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基于三态转换模型的光电经纬仪融合跟踪算法
1
作者 王厚峰 张世学 曹玉岩 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第1期285-294,共10页
针对光电经纬仪多传感器闭环模式下的自主稳定跟踪问题,提出多传感器自适应加权融合算法以及基于三态转换模型的融合跟踪算法。首先,利用衰减因子与最小二乘外推改进误差协方差的递推公式,得到基于误差协方差估计的多传感器加权融合算... 针对光电经纬仪多传感器闭环模式下的自主稳定跟踪问题,提出多传感器自适应加权融合算法以及基于三态转换模型的融合跟踪算法。首先,利用衰减因子与最小二乘外推改进误差协方差的递推公式,得到基于误差协方差估计的多传感器加权融合算法。接着,利用加权系数计算中新增误差项的残差和加权系数定义传感器的不同状态,提出基于三态转换模型的融合跟踪算法,即在当前传感器出现干扰或失效时,算法输出多传感器测量的加权融合值或进行传感器自主切换,实现经纬仪的自主稳定测量。实验结果表明:在某传感器出现干扰或无法提取脱靶量时,算法能及时切换所选择的传感器,输出数据准确平稳,保证了跟踪系统稳定运行,对于测量情形具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 靶场测控 光电经纬仪 数据融合 融合跟踪
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光电经纬仪自抗扰控制方法
2
作者 修大朋 《兵工自动化》 北大核心 2024年第6期5-8,共4页
为提升光电经纬仪在跟踪时的响应速度和抗干扰能力,提出一种基于观测器的自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)方法。对所有已知或未知的影响直流电机工作的干扰输入进行在线估计,并通过适当的反馈控制法来补偿这些干... 为提升光电经纬仪在跟踪时的响应速度和抗干扰能力,提出一种基于观测器的自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)方法。对所有已知或未知的影响直流电机工作的干扰输入进行在线估计,并通过适当的反馈控制法来补偿这些干扰;通过选取合适的观测器和控制器带宽参数,来实现良好的抗扰控制效果。仿真结果表明:基于观测器的自抗扰控制方法能有效地提高直流电机对外部干扰和内部未知参数变化的鲁棒性,具有工程应用前景。 展开更多
关键词 光电经纬仪 直流电机 自抗扰控制 线性扩张状态观测器 伺服控制
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基于MLE的靶场光电经纬仪高精度定位方法研究
3
作者 韩先平 《测控技术》 2024年第6期69-74,共6页
为解决靶场光电经纬仪现用交会定位解算模型作用范围小、与目标实际位置偏差大等问题,提高目标航迹解算精度和模型的适应范围,根据目标跟踪距离和测角误差分量关系,建立了经纬仪空间测量误差模型,优化了异面交会定位加权系数。基于最大... 为解决靶场光电经纬仪现用交会定位解算模型作用范围小、与目标实际位置偏差大等问题,提高目标航迹解算精度和模型的适应范围,根据目标跟踪距离和测角误差分量关系,建立了经纬仪空间测量误差模型,优化了异面交会定位加权系数。基于最大似然估计(Maximum Likelihood Estimate,MLE)理论,提出了一种新的更高精度的定位方法,并推导了精度估算公式。详细分析了交会角度、跟踪距离和测角精度对定位误差的影响。试验证明,该方法较现用定位方法适用测量区域增加一倍以上,定位精度提高20%,更适合多测站、不等精度、远距离跟踪等工程场景,具有推广价值。 展开更多
关键词 最大似然估计 光电经纬仪 异面交会 加权系数 定位误差
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靶场光电经纬仪多台交会测量的融合处理及其仿真分析 被引量：46
4
作者 张玲霞 马彩文 +1 位作者 刘轶 陈明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第12期1528-1532,共5页
基于两台经纬仪交会测量原理 ,分析了两台经纬仪交会测量误差 ;提出了四台经纬仪两两交会测量结果的加权融合处理方法 ,该方法充分利用了所有测站的测量信息 ,而且融合测量值误差小于任两台经纬仪的交会误差 ;最后进行了仿真分析 从仿... 基于两台经纬仪交会测量原理 ,分析了两台经纬仪交会测量误差 ;提出了四台经纬仪两两交会测量结果的加权融合处理方法 ,该方法充分利用了所有测站的测量信息 ,而且融合测量值误差小于任两台经纬仪的交会误差 ;最后进行了仿真分析 从仿真结果可以看出 ,利用该方法可以大大提高空中目标的辨识精度 另外 。 展开更多
