[发明专利]一种光轴指向误差数字化标校设备和方法

权利要求书

1.一种光轴指向误差数字化标校设备，其特征在于：包括控制机柜、光源以及固定在地基(5)上的台体(6)和用于放置待标校光电设备(4)的六自由度摇摆台(3)，所述的台体(6)上设置有横截面为圆弧形的台架(1)，所述的台架(1)上设置有由若干平行光管(2)排列组成的阵列靶标，所述台架(1)在水平面的弧面圆心位于六自由度摇摆台(3)的台面中心正上方。

2.根据权利要求1所述的一种光轴指向误差数字化标校设备，其特征在于，所述的平行光管(2)为口径300mm，焦距1200mm的反射式卡式平行光管。

3.根据权利要求2所述的一种光轴指向误差数字化标校设备，其特征在于，所述的台面中心距离平行光管(2)平行光汇聚点高度为1.5m。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种光轴指向误差数字化标校设备，其特征在于，所述的平行光管(2)通过螺栓和销钉固连于台架(1)上安装孔内，安装孔孔径为380mm。

5.根据权利要求4所述的一种光轴指向误差数字化标校设备，其特征在于，所述台架(1)采用铸铁加工成型。

6.根据权利要求5所述的一种光轴指向误差数字化标校设备，其特征在于，所述的平行光管(2)为20根，按4×5排列。

7.根据权利要求5所述的一种光轴指向误差数字化标校设备，其特征在于，所述的地基(5)通过振动隔离带设置在外部地基(7)上。

8.一种如权利要求1所述光轴指向误差数字化标校设备的标校方法，其特征在于，步骤为：

S1，首先建立地理系下含有待标定误差参数的光轴指向数学模型LOS＝f(e₁,e₂,...,e_N,ψ,θ)，式中e₁,e₂,...,e_N为光路误差参量，ψ,θ分别为方位角和俯仰角；然后建立光轴误差解算模型：根据光轴指向数学模型建立光轴指向误差目标函数式中b_i为平行光管(2)目标点在地理系X/Y/Z轴的投影；最后将目标函数A取极小值即可获得光轴误差参量向量E[e₁,e₂,...,e_N]；

S2，采用陀螺经纬仪对平行光管(2)阵列靶标的基准进行校准，获得20个目标点地理系方位和俯仰值；

S3，将待标校光电设备(4)置于六自由度摇摆台(3)的台面中心，调整位置使得零位时待标校光电设备(4)的成像传感器位于平行光管(2)阵列靶标的汇聚交点处；

S4，控制待标校光电设备(4)成像传感器的光轴指向第一个平行光管(2)，然后使平行光管(2)的十字丝位于图像十字丝中心；

S5，设置六自由度摇摆台(3)的摇心位于待标校光电设备(4)的成像传感器位置，摇摆幅度为±6°，摇摆周期为15s、12s，和8s，然后启动六自由度摇摆台(3)；

S6，记录不同摇摆姿态下待标校光电设备(4)的方位俯仰测角读数，惯导姿态数据以及平行光管(2)地理系投影真值，数据量不少于10组；

S7，根据平行光管(2)地理系投影真值将待标校光电设备(4)成像传感器的光轴指向下一个平行光管(2)，待平行光管(2)十字丝像进入视场使得目标十字丝像位于图像十字丝中心；

S8，重复S6、S7步骤，直至遍历20个目标平行光管(2)；

S9，将测试所得平行光管(2)地理系投影真值、测角读数以及惯导姿态数据带入光轴误差解算方法进行误差参量数字化标校，输出误差参量拟合结果；

S10，设定初次标定时原误差参量为0向量，将标定的误差参量结果E[e₁,e₂,...,e_N]替换光轴指向数学模型中原误差参量E'[e′₁,e'₂,...,e'_N]，进行光轴指向误差参数修正；

S11，随机选取3个平行光管(2)作为目标点，将待标校光电设备(4)成像传感器的光轴调转至选定目标点，进行指向精度和稳定精度评估；

S12，关闭六自由度摇摆台(3)以及平行光管(2)。

9.根据权利要求8所述的一种光轴指向误差数字化标校设备，其特征在于，所述步骤S1中的光路误差包括探测器安装误差、方位轴与俯仰轴不正角性误差、方位或俯仰零位误差。