不依赖主/被动测距的机载光电系统目标地理定位方法技术方案

本发明专利技术属于机载光电系统目标定位技术领域，具体涉及一种不依赖主/被动测距的机载光电系统目标地理定位方法。为解决基于主动和被动测距的机载光电系统目标定位问题，该方法对目标进行持续跟踪或凝视，并周期性采集机载光电系统惯性导航设备给出的当前载机的位置和姿态信息，以及光电平台的角度信息；然后，在两个载机位置上进行空间前方交会，建立基线约束方程，实时计算目标在当地东北天坐标系下的平面坐标；最后，在地球海表面椭球数学模型下，计算得到目标的经度、纬度和海拔高度。本发明专利技术提出的目标定位方法不依赖对目标进行主动和被动测距，因此不受激光测距机的限制和载机相对高度误差的影响；误差来源少，具有目标定位精度高的特点。

Target location method of airborne photoelectric system independent of active / passive ranging

【技术实现步骤摘要】
不依赖主/被动测距的机载光电系统目标地理定位方法
本专利技术属于机载光电系统目标定位
，具体涉及一种不依赖主/被动测距的机载光电系统目标地理定位方法。
技术介绍
当前信息化战争条件对机载光电侦察/监视系统的使用提出了更高要求，机载光电侦察/监视系统如何能够及时提供全面、准确的目标地理位置信息，是对目标实施精确打击前首先要解决的问题。机载光电系统目标定位主要分为两类，一种是基于激光测距的目标主动定位算法，另一种是不依赖激光测距的目标被动定位算法。在一些特殊应用场景下，受限于载机对携带光电载荷的重量限制，一般不再配有激光测距装置。另外，即使不考虑重量受限问题，由于激光测距范围有限，也不能对远距离目标实现主动定位。考虑以上因素，不依赖激光测距的目标被动定位方法是无人机进行光电侦察/监视目标位置信息获取的一种必要手段。传统目标被动定位算法，载机根据光电平台和目标之间的相对高度和瞄准线倾角进行被动测距，以代替主动定位中的激光测距，然后再利用基于测距的目标定位算法进行目标定位。因此，该方法尽管无需配置激光测距装置，但依然依赖于对待定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不依赖主/被动测距的机载光电系统目标地理定位方法，其特征在于，其包括以下步骤：/n步骤1：操控机载光电系统，使瞄准线十字压住待定位目标，然后控制光电系统进入目标跟踪或者凝视状态；/n步骤2：周期性采集并记录当前机载光电系统惯性导航设备的位置信息、姿态信息，以及光电平台的角度信息；/n步骤3：以采集的第一个载机位置作为载机位置S1，且以S1在地球海表面上的投影点作为原点建立当地东北天坐标系D-XYZ，并将后续采集到的载机位置依次作为载机位置S2，执行步骤4到步骤8；/n步骤4：根据载机位置S1和S2处的位置信息，计算载机位置S2在当地东北天坐标系D-XYZ中的坐标；/n步骤5：建立像空间...

【技术特征摘要】
1.一种不依赖主/被动测距的机载光电系统目标地理定位方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤1：操控机载光电系统，使瞄准线十字压住待定位目标，然后控制光电系统进入目标跟踪或者凝视状态；
步骤2：周期性采集并记录当前机载光电系统惯性导航设备的位置信息、姿态信息，以及光电平台的角度信息；
步骤3：以采集的第一个载机位置作为载机位置S1，且以S1在地球海表面上的投影点作为原点建立当地东北天坐标系D-XYZ，并将后续采集到的载机位置依次作为载机位置S2，执行步骤4到步骤8；
步骤4：根据载机位置S1和S2处的位置信息，计算载机位置S2在当地东北天坐标系D-XYZ中的坐标；
步骤5：建立像空间坐标系S1-(x1,y1,-f)，并根据S1处的载机位置、姿态和光电平台的角度信息，求解坐标系D-XYZ与S1-(x1,y1,-f)之间三轴夹角的旋转矩阵；所述(x1,y1,-f)为目标像点在载机位置S1处光电系统中的像点坐标(x1,y1,-f)；
步骤6：建立像空间坐标系S2-(x2,y2,-f)，并根据S1处的载机位置和S2处的载机位置、姿态和光电平台的角度信息，求解坐标系D-XYZ与S2-(x2,y2,-f)之间三轴夹角的旋转矩阵；所述(x2,y2,-f)为目标像点在载机位置S2处光电系统中的像点坐标(x2,y2,-f)；
步骤7：根据载机在S2处的位置坐标，以及坐标系D-XYZ分别与S1-(x1,y1,-f)和S2-(x2,y2,-f)之间的两个旋转矩阵，求解目标点在东北天坐标系D-XYZ中的坐标；
步骤8：根据目标点在东北天坐标系D-XYZ中的坐标，计算目标在地理坐标系下的经度、纬度和海拔高度。


2.如权利要求1所述的不依赖主/被动测距的机载光电系统目标地理定位方法，其特征在于，所述步骤2中，所述机载光电系统惯性导航设备的位置信息包括经度、纬度和海拔高度。


3.如权利要求2所述的不依赖主/被动测距的机载光电系统目标地理定位方法，其特征在于，所述步骤2中，所述机载光电系统惯性导航设备的姿态信息包括方位角度、俯仰角度、横滚角度。


4.如权利要求3所述的不依赖主/被动测距的机载光电系统目标地理定位方法，其特征在于，所述步骤2中，所述光电平台的角度信息包括方位角度和俯仰角度，或者俯仰角度和横滚角度。


5.如权利要求4所述的不依赖主/被动测距的机载光电系统目标地理定位方法，其特征在于，所述步骤4中，根据载机位置S1和S2处的位置信息，令[xc，yc，zc]T为：



其中，L1和B1分别为机载位置S1处的经度和纬度，L2、B2和H2分别为机载位置S2处的经度、纬度和海拔高度，a、b分别是地球海表面椭球数学模型的椭圆长轴半径和短轴半径，e是椭圆的第一偏心率，RN为过载机位置S2在地球投影点的子午面椭圆上的卯酉圈曲率半径，则载机位置S2在当地东北天坐标系D-XYZ中的坐标[Xs2,Ys2,Zs2]T为：





6.如权利要求5所述的不依赖主/被动测距的机载光电系统目标地理定位方法，其特征在于，所述步骤5中，根据载机位置S1处的载机航向角α1F、俯仰角β1F、横滚角γ1F和光电平台的横滚角θ1RO、俯仰角θ1EL，获取东北天坐标系D-XYZ与载机位置S1处的像空间坐标系S1-(x1,y1,-f)之间三...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉林，王惠林，姚军奎，刘吉龙，闫明，任海龙，
申请(专利权)人：中国兵器科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11