落点实时光学测量系统的设计与实现

落点实时光学测量系统的设计与实现

论文摘要

飞行器落点的测量是某部队一项重要的任务,落点测量是否及时准确将对飞行试验结果的判别、后续残骸的搜索等产生很大的影响。但受飞行试验落点区域条件限制和机动性要求,超声波、雷达或无线电等定位设备在本文中并不适合,简易的光学测量系统最适合本文的应用。传统的落点光学测量主要依靠某型望远镜捕获目标,利用人工读数的方式获得角度值信息,再通过数传电台将各观测点的信息传输至计算中心,中心操作手再手工将角度信息录入计算软件,得出交会结果,最后进行结果复核计算。这种传统的方式存在时效低、人为误差大等缺点,需要构建更加自动化、精确度更高的落点实时光学测量系统。本论文正式针对上述实际问题,将比较成熟的光电编码技术与易于操作的望远镜进行组合,增加微处理器控制电路及收发数据、交会处理的软件,使操作手确认捕获到目标后,能自动完成角度信息采集、传输、交会计算和向上级指挥所发送结果的全过程,提高了测量速度、效率和精度。本文的主要内容为:1.落点实时光学测量系统的关键技术研究。介绍了该系统中的关键技术,两点前向交会方法、高斯投影、光电编码技术等,并通过推导计算得出一种基于最小二乘法的交会算法的优化方法。2.落点实时光学测量系统的需求分析。基于落点测量的实际情况,对落点测量的环境、条件及主要流程进行了全面分析。对需要开发的落点实时光学测量系统的需求进行分析。3.落点实时光学测量系统的设计。在需求分析的基础上,完成系统设计,主要包括体系架构、功能结构、网络拓扑等。4.落点实时光学测量系统的实现。搭建系统环境,采购并接入光电编码器、数传电台等硬件,完成了数据通信、数据处理、交会计算和辅助决策等功能的实现。在此基础上,通过模拟计算对优化算法进行了验证。5.落点实时光学测量系统的测试。为确保系统有较高的可靠性,对系统进行相关测试,发现并解决系统中存在的问题。目前,该系统已实际应用,机动性强、受环境干扰小、性能稳定,实现了提高落点测量速度,减小人为差错的目标。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 课题背景
  •   1.2 国内外发展历史和现状
  •   1.3 研究内容
  •   1.4 论文结构安排
  • 第二章 关键技术
  •   2.1 两点前向交会方法
  •   2.2 高斯投影
  •     2.2.1 高斯投影坐标正算
  •     2.2.2 高斯投影坐标反算
  •   2.3 基于最小二乘法的算法优化
  •     2.3.1 角误差最小二乘法计算公式
  •     2.3.2 垂距最小二乘法计算公式
  •     2.3.3 由垂距最小二乘法计算角误差最小二乘结果
  •   2.4 光电编码技术
  •     2.4.1 光电编码器的分类
  •     2.4.2 光电编码器的工作原理
  •   2.5 数传电台
  •   2.6 .NET框架
  •   2.7 本章小结
  • 第三章 需求分析
  •   3.1 需求分析目标
  •   3.2 业务概述
  •   3.3 功能性需求分析
  •     3.3.1 数据通信模块
  •     3.3.2 数据处理模块
  •     3.3.3 交会计算模块
  •     3.3.4 辅助决策模块
  •   3.4 非功能性需求分析
  •   3.5 运行环境
  •   3.6 可行性分析
  •   3.7 本章小结
  • 第四章 系统设计
  •   4.1 系统设计目标和原则
  •   4.2 系统概要设计
  •     4.2.1 系统体系架构设计
  •     4.2.2 系统网络拓扑设计
  •     4.2.3 系统数据传输设计
  •   4.3 系统模块设计
  •     4.3.1 数据通信模块
  •     4.3.2 数据处理模块
  •     4.3.3 交会计算模块
  •     4.3.4 辅助决策模块
  •   4.4 本章小结
  • 第五章 系统实现
  •   5.1 系统实现环境
  •   5.2 硬件终端介绍
  •   5.3 系统功能实现
  •     5.3.1 数据通信模块
  •     5.3.2 数据处理模块
  •     5.3.3 交会计算模块
  •     5.3.4 辅助决策模块
  •   5.4 定位算法优化验证
  •   5.5 本章小结
  • 第六章 系统测试
  •   6.1 系统测试环境
  •   6.2 系统测试目标和方法
  •   6.3 系统硬件测试
  •   6.4 系统功能测试
  •     6.4.1 数据通信模块
  •     6.4.2 数据处理模块
  •     6.4.3 交会计算模块
  •     6.4.4 辅助决策模块
  •   6.5 系统性能测试
  •   6.6 系统测试评价
  •   6.7 本章小结
  • 第七章 总结与展望
  •   7.1 本文工作总结
  •   7.2 后续工作展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻硕期间取得的研究成果
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 甘戈

    导师: 李晓峰,易方

    关键词: 落点实时光学测量,交会计算,测量系统,设计与实现

    来源: 电子科技大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 物理学,航空航天科学与工程,航空航天科学与工程

    单位: 电子科技大学

    分类号: O439;V217;V417

    总页数: 73

    文件大小: 2424K

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