一種對月跟蹤光電偏差檢測方法
【專利摘要】本發明屬于航天測控【技術領域】，公開了一種對月跟蹤光電偏差檢測方法，包括：雷達通過接收月球上嫦娥三號著陸器的下行信號穩定跟蹤，同時對標校電視進行屏幕截圖，利用著陸器與月面特征點的相對位置關系計算著陸器在標校電視屏幕截圖中的準確像素點坐標，根據著陸器與標校電視光軸中心像素點坐標的相對位置關系計算得到著陸器在標校電視中的脫靶量，再利用角誤差電壓對脫靶量進行修正，得到天線電軸對準著陸器時的脫靶量，最后進行重力下垂修正得到光電偏差；本發明可以在海上無塔情況下，實現船載雷達的動態光電偏差檢測，并簡化檢測操作、降低檢測成本。
【專利說明】-種對月跟蹤光電偏差檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及航天測控【技術領域】，特別涉及一種對月跟蹤光電偏差檢測方法。
【背景技術】
[0002] 在理想情況下，船載雷達系統標校電視的光軸、天線的電軸和機械軸三軸重合，可 實現高精度測量。實際上，由于傳統工藝等缺陷，光軸、電軸和機械軸不可能完全重合，標校 電視的光軸是雷達進行角度測量的基準，已盡可能地與機械軸重合，代替機械軸與電軸進 行標校。光軸與電軸的偏差稱為光電偏差，系統的光電偏差標定以后，受雷達天線運動的影 響，光電偏差可能會發生變化，若不及時修正，將影響測量精度。
[0003] 現有的光電偏差檢測方法主要有兩種：
[0004] 1)標校塔法：在標校塔上放置信號源、信標天線、電源和光標。雷達天線對塔，接 收標校塔發送的下行信號，并使跟蹤接收機方位角誤差電壓和俯仰角誤差電壓輸出為零， 在標校電視中對光標進行鎖定，直接讀取脫靶量，進行光電偏差計算。
[0005] 2)放標定球法：將信標固定在氣球上，讓氣球在空中飛行，天線接收信標的下行 信號并進行跟蹤，在標校電視中鎖定標定球，MAC記盤，錄取標定球在標校電視中的脫靶量， 再利用角誤差電壓和斜距對脫靶量進行修正后，進行光電偏差計算。
[0006] 根據上述分析可知，上述現有技術存在以下缺點：
[0007] 標校塔法必須具備標校塔才能實施，對于船載測控系統，船出海后無標校塔可用， 無法進行光電標校；且標校塔法需要專門組織人員將信號源搬運至標校塔上，實施復雜；
[0008] 放標定球法也需要專門組織人員釋放信標球，還需要脈沖雷達配合提供雷達與目 標之間的斜距進行脫靶量修正，其操作復雜；并且，標定球無法重復利用，成本較高。
【發明內容】
[0009] 本發明需解決的技術問題是提供一種光電偏差檢測方法，以在海上無塔情況下， 實現船載雷達的動態光電偏差檢測，并簡化檢測操作、降低檢測成本。
[0010] 為了解決上述問題，本發明提供一種對月跟蹤光電偏差檢測方法，其采用的技術 方案如下：
[0011] S1、月球上的著陸器發送下行信號至雷達接收機，雷達接收機將接收到的下行信 號放大后，發送至跟蹤接收機；
[0012] S2、跟蹤接收機對所述放大后的下行信號進行解調后輸出角誤差電壓，根據所述 角誤差電壓控制雷達天線對著陸器進行跟蹤；
[0013] S3、月球在標校電視上成像，所述標校電視加載在雷達天線上；對月球成像進行屏 幕截圖，并記錄截圖時刻跟蹤接收機輸出的角誤差電壓和天線大地俯仰角；
[0014] S4、計算月球上的著陸器在標校電視屏幕截圖中的像素點坐標；
[0015] S5、根據步驟S4的計算結果，計算著陸器在標校電視中的脫靶量；
[0016] S6、利用所述角誤差電壓對所述著陸器在標校電視中的脫靶量進行修正，得到著 陸器的修正脫靶量；
[0017] S7、根據所述著陸器的修正脫靶量和所述天線大地俯仰角，計算當前截圖時刻的 光電偏差；
[0018] S8、重復步驟S3至步驟S7多次，并將多次得到的光電偏差平均值作為光電偏差的 檢測結果，完成船載雷達的光電檢測。
[0019] 優選的，所述步驟S4包括：
[0020] S41、在標注有著陸器位置的月面圖片中尋找兩個特征點，所述兩個特征點在標校 電視中能夠識別；
[0021] S42、在月面圖片中，確定所述兩個特征點與著陸器的相對位置關系；
[0022] S43、確定兩個特征點在標校電視屏幕截圖中的位置；
[0023] S44、根據兩個特征點與著陸器的相對位置關系以及兩個特征點在標校電視屏幕 截圖中的位置，計算著陸器在標校電視屏幕截圖中的像素點坐標。
