機(jī)載光電平臺(tái)振動(dòng)特性測(cè)量技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)載光電平臺(tái)廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域和公安、消防、救助打撈、環(huán)境監(jiān)控等民用領(lǐng)域。作為飛行載體的主要探測(cè)單元，機(jī)載光電平臺(tái)（“吊艙”）工作時(shí)會(huì)受到飛行載體姿態(tài)變化、振動(dòng)、氣流擾動(dòng)等因素影響，不可避免地產(chǎn)生視軸晃動(dòng)，影響機(jī)載紅外、可見(jiàn)光等成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量。為了檢驗(yàn)機(jī)載光電平臺(tái)的性能，確定航拍圖像模糊的主要影響因素，提高成像系統(tǒng)的圖像質(zhì)量，研究一種有效方法實(shí)現(xiàn)飛機(jī)實(shí)飛狀態(tài)下機(jī)載光電平臺(tái)的振動(dòng)特性測(cè)量，尤其是高頻角振動(dòng)特性的測(cè)量具有重要意義。

2、>　　本文通過(guò)分析機(jī)載光電平臺(tái)工作特點(diǎn)和振動(dòng)特性，確定了微振動(dòng)測(cè)試方法和測(cè)試系統(tǒng)需要滿足的功能和指標(biāo)，提出了以太陽(yáng)作為參考點(diǎn)的有振動(dòng)測(cè)量基準(zhǔn)的測(cè)量方法，采用象限探測(cè)器陣列獲取太陽(yáng)像斑中心位置，基于其位置計(jì)算太陽(yáng)光束相對(duì)于視軸的偏轉(zhuǎn)角，進(jìn)而計(jì)算出機(jī)載光電平臺(tái)的相對(duì)微振角。為了提高象限探測(cè)器的位置測(cè)試精度，提出了一種基于數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)的象限探測(cè)器高精度光斑中心計(jì)算方法。詳細(xì)介紹了高精度光斑中心計(jì)算方法的原理、數(shù)據(jù)庫(kù)的建立過(guò)程以及查詢(xún)過(guò)程。仿真分

3、析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果表明:與通用光斑中心計(jì)算方法相比，該方法能將光斑中心位置的計(jì)算精度提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　設(shè)計(jì)并研制了振動(dòng)特性測(cè)量系統(tǒng)的地面實(shí)驗(yàn)裝置，并對(duì)其主要技術(shù)指標(biāo)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、模塊組成等進(jìn)行了論述。該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)大視場(chǎng)探測(cè)功能、太陽(yáng)像斑采集功能、微角振動(dòng)量計(jì)算功能、高頻高精度測(cè)量功能。對(duì)振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的地面實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了補(bǔ)償及校正，以保證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的準(zhǔn)確性。其中包括:(1)研究了系統(tǒng)不均勻度對(duì)光斑中心位置測(cè)試精度的影響，并對(duì)其不均

4、勻性進(jìn)行了補(bǔ)償(2)分析了背景光對(duì)光斑中心位置測(cè)試精度的影響，詳述了去除背景光（包含系統(tǒng)噪聲）影響的方法和過(guò)程;(3)對(duì)象限探測(cè)器各單元之間的的串?dāng)_進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，測(cè)試了象限探測(cè)器某一光敏單元上的光信號(hào)對(duì)其相鄰單元光電響應(yīng)的影響程度，利用線性補(bǔ)償方法對(duì)“串?dāng)_”現(xiàn)象進(jìn)行了去除。
　　通過(guò)地面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本地面實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)太陽(yáng)像斑軌跡的測(cè)量功能和微角振動(dòng)的測(cè)量功能，同時(shí)對(duì)它的角度測(cè)量范圍、頻率測(cè)量范圍和系統(tǒng)測(cè)量不確定度三項(xiàng)主要指標(biāo)進(jìn)行了驗(yàn)