光電經緯儀對目標進行跟蹤測量時,目標的速度是確定捕獲跟蹤與瞄準技術要求的主要依據。將目標的速度反饋給光電經緯儀的伺服控制系統或武器平臺的發射系統,作為目標繼續捕獲或攻擊參數確定的參考。

而光電經緯儀作為靶場最基本的光電測量工具,對目標進行跟蹤測量時,只能得到各跟蹤時刻目標的方位角和俯仰角,不能直接獲得目標的速度。為了確定目標在各時間點的速度,本文以靶場光電經緯儀做光電跟蹤測量試驗時輸出的測量數據為實驗數據,以測得跟蹤目標的速度及其他運動參數,并提高測速精度為目標,分別從基礎理論分析、數值仿真和誤差分配三個方面對測速方法和測速精度進行了研究,成功地提高了目標速度測量精度。

首先,提出了單站雙站綜合測量目標空間位置的定位方法。分析了定位誤差產生的來源,對比了本文提出方法和雙站交會測量方法的定位精度。避免了單站測量易丟失目標,多站測量數據信息量過大,實時性不好的問題。驗證了單站雙站綜合定位方法在靶場的實用性,以及數據處理精度高的優勢。

其次,研究了三次樣條插值算法擬合目標的運動軌跡。利用三次樣條插值函數具有二階光滑度和良好收斂性的優點,減小了軌跡的擬合誤差。給出了目標的運動軌跡擬合函數、速度曲線函數和加速度曲線函數,并計算了多項運動參數的數值及測量精度,真正地提高了測速精度。

最后,從誤差分配的角度分析了各測量誤差對測速精度的影響因子。給出了在等影響原則下達到給定測速精度時,各測得量應達到的測量精度,并在等可能性原則下分析了其實現的可能性。

綜上所述,針對光電經緯儀測量目標速度及提高測速精度的方法進行了深入的理論研究和實驗研究。實驗結果表明:本文所提出的測速方法具有計算方法簡單、實時性好、測量精度高等優點,對提高光電跟蹤測量精度具有重要的參考意義。