[发明专利]一种小型机载光电跟踪设备的目标定位系统

说明书

技术领域：

本发明属于机载光电跟踪设备目标定位技术领域，特别是涉及一种小型机载光电跟踪设备的目标定位系统。

背景技术：

一般情况下，机载光电跟踪设备目标进行定位系统是要在机载光电跟踪设备上安装IMU，该IMU能够测量光电设备的航向角、俯仰角和横滚角。但是对于小型机载光电设备来说，存在两个问题，第一，空间有限，只能装载小型IMU；第二，价格要求低廉，不允许安装价格高的IMU。基于上述两方面因素，所选择的IMU的精度较低，尤其是航向角，较俯仰角和横滚角低很多，而航向角误差是影响目标定位精度最大的因素，价格低廉的IMU航向角的精度已经到2°以上(动态精度)，满足不了系统指标要求。本发明是通过用双GPS对光电跟踪设备航向角的测量，相对传统的IMU测量方法，提高了航向角的测量精度，解决了传统小型低成本IMU测量航向角精度低的问题。

发明内容：

为了克服已有技术存在的缺陷，本发明的目的在于建立一种能够精确测量航向角的系统，实现小型机载光电跟踪设备的目标定位。

本发明要解决的技术问题是：提供一种小型机载光电设备的目标定位系统。解决技术问题的技术方案如图1所示，包括第一GPS天线1，第二GPS天线2，GPS天线基板3，GPS天线基板与飞机平台第一固定端4，GPS天线基板与飞机平台第二固定端5，GPS定位与测向解算单元6，IMU7，光电跟踪设备8，光电跟踪设备与飞机平台第一固定端9，光电跟踪设备与飞机平台第二固定端10，光电跟踪设备与飞机平台第三固定端11，光电跟踪设备与飞机平台第四固定端12，飞机平台13，穿过光电跟踪设备方位角0°和方位角180°基线14，穿过双GPS中心基线15。

将光电跟踪设备8通过光电跟踪设备与飞机平台第一固定端9、第二固定端10、第三固定端11、第四固定端12固定在飞机平台13上，使穿过光电跟踪设备方位角0°和方位角180°基线14与飞机航向方向一致；第一GPS天线1与第二GPS天线2之间以一定的间隔距离安装在GPS天线基板3上，在GPS天线基板3的接近两端的部位，通过GPS天线基板与飞机平台第一固定端4和第二固定端5将GPS天线基板3固定在飞机平台13上，使穿过第一GPS天线1和第二GPS天线2的双GPS中心基线15与光电跟踪设备8的方位角0°和方位角180°基线14严格平行；GPS定位与测向解算单元6和IMU7安装固定在光电跟踪设备8上，第一GPS天线1与第二GPS天线2的输出导线与GPS定位与测向解算单元6连接，GPS定位与测向解算单元6和IMU7的输出导线与光电跟踪设备8的接收端连接。

工作原理说明：机载光电跟踪设备对目标的定位需要以下要素，即光电跟踪设备的GPS位置、航向角、俯仰角、横滚角、视轴偏离自身零位的方位角和俯仰角、到目标的距离。将双GPS天线以一定距离(1m～2m)固定在一个基线板上，双GPS天线排列方向与飞机的航向角相一致(预先将光电设备的方位零位与飞机航向基线标定一致)，通过一定算法将双GPS测量的航向角解算出来，结合IMU测量的光电跟踪设备俯仰角和横滚角，实现对目标的定位。00双GPS天线的输出导线连接到GPS定位与测向解算单元6，GPS定位与测向解算单元6将光电跟踪设备8的航向角解算出来，GPS定位与测向解算单元6和IMU7的输出导线与光电跟踪设备8的接收端连接，光电跟踪设备8采集GPS定位与测向解算单元6和IMU7的输出，实现了系统对目标的定位。

本发明的积极效果：本发明采用双GPS与IMU相结合的方法，用双GPS测量光电跟踪设备的航向角，用IMU测量俯仰角和横滚角。采用双GPS方法测量航向角，精度可以做到0.1°～0.5°，与小型低成本IMU的航向角测量精度2°相比提高了4～20倍，这样满足了小型机载光电跟踪设备对目标进行定位的要求，并且易于外场维护和调整，适应批量生产。

附图说明

图1是本发明的系统分布结构示意图。

具体实施方式

本发明按图1所示的系统分布结构示意图实施，其中，

第一GPS天线1和第二GPS天线2采用型号为SDI-COMPASS的双天线GPS定位测向设备的天线部分；

GPS天线基板3采用1500mm×100mm×3mm的铝板；

基板与飞机第一固定端4和第二固定端5采用M5×8mm的内六角螺钉；

GPS定位与测向解算单元6采用型号为SDI-COMPASS的双天线GPS定位测向设备的解算板卡；

IMU7采用型号为INNALABS AHRS的姿态方位参考系统；