关键词 靶场 光电经纬仪 仿真 导弹 航天实验 交会测量 辨识精度 空中目标 数据融合 测量误差 测量原理
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靶场光电经纬仪多台交会测量数据的一种处理方法 被引量：34
5
作者 张玲霞 马彩文 +1 位作者 陈明 曹晓青 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期139-142,共4页
给出了用多台光电经纬仪进行交会测量获取空中目标弹道轨迹的一种方法。该方法以每2台光电经纬仪交会测量方差的倒数为权将所有的交会测量结果进行了融合处理,并通过仿真试验进行相应的验证,进一步说明该方法的有效性。
关键词 光电经纬仪 交会测量 空中目标弹道轨迹 仿真试验 数据处理 数据融合
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光电经纬仪单站空间余弦及多站面面交汇的飞机姿态测量 被引量：22
6
作者 赵立荣 柳玉晗 +2 位作者 朱玮 曹永刚 于晓波 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期2786-2793,共8页
为了实现飞机姿态的测量,提出用光电经纬仪单站空间余弦姿态测量方法及多站面面交汇测量方法来获得飞机姿态参数。经纬仪单站加距离信息测量飞机姿态时,采用穷举法获得飞机轴线上的特征点,利用空间的位置关系获得空间姿态参数;经纬仪多... 为了实现飞机姿态的测量,提出用光电经纬仪单站空间余弦姿态测量方法及多站面面交汇测量方法来获得飞机姿态参数。经纬仪单站加距离信息测量飞机姿态时,采用穷举法获得飞机轴线上的特征点,利用空间的位置关系获得空间姿态参数;经纬仪多站交汇方法获得飞机飞行姿态参数时,首先采用Hough变换对二维平面图像拟合获得目标中轴线,然后计算原点到目标的中轴线的垂直距离及原点到目标的中轴线的法线与X轴正向的夹角,获得目标在二维平面的直线方程。目标图像的二维中轴线与摄影系统的光学中心唯一确定了一个空间平面,采用面面交汇的方法,获得空间中轴线,得到飞机轴线的偏航角及俯仰角。实验结果表明,单站测量目标姿态在距离<6000m时,姿态角测量误差<1°;多站测量目标姿态在交汇角为30～150°时,姿态角测量误差<0.6°。精度比对结果表明,本文采用的数学模型正确、算法合理,有效提取了飞机的姿态参数。 展开更多
关键词 光电经纬仪 飞机姿态 HOUGH变换 面面交汇方法
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利用动态靶标谐波特性评价光电经纬仪的跟踪性能 被引量：18
7
作者 张宁 沈湘衡 +1 位作者 杨亮 谢明明 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1286-1294,共9页
提出了一种利用动态靶标实现光电经纬仪跟踪性能等效正弦评价的新方法。分析了动态靶标目标及相应跟踪误差的幅度谱和功率谱特性,提出将动态靶标看作由有限项基频谐波和整数倍基频高次谐波的加权和组成的谐波源。根据被检光电经纬仪跟... 提出了一种利用动态靶标实现光电经纬仪跟踪性能等效正弦评价的新方法。分析了动态靶标目标及相应跟踪误差的幅度谱和功率谱特性,提出将动态靶标看作由有限项基频谐波和整数倍基频高次谐波的加权和组成的谐波源。根据被检光电经纬仪跟踪性能设计等效正弦信号,利用动态靶标产生与等效正弦信号同频率的谐波信号完成光电经纬仪跟踪误差系统在该频率下幅频特性函数值的测试。等效正弦的幅值和测得的幅频特性值乘积即为跟踪等效正弦信号的跟踪误差最大值,从而实现了跟踪性能评价。利用该方法测得方位方向的最大跟踪误差为0.65′,远小于4′的指标要求,而利用动态靶标直接检测的值为4.7′。实验表明该方法准确、可行,同时避免了直接利用动态靶标检测时可能使跟踪伺服系统出现过度校正的问题。 展开更多
关键词 光电经纬仪 跟踪性能 动态靶标 幅度谱 功率谱 傅里叶级数 跟踪误差系统
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大口径光电经纬仪主反射镜支撑结构设计 被引量：20
8
作者 伞晓刚 孙宁 +1 位作者 卓仁善 乔彦峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期3111-3117,共7页
