法和技术进行探索和总结,为今后的研究提供参考与借鉴。

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2 期 刘缠牢等 . 光电经纬仪随动测量的计算机模拟
233 x ( t) =
0
为了简化问题的讨论, 让其轨迹为沿着靶场坐标 系的 X 轴正方向且平行于水平面 . 所以 , 测量仪 发现目标的条件就可以简单表示为 x ( t ) ≥x fx 式中 x ( t) 为被击目标飞行的 x 坐标 . x fx 为测 量仪凝视等待时目标进入的视场边缘 坐标 . 当 然 , x fx 也可以根据不同测量仪的性能确定, 比如 : 直接定位于视轴与被击目标飞行轨迹的交点 . 1. 2 视轴追赶的过程 当测量仪发现被击目标后, 立即启动并以最 大角速度进行追赶 , 直到视轴通过被击目标 , 则进 入跟踪保持阶段 . 所以 , 追赶结束时 , 视轴与被击 目标轨迹交点的线速度在被击目标轨迹上的分量 及方向应与被击目标的飞行速度相等 , 而且同时 满足相应的飞行距离关系, 即
) /
p
tp )
式中 t p 为时统后的任意开炮时刻 . 从开炮 到击中的时间变化 tp 通过解高次非线性方程求 得.
2 测量过程的二维显示
我们知道 , 高速摄影的测量有效持续时间一 般都很短 , 而且测量结果又是一副副电影胶片似 的图象 , 所以 , 根本就无法直观地表现被测对象的 运动轨迹 . 本文在 M AT L AB 环境下用编程的方 法实现了测量过程的二维显示4 . 2. 1 程序设计的算法流程 1) 输入测站 位置 ( x c , y c , z c ) , 测 量仪视场 角 , 测量仪凝视等待时视轴通过被击目标轨迹的位 置 ( x n, h , 0) . 2) 以时间 t 为自变量, 以 t= 1/ f c 为步长驱 动被测目标飞行 . 其中 f c 为高速摄影测量的摄 影频率 . 3) 当被击目标进入摄影视场被发现后, 测量 仪视轴以最大角加速度 启动追赶被击目标, 直 到赶上并进入跟踪保持状态 . 4) 当多台测量仪交会测量时, 待所有测量仪 都进入跟踪保持状态后 , 即可重新确定时间起点 , 并全部进入测量状态 . 5) 开炮射击目标, 完成测量 . 总之, 以上过程均在一个时间自变量 t 和步 长为 t 的循环迭代过程中完成 . 2. 2 视场内被测目标象点的显示 为了直观表达整个测量过程, 我们以二维形 式显示了被击目标的飞行轨迹及被测目标飞行射 击的弹道轨迹 . 出于显示屏幕的限制 , 我们将测 量频率进行了调整 . 为了明确显示被测目标是否 被测量仪捕获, 本文讨论了被测目标进入和逃出 测量仪视场的原理 , 如图 2 所示 . 弹丸进入和逃 出视场的方程为 a1 t p + b 1 tp + c 1 tp + d 1= 0
0 引言
由于其可靠性好 , 测量精度高 , 使用方便等 , 光电经纬仪仍然是我国靶场弹道测量的重要设备. 为了获得弹道的三维空间位置 , 通常采用交会的 方法进行测量, 测量过程1 包括 : 被击目标 ( 如: 飞 机等) 空间位置的雷达获取并引导光电经纬仪进 行跟踪测量 , 光电经纬仪跟踪测量过程包括 : 发 现、 追赶及跟踪测量三个阶段等 . 为了系统和直 观地研究高速摄影测量弹道的过程, 我们开展了 计算机模拟方法的研究 . 本文重点介绍实现跟踪 测量的数学建模与二维显示测量过程的方法 .
光电经纬仪随动测量的计算机模拟
刘缠牢 阮 萍 熊仁生 孙益善
( 中国科学院西安光学精 密机械研究所 , 西安 710068)
摘要 本文介绍了用计算机模拟光电经纬仪随动测量的主要过程 . 其中包括 : 被击目标的发 现原理, 测量仪视轴追赶过程, 被测目标发射飞行及击中条件的获得 , 被测目标进入和逃出测 量仪视场的数学建模和测量过程的二维显示等 , 并最终给出了仿真试验结果 . 关键词 光电经纬仪; 随动测量 ; 计算机模拟
0 0
t
1) 被击目标的运动模型为 y ( t ) = h z ( t) = 0 2) 忽略高炮的偏流影响 , 并让炮口位于靶场 坐标系的原点 . 由击中条件
p p
tp cos p =
0
( tp + t p )
tp sin p - 0. 05g t2 p= h 可得开炮的射角
p
= acos( 0( tp +
第 30 卷第 2 期 2001 年 2 月 A CT A
光 子 学 报 V o l. 30 N o. 2
P HOT ON ICA SINICA F ebr uary
2001
收稿日期 : 20000312
其中,
0
为被击目标飞行方向, ( t ) 测量仪视
轴随动角速度方向 , ( x c y c z c ) 为测站在靶场坐标系 OX YZ 中的位置 . 1. 1 被击目标的发现 实际测量中发现目标的方法主要有人工和自 动两种 , 人工方法也就是有专人监视视场有无目 标 进入 , 发现目标后再启动测量仪追赶被击目标. 自动发现的基本原理不外忽通过视场中信号变化 进行判断和决策 . 由于本文探讨的是用光电经纬 仪测量的计算机模拟方法, 故仅通过判断被击目 标的坐标位置来决策目标是否进入视场 , 即用目 标坐标位置进入测量仪视场作为“ 发现” 目标的依 据 . 由于假设被击目标的飞行轨迹已知, 而且
图 1 随动测量原理 Fig . 1 T he pr inciple o f follo w up m ea sur ement
1 跟踪测量过程的数学建模
一般而言 , 靶场用测量光学系统的视场角较 小 , 而被测目标的飞行速度快, 所以, 为了尽可能 多的记录目标的弹道轨迹, 常采用测量仪视轴随 动被击目标的方法进行测量 , 整个过程为: 测量仪 光学视轴事先对准被击目标飞行轨迹中的某一位 置并进入等待状态 , 当被击目标进入视场后 , 才启 动追赶被击目标, 待赶上后再进入跟踪测量状态 , 当被测目标发射后就可以测得其空间轨迹 . 由此可见 , 要完成测量过程的计算机模拟, 需 要解决以下几个问题: 发现被击目标 , 追赶被击目 标 , 被测目标发射 , 被测目标进入视场及逃出视场 等 . 整个被动测量过程如图 1 所示 .
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