[发明专利]一种基于惯导和光学测量的飞机轴向校准装置和方法

说明书

一种基于惯导和光学测量的飞机轴向校准装置，包括校靶仪主机、主控单元和基准平面镜；校靶仪主机包括安装在机壳内部的光学系统、图像处理单元和惯性测量仪组成；所述惯性测量仪的航向轴方向与光学系统的光轴方向保持一致；所述的基准平面镜安装在飞机待校准轴上，基准平面镜的法线与待校准轴的轴线方向平行；主控单元根据惯性测量仪的角度数据和图像处理单元的轴向偏差角数据，计算得到待校准轴的姿态角参数。本发明通过光学系统与惯性测量仪相组合实现了武器装备多轴向平行性的校准，标校精度高，使用方便快捷，不仅适用于飞机（直升机）在维护和装配情况下使用，还可在舰载、机库、强风或狭小而杂乱的工作空间下使用。

技术领域

本发明属于武器装备技术领域，涉及一种基于惯导和光学测量的飞机轴向校准装置和方法。

背景技术

武装飞机（直升机）可以携带导弹、火箭、航炮、炸弹等多种武器，对敌目标实施空中打击，打击效果依赖于武器系统的精度。但在实际使用中，由于受温度、冲击、振动及疲劳变形等因素的影响，武器系统的瞄准精度会发生变化，因此需要采用校靶仪定时对飞机（直升机）的武器系统的轴向进行标校，简称校靶。

校靶是使武器系统各装置的光、电、机械轴线与基准坐标轴线协调一致或保持一定的空间位置关系的所有校准、调整操作的总称，它是一项经常性的、直接关系到机载武器命中率及整个武器系统任务效率的重要工作。现有的校靶方法是采用原始的顶飞机、对准、立靶标或画靶图、再调整的方法进行武器系统校靶，这种校靶方法费时费力、效率低、精度低，而且校靶设备的结构复杂，严重制约着校靶工作的效率、武器命中率和大机群出动的速度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于惯导和光学测量的飞机轴向校准装置和方法，可快速、准确、高自动化的标校出武器系统的轴向偏差，实现武装飞机上多个轴向校准，它不仅适用于飞机（直升机）在陆地停放下的校靶，更适用于舰载情况下的小空间动态校靶，具有通用性强、智能化程度高、效率显著的特点。

本发明的技术方案如下：

一种基于惯导和光学测量的飞机轴向校准装置，包括校靶仪主机、主控单元和基准平面镜；校靶仪主机包括安装在机壳内部的光学系统、图像处理单元和惯性测量仪组成；所述惯性测量仪的航向轴方向与光学系统的光轴方向保持一致；所述的基准平面镜安装在飞机待校准轴上，基准平面镜的法线与待校准轴的轴线方向平行；

所述的光学系统包括光源、聚焦透镜组和在聚焦透镜组焦点处设置的图像传感器，光源经过聚焦透镜组发出平行光束，经过基准平面镜反射后聚焦成像在图像传感器上形成像点，图像处理单元对图像传感器的图像进行数据处理，得到轴向偏差角；主控单元根据惯性测量仪的角度数据和图像处理单元的轴向偏差角数据，计算得到待校准轴的姿态角参数。

上述基于惯导和光学测量的飞机轴向校准装置中，所述的光学系统还包括在聚焦透镜组光轴上设置的第一胶合半反棱镜，所述的光源为在第一胶合半反棱镜的反射光路上设置的钨丝灯。

上述基于惯导和光学测量的飞机轴向校准装置中，所述钨丝灯和第一胶合半反棱镜之间设置有十字形光阑。

上述基于惯导和光学测量的飞机轴向校准装置中，所述的光学系统还包括在聚焦透镜组光轴上设置的第二胶合半反棱镜，所述的光源为在第二胶合半反棱镜的反射光路上设置的可见光激光器。

上述基于惯导和光学测量的飞机轴向校准装置中，所述的可见光激光器为输出光斑为十字的绿光激光器。

上述基于惯导和光学测量的飞机轴向校准装置中，所述的基准平面镜包括基准镜面、固定圆柄和定位簧片，固定圆柄插入在待校准轴或其工装圆孔内，并依靠定位簧片弹力使得固定圆柄的外圆面与待校准轴或工装圆孔的内圆表面紧密贴合。