機載光電成像跟蹤測量系統(tǒng)誤差與像移分析
定 價:62 元
- 作者:金光,楊秀彬,張峋,姜麗,王旻 著
- 出版時間:2018/9/1
- ISBN:9787118116311
- 出 版 社:國防工業(yè)出版社
- 中圖法分類:V243
- 頁碼:162
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《機載光電成像跟蹤測量系統(tǒng)誤差與像移分析》深入淺出地介紹了機載光電成像跟蹤測量系統(tǒng)誤差與像移補償計算原理,并以此分析了載體運動對光電成像跟蹤測量精度的影響,通過建立成像測量全鏈路數學模型,對機載測量與穩(wěn)定成像系統(tǒng)多類型影響因素進行了分析與綜合,最后完成成像像移補償方案。《機載光電成像跟蹤測量系統(tǒng)誤差與像移分析》共6章,內容包括:緒論、機載光電成像跟蹤測量設備的測量方程、機載光電成像跟蹤測量設備誤差分析與綜合、機栽光電成像像移及補償技術分析、機載光電設備成像模型的建立和像點運動方程及誤差分析。
《機載光電成像跟蹤測量系統(tǒng)誤差與像移分析》內容重點突出,系統(tǒng)全面,實踐性強,對于需要快速學習和掌握機栽光電成像跟蹤測量系統(tǒng)的年輕科技工作者來說,是一本很有價值的圖書,也可作為本科畢業(yè)設計、研究生學術論文的參考資料,還可以作為對跟蹤測量技術感興趣并系統(tǒng)學習的讀者的參考用書。
從20世紀初開始,光電成像系統(tǒng)迅速發(fā)展,并廣泛應用于科研、軍事、工業(yè)、資源與環(huán)境等領域。但由于背景復雜度和各類干擾的影響,在很多情況下,光電成像系統(tǒng)的成像質量較低,目標探測性能較差。因此,如何獲得更高的成像質量成為一個熱門的課題。機載光電成像跟蹤測量系統(tǒng)就是一種提升成像質量和目標探測性能的系統(tǒng)。機載光電成像跟蹤測量系統(tǒng)是安裝在載機上的伺服系統(tǒng),能夠通過隔離飛機的振動和運動的干擾,確保載體平臺上的光電傳感器的視軸穩(wěn)定指向目標,也能計算和修正目標的跟蹤誤差,實現對地面或者空中目標的跟蹤定位。機載光電成像跟蹤測量系統(tǒng)性能的優(yōu)劣,直接影響了機載傳感器的觀測結果及后續(xù)決策,因此需要對其性能指標進行考核和評估。
為了驗證機載光電成像跟蹤測量系統(tǒng)的性能指標是否達到要求,需要進行多次外場飛行試驗。這種方法需要的試驗周期較長,并且會花費大量的人力和資源,并且要求對系統(tǒng)成品進行試驗,在系統(tǒng)預研時期無法實行。為了準確有效地考核和評估系統(tǒng),減少不必要的消耗,縮短研發(fā)周期,迫切需要一種新的方法,在系統(tǒng)研發(fā)的前期,能夠有效地評估系統(tǒng)的性能和技術指標,并為后續(xù)的設計和研制提供指導和支持。本書依據上述需求,針對中國科學院長春光學精密機械與物理研究所多年來在研的機載光電成像跟蹤測量有關項目中涉及的跟蹤測量誤差與跟蹤成像像移補償技術:進行整理和歸納。重點分析和探討機載光電成像跟蹤測量設備的測量誤差的種類、誤差源、誤差傳遞的關系及任意飛行姿態(tài)下成像像移補償的問題,并從系統(tǒng)的角度出發(fā),建立機載光電成像跟蹤測量設備的測量誤差方程和成像數學模型,進行誤差分配、綜合以及仿真計算,并結合像移速度矢量圖分析了像移速度在載具的平飛、姿態(tài)調整和隨機擾動的條件下的變化規(guī)律,為開拓和研制好機載光電成像跟蹤測量設備做必要的技術準備。
本書從成像全鏈路理論出發(fā),對光電成像跟蹤測量系統(tǒng)進行深入分析。全書共分6章,第1章是對高精度測量和高清晰成像能力的信息化作戰(zhàn)需求與光電成像跟蹤測量設備進行介紹:第2章介紹機載光電成像跟蹤測量設備的測量方程的建立過程:第3章介紹一種新的誤差分析方法蒙特卡羅法,并建立了適合蒙特卡羅法的誤差方程,實現了機載光電跟蹤設備多環(huán)節(jié)測量誤差的綜合:第4章對機載光電成像像移及補償技術進行分析;第5章建立了由地物到像面的機載光電系統(tǒng)成像數學模型,得到包含載機飛行參數和相機成像參數的瞬時像面像移速度計算公式;第6章詳細介紹了載機運動過程中一定范圍內隨機變化的姿態(tài)角和姿態(tài)角速度對像面上的像移速度變化的影響,并分析了像移速度變化對應的像移補償措施。
本書是在團隊成員的共同努力下完成的,參與本書資料整理、章節(jié)編寫、校對審核和技術支持的人員包括了中國科學院長春光學精密機械與物理研究所的金光、楊秀彬、王曼、常琳、王紹舉、范國偉以及空軍第二航空大學的張峋和長春理工大學的姜麗等人,全書由金光撰寫和統(tǒng)稿。需要說明的是,為了保證本書的科學性和嚴謹性,本書在編寫的過程中,對需要實踐的相關章節(jié)內容通過軟件編程仿真進行了實現。在本書的編寫過程中,始終得到中國科學院長春光學精密機械與物理研究所學術委員會主任、中國科學院院士王家騏研究員的關注、指導和支持,并為此書作序,在此特向王家騏院士表示衷心的感謝?哲姷诙娇沾髮W、北京理工大學、長春理工大學、清華大學、哈爾濱工業(yè)大學等兄弟院校航空航天領域的專業(yè)老師們提出了許多寶貴的意見和建議;國防工業(yè)出版社的領導和編輯予以直接指導與幫助。借此書出版之際,謹對上述領導、專家和朋友們一并表示深深的感謝。
機載光電成像跟蹤測量系統(tǒng)誤差與像移分析是囊括光學、機械和電子多學科的一項艱巨的系統(tǒng)工程,由于我們的水平所限,難免有錯誤和不妥之處,歡迎專家和讀者批評指正。最后,感謝一直給予我關心和支持的親朋好友、同事、同學和朋友們!我將永遠懷著一顆感恩的心,祈禱你們身體健康、工作順利,生活幸福!
