[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

说明书

本发明涉及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，利用差分GPS采集光电跟踪系统以及任意两个标校点在地理坐标系下的部署点坐标信息；再通过光电跟踪系统分别测量两个标校点在光电跟踪坐标系下的标校点测量坐标信息；根据部署点坐标信息、两个标校点实际坐标信息和两个标校点测量坐标信息，计算出光电跟踪坐标系相对于地理坐标系的方位角、俯仰角和横滚角；基于方位角、俯仰角和横滚角，得到光电跟踪坐标系相对于地理坐标系的旋转矩阵；该旋转矩阵可以用于进行标校补偿。本发明实现了对光电跟踪系统的快速、高精度标校。

技术领域

本发明涉及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，属于光电技术领域。

背景技术

光电跟踪系统常用于精确定位和制导，因此常需要光电跟踪系统具有很高的标校精度，以尽可能减小系统误差。

光电跟踪系统常规标校过程中，首先使用手动或自动设备将底座调平，保证主传感器在水平平面内，然后再修正转台方位角进行校北。调平时需要通过水平仪测定不同方向水平情况，并反复调整支撑腿，中间过程操作繁琐，且精度不易保证；校北时为保证精度一般需要在远处地面设置多个标校点，标校点之间尽可能保持方位偏差较大，随之带来地面人员、设备转移困难。

发明内容

本发明的主要目的是提供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，标校点的测量过程比较简单，而且计算得到标校误差后无需进行多次的硬件调平和校北，在软件中通过旋转矩阵进行实时的标校补偿，解决以往光电跟踪系统常规标定过程中操作繁琐、过程复杂和精度较低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于无人机和差分GPS的光电跟踪系统标校方法，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。

可选地，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。

可选地，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；

可选地，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、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、测量俯仰和测量距离。

可选地，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、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、相对俯仰和相对距离；