光电经纬仪电视跟踪伺服系统捕获跟踪快速运动目标技术的研究.doc

光电经纬仪电视跟踪伺服系统捕获跟踪快速运动目标技术的研究（完整版）
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分类号密级
UDC编号

中国科学院研究生院
博士学位论文

光电经纬仪电视跟踪、捕获快速运动目标技术的研究
王建立

指导教师姓名陈涛研究员
长春光学精密机械与物理研究所
申请学位级别博士学科专业名称机械制造及自动化
论文提交日期2002.02论文答辩日期2002.04
培养单位长春光学精密机械与物理研究所
学位授予单位中国科学院研究生院

答辩委员会主席于前洋

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UDCNumber

ADissertationSubmittedtotheAcademyofSciences,fortheDegreeofPh.D.ofScience

StudyonTVtrackingsystemofO-Etheodolite
totrackandacquirefastmovingtargets

By
WangJianli

Directedby
ProfessorChenTao

ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,ChineseAcademyofSciences,China

March,2002

摘要
近年来，随着靶场测试目标速度的提高和设备自动化程度的提高，对光电经纬仪电视跟踪伺服系统的跟踪和捕获快速运动目标的能力提出了越来越高的要求。目标速度的提高将会产生大的角速度、角加速度乃至更大的角加加速度，导致光电经纬仪电视跟踪动态误差急剧增大，目标逸出视场，跟踪失败。本论文就如何提高光电经纬仪电视跟踪伺服系统跟踪捕获快速运动目标的能力等一系列问题进行了探讨。
论文首先通过理论分析和仿真，分析了传统的评价和检测光电经纬仪电视跟踪伺服系统跟踪精度的方法无法评价光电经纬仪跟踪快速角速度、角加速度运动目标的情况。提出了采用等效目标等几种评价和检验电视跟踪伺服系统精度的方法。
提出了加速度滞后补偿的概念，并将其应用到提高电视跟踪稳态精度中；结合电视跟踪器补偿技术，在保证最大跟踪误差不大于3′的条件下，将目前的光电经纬仪电视跟踪系统跟踪最大角速度30°/s、和最大角加速度12°/s2能力，提高到跟踪最大角速度50°/s、最大角加速度30°/s2。
对电视自动捕获跟踪技术进行了初步研究。通过采用多模控制和适当选取捕获时机等技术，取得了1.53°视场自动拦截捕获11°/s运动目标的结果。
最后对本文提出的理论和方法进行了实验研究，取得了与仿真和理论分析相一致的结果；实际证明了本论文理论分析的正确性和工程应用的价值。

关键字：光电经纬仪，电视跟踪，加速度滞后补偿，拦截捕获

Abstract
WangJianli(MachineManufactureandAutomation)
DirectedbyChenTao

ThehighcapabilityofO-Etheodolitetotrackandacquirefastmovingtargetsisrequiredtheseyearsbecauseoftherapidadvancementoftestedtargetsandautomatizationofequipments.Itwillproduceverybigangularvelocity,angularaccelerationandangularjerkwhentrackingfastmovingtargets.Thismayleadbiggertrackingerrorandfailtotracktargets.TheseproblemsofhowtoimprovetheO-Etheodolitecapabilitytotrackandacquirefastmovingtargetsarediscussedinthisdissertation.
ThetraditionalevaluatingandtestingthetrackingprecisionofO-EtheodoliteTVtrackingsystemisnearlyinvalidwhenO-Etheodolitetrackingfastmovingtargetsbyanalyzingintheoryandsimulatinginthisdissertation.TheequivalenttargetmethodandsomeothermethodstoevaluateandtestthetrackingprecisionofO-EtheodoliteTVtrackingsys