金光(朝鮮族,1958出生),*****長春光學精密機械與物理研究所研究員、博士生導師,吉林省政協(xié)委員,小衛(wèi)星技術國家地方聯(lián)合工程中心主任,國家863-701領域專家,中國空間科學學會副秘書長、理事,中國空間科學學會空間光學與空間機電專業(yè)委員會常務副主任。多年來一直從事航空航天光學遙感探測技術、先進光學成像技術和新型空間光學系統(tǒng)等領域的研究。1999年獲得中科院科技進步三等獎,2014年獲得軍隊科技進步一等獎,2017年獲軍隊科技進步壹等獎和國家科技進步二等獎,在國內首次實現了基于載體姿態(tài)運動估值的自適應行頻匹配技術和TDI CCD實時分片像移補償,解決了動態(tài)大姿態(tài)角度成像條件下像移實時配準的技術難題,開辟了我國航空航天高分辨率成像和高精度像移補償的創(chuàng)新技術方向。先后主持完成國家和省部級科研項目30余項,公開發(fā)表SCI、El學術論文140多篇,授權發(fā)明專利100余項,培養(yǎng)碩士及博士研究生40余名。
第1章 緒論
1.1 光電成像跟蹤測量設備概述
1.2 機載光電成像跟蹤測量設備概述
1.3 機載光電成像跟蹤測量設備的發(fā)展
1.4 像移補償技術國內外發(fā)展及應用情況
1.5 研究意義和應用前景
第2章 機載光電成像跟蹤測量設備的測量方程
2.1 空間齊次坐標變換
2.2 機載光電成像跟蹤測量設備的坐標系定義
2.3 機載光電成像跟蹤測量設備的基本測量方程
2.3.1 從中心地平坐標系到被測目標坐標系的坐標變換過程
2.3.2 從中心地平坐標系到目標坐標系坐標變換作用矩陣
2.3.3 機載光電成像跟蹤測量儀測量方程
2.4 綜合各誤差項后機載光電成像跟蹤測量設備的測量方程
2.4.1 從中心地平坐標系到被測目標坐標系的坐標變換過程
2.4.2 從中心地平坐標系到目標坐標系坐標變換作用矩陣
2.4.3 機載光電成像跟蹤測量儀測量方程
2.5 本章小結
第3章 機載光電成像跟蹤測量設備誤差分析與綜合
3.1 機載光電成像跟蹤測量設備誤差分析
3.1.1 飛機的定位誤差和高程誤差
3.1.2 飛機的姿態(tài)角測量誤差
3.1.3 光電成像跟蹤測量設備與慣導系統(tǒng)之間的誤差
3.1.4 減震器角振動誤差
3.1.5 機載光電跟蹤設備的三軸誤差
3.1.6 機載光電成像跟蹤測量設備傳感器誤差
3.2 機載光電成像跟蹤測量設備誤差綜合
3.2.1 蒙特卡羅法的基本原理
3.2.2 機載光電成像跟蹤測量設備各項誤差窮舉
3.3 機載光電成像跟蹤測量設備誤差的仿真計算
3.3.1 仿真計算程序的編寫
3.3.2 機載光電成像設備測量誤差計算結果的統(tǒng)計分析
3.4 本章小結
第4章 機載光電成像像移及補償技術分析
4.1 機載光電成像像移類型
4.1.1 光軸平移產生的像移
4.1.2 繞光軸旋轉形成的像移
4.1.3 光軸繞載機縱軸和橫軸的角運動引起的像移
4.1.4 光軸隨機運動造成的像移
4.2 機載光電成像像移補償方式
4.2.1 自然補償法
4.2.2 光學補償法
4.2.3 像面補償法
4.3 機載光電成像電荷轉移補償技術
4.3.1 機栽面陣CCD前向像移分級補償技術
4.3.2 面陣CCD全向像移梯級補償技術
4.4 本章小結
第5章 機載光電設備成像模型的建立
5.1 建立理想機載光電成像模型的前提條件
5.2 物像共線關系及相機與載機運動的參數
5.2.1 共線關系
5.2.2 載機和相機相關參數及變量
5.3 坐標系轉換關系及其坐標變換矩陣的確定
5.3.1 坐標系的建立
5.3.2 坐標系的變換
5.3.3 坐標系變換作用矩陣
……
第6章 像點運動方程及誤差分析
參考文獻