[发明专利]一种基于无人机和差分GPS的光电跟踪系统标校方法及装置

权利要求书

1.一种基于无人机和差分GPS的光电跟踪系统标校方法，其特征在于，包括：

步骤一，利用差分GPS采集光电跟踪系统在地理坐标系下的部署点坐标信息；

步骤二，将所述差分GPS挂载于旋翼无人机，利用所述旋翼无人机任意选择两个标校点，并利用所述差分GPS分别测定两个所述标校点在所述地理坐标系下的标校点实际坐标信息；

步骤三，通过所述光电跟踪系统分别测量两个所述标校点在光电跟踪坐标系下的标校点测量坐标信息；

步骤四，根据所述部署点坐标信息、两个所述标校点实际坐标信息和两个所述标校点测量坐标信息，计算出所述光电跟踪坐标系相对于所述地理坐标系的方位角、俯仰角和横滚角；

步骤五，基于所述方位角、所述俯仰角和所述横滚角，得到所述光电跟踪坐标系相对于所述地理坐标系的旋转矩阵；其中，所述旋转矩阵用于进行实时的标校补偿。

2.根据权利要求1所述的光电跟踪系统标校方法，其特征在于：

所述地理坐标系以地球正北方向为OX轴、以地球正东方向为OY轴、以垂直于地球表面向上为OZ轴；

所述光电跟踪坐标系以所述光电跟踪系统平面内伺服方位零位方向且垂直于俯仰零位平面为OX₁轴、以所述光电跟踪系统平面内伺服俯仰零位方向且垂直于方位零位平面为OY₁轴、以垂直于X₁OY₁平面向上为OZ₁轴；

所述部署点坐标信息包括部署点在所述地理坐标系下的部署点经度、部署点纬度和部署点高度；所述标校点实际坐标信息包括所述标校点在所述地理坐标系下的实际方位、实际俯仰角、实际距离；所述标校点测量坐标信息包括所述标校点在所述光电跟踪坐标系下的测量方位、测量俯仰角和测量距离；

以及，步骤四包括：

根据所述部署点的部署点经度、部署点纬度、部署点高度和两个所述标校点的实际方位、实际俯仰角、实际距离，计算出所述标校点在所述地理坐标系下相对于所述部署点的相对方位、相对俯仰角和相对距离；

根据两个所述标校点相对于所述部署点的相对方位、相对俯仰角和相对距离，以及两个所述标校点的测量方位、测量俯仰角和测量距离，计算出所述光电跟踪坐标系相对于所述地理坐标系的方位角、俯仰角和横滚角。

3.根据权利要求1所述的光电跟踪系统标校方法，其特征在于：

采用如下公式计算所述旋转矩阵：

；

其中，是所述方位角、是所述俯仰角和是所述横滚角，是OX₁轴的旋转矩阵，是OY₁轴的旋转矩阵，是OZ₁轴的旋转矩阵。

4.根据权利要求1所述的光电跟踪系统标校方法，其特征在于：所述旋转矩阵用于将目标在所述光电跟踪坐标系下测得的目标测量坐标信息转换为在所述地理坐标系下的目标实际坐标信息。

5.根据权利要求4所述的光电跟踪系统标校方法，其特征在于，按如下公式将目标在所述光电跟踪坐标系下测得的所述目标测量坐标信息转换为在所述地理坐标系下的所述目标实际坐标信息：

，

，

；

其中，所述目标实际坐标信息包括目标实际方位A_j、目标实际俯仰角E_j和目标实际距离R_j，所述目标测量坐标信息包括目标测量方位A_i、目标测量俯仰角E_i和目标测量距离R_i。

6.根据权利要求1所述的光电跟踪系统标校方法，其特征在于：两个所述标校点位于，以所述光电跟踪系统为圆心、以所述旋翼无人机飞行限制距离为半径的范围内。