[0024] 優選的，步驟S41中，著陸器的像素點坐標為T(xT，yT)，兩個特征點的像素點坐標 分別為 A (xA，yA)、B (xB，yB);
[0025] 則步驟S42中，兩個特征點與著陸器的相對位置關系Kp為：
【權利要求】
1. 一種對月跟蹤光電偏差檢測方法，其特征在于，所述方法包括： 51、 月球上的著陸器發送下行信號至雷達接收機，雷達接收機將接收到的下行信號放 大后，發送至跟蹤接收機； 52、 跟蹤接收機對所述放大后的下行信號進行解調后輸出角誤差電壓，根據所述角誤 差電壓控制雷達天線對著陸器進行跟蹤； 53、 月球在標校電視上成像，所述標校電視加載在雷達天線上；對月球成像進行屏幕截 圖，并記錄截圖時刻跟蹤接收機輸出的角誤差電壓和天線大地俯仰角； 54、 計算月球上的著陸器在標校電視屏幕截圖中的像素點坐標； 55、 根據步驟S4的計算結果，計算著陸器在標校電視中的脫靶量； 56、 利用所述角誤差電壓對所述著陸器在標校電視中的脫靶量進行修正，得到著陸器 的修正脫靶量； 57、 根據所述著陸器的修正脫靶量和所述天線大地俯仰角，計算當前截圖時刻的光電 偏差； 58、 重復步驟S3至步驟S7多次，并將多次得到的光電偏差平均值作為光電偏差的檢測 結果，完成船載雷達的光電檢測。
2. 如權利要求1所述的對月跟蹤光電偏差檢測方法，其特征在于，所述步驟S4包括： 541、 在標注有著陸器位置的月面圖片中尋找兩個特征點，所述兩個特征點在標校電視 中能夠識別； 542、 在月面圖片中，確定所述兩個特征點與著陸器的相對位置關系； 543、 確定兩個特征點在標校電視屏幕截圖中的位置； 544、 根據兩個特征點與著陸器的相對位置關系以及兩個特征點在標校電視屏幕截圖 中的位置，計算著陸器在標校電視屏幕截圖中的像素點坐標。
3. 如權利要求2所述的對月跟蹤光電偏差檢測方法，其特征在于， 步驟S41中，著陸器的像素點坐標為T(xt，yT)，兩個特征點的像素點坐標分別為A(xa，Ya)、B(Xb，Yb); 則步驟S42中，兩個特征點與著陸器的相對位置關系Kp為：
步驟S43中，兩個特征點在標校電視屏幕截圖中的對應像素點坐標分別為A1Ocai,yA1) 和B1 (xB1，yB1)，著陸器在標校電視屏幕截圖中像素點坐標為T1 (xT1，yT1); 則步驟S44中，著陸器在標校電視屏幕截圖中的像素點坐標為：
4. 如權利要求3所述的對月跟蹤光電偏差檢測方法，其特征在于，所述步驟S5包括： 551、 在標校電視屏幕截圖中的十字標上分別找到光軸中心、橫向正偏Imil以及縱向 負偏Imil的像素點坐標； 552、 分別計算橫向正偏單位像素點以及縱向正偏單位像素點相對于光軸中心的角度 偏移量； S53、根據著陸器在標校電視屏幕截圖中的像素點坐標，分別計算著陸器在標校電視中 的橫向脫靶量和縱向脫靶量。
5. 如權利要求4所述的對月跟蹤光電偏差檢測方法，其特征在于， 步驟S51中，十字標上光軸中心的像素點坐標為0(?, %)、十字標上代表橫向正偏Imil的像素點坐標為ZA(xZA，yZA)、代表縱向負偏Imil的像素點坐標為ZB(xZB，yZB); 則步驟S52中，橫向正偏單位像素點相對于光軸中心的角度偏移量為：
縱向正偏單位像素點相對于光軸中心的角度偏移量為：
步驟S53中，著陸器在標校電視中的橫向脫靶量AAwS: AAw =KA(xT1-x。） 著陸器在標校電視中的縱向脫靶量AAeS: AEw =KE(yT1_y〇)。
6. 如權利要求5所述的對月跟蹤光電偏差檢測方法，其特征在于，所述步驟S3中，角誤 差電壓包括方位角誤差電壓ΛVa和俯仰角誤差電壓ΛVe，則步驟S6中： 著陸器的橫向修正脫祀量ΔΑ為：
著陸器的縱向修正脫靶量ΛΕ為：
其中，Kv為跟蹤接收機角誤差電壓靈敏度。
7. 如權利要求6所述的對月跟蹤光電偏差檢測方法，其特征在于，所述步驟S7中， 當前截圖時刻的橫向光電偏差為： Cs (η) = -ΔΑ 當前截圖時刻的縱向光電偏差為： Ce (η) = - Δ E- Δ EgCos Θ e 其中，AEg為重力下垂修正量，為天線大地俯仰角。
【文檔編號】G01S7/40GK104459646SQ201410646658
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月14日 優先權日:2014年11月14日
【發明者】顧新鋒, 毛亮, 劉童嶺, 金洵, 徐榮, 陳小剛, 黃坤, 謝騰, 楊甘霖 申請人:中國人民解放軍63680部隊