针对大口径光电经纬仪主镜的支撑结构对主镜面形精度的影响,对大口径光电经纬仪的Φ1 000mm主镜的支撑结构进行了研究。分析了现有轴向和径向支撑结构的局限性,提出了适用于大口径主镜的新的轴向和径向支撑结构,并阐述了该支撑结构的工... 针对大口径光电经纬仪主镜的支撑结构对主镜面形精度的影响,对大口径光电经纬仪的Φ1 000mm主镜的支撑结构进行了研究。分析了现有轴向和径向支撑结构的局限性,提出了适用于大口径主镜的新的轴向和径向支撑结构,并阐述了该支撑结构的工作原理和优势。利用有限元分析软件建立了主镜的参数化模型,优化了主镜轴向支撑点和径向支撑点的位置,并分析了主镜光轴在竖直和水平位置两个极限状态下的面形误差,计算得到了主镜在竖直状态下面形误差RMS值为2.52nm;在水平状态下面形误差RMS值为4.33nm。对主镜进行装调后,用光学干涉仪检测得到主镜光轴水平时面形精度RMS值为19.87nm。仿真分析结果和实物检测结果都满足设计指标中面形误差RMS值小于λ/30的要求(λ=632.8nm),验证了轴向和径向支撑结构的可行性。 展开更多
关键词 大口径光电经纬仪 主镜 支撑结构 面形精度
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提高光电经纬仪跟踪快速运动目标能力的一种方法 被引量：21
9
作者 王建立 陈涛 +1 位作者 陈娟 王世杰 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期34-37,共4页
考虑到系统稳定性,光电经纬仪跟踪伺服系统一般设计成I型系统。I型系统存在速度、加速度动态滞后误差。动态滞后误差的大小不但与跟踪系统有关,还与目标运动特性有关。在跟踪快速运动目标时,会因速度、加速度动态误差的增大,导致目标脱... 考虑到系统稳定性,光电经纬仪跟踪伺服系统一般设计成I型系统。I型系统存在速度、加速度动态滞后误差。动态滞后误差的大小不但与跟踪系统有关,还与目标运动特性有关。在跟踪快速运动目标时,会因速度、加速度动态误差的增大,导致目标脱离视场,丢失目标。因此提高光电经纬仪跟踪快速运动目标的能力,一直是光电跟踪伺服系统努力的方向。本文给出了一种提高光电经纬仪跟踪快速运动目标的能力的方法:动态1+I控制法,并利用SIMULINK建立了跟踪伺服系统动态1+I控制法仿真模型。仿真结果表明动态1+I控制法是一种提高光电经纬仪跟踪快速运动目标能力的有效方法。 展开更多
关键词 目标跟踪 运动目标 跟踪伺服系统 光电经纬仪
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靶场适用的光电经纬仪光轴平行性检测 被引量：17
10
作者 贾文武 刘培正 +2 位作者 唐自力 张三喜 胡秋平 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1670-1677,共8页
针对可换负载式光电经纬仪更换成像探测组件后的光轴平行性检测,提出了一种靶场适用的光电经纬仪光轴平行性检测方法。该方法在正倒镜状态下拍摄方位标,结合经纬仪角度测量结果和方位标距离测量结果计算方位标十字丝中心在成像坐标系下... 针对可换负载式光电经纬仪更换成像探测组件后的光轴平行性检测,提出了一种靶场适用的光电经纬仪光轴平行性检测方法。该方法在正倒镜状态下拍摄方位标,结合经纬仪角度测量结果和方位标距离测量结果计算方位标十字丝中心在成像坐标系下的坐标,通过基于坐标变换推导的光轴平行性检测公式计算成像光轴相对理想照准光轴的偏差,从而实现对光轴平行性的检测。对该方法的检测精度进行了分析,结果表明成像系统投影中心坐标测量误差和距离测量误差对光轴平行性检测误差随着方位标距离增大而减小,当方位标距离为1 km、坐标测量误差为1 cm时,坐标测量误差和距离测量误差对平行性检测精度的影响约为0.01 mrad;当方位标距离足够远时,平行性检测精度与成像系统的角度测量误差相当,能够满足靶场使用需求。 展开更多
关键词 光电经纬仪 光轴平行性 靶场检测 方位标
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一种基于高斯-牛顿法的光电经纬仪交会测量算法 被引量：20
11
作者 吕帅华 苏秀琴 +1 位作者 张占鹏 向静波 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期22-25,共4页
针对靶场光电测量中使用的双站交会方法需要切换交会公式、交会精度不高的问题,提出了一种在直角发射坐标系中,基于高斯-牛顿法的多站交会方法。通过仿真试验将其与传统双站交会方法进行比较,证明了这种多站交会方法具有良好的收敛性和... 针对靶场光电测量中使用的双站交会方法需要切换交会公式、交会精度不高的问题,提出了一种在直角发射坐标系中,基于高斯-牛顿法的多站交会方法。通过仿真试验将其与传统双站交会方法进行比较,证明了这种多站交会方法具有良好的收敛性和较高的交会精度。 展开更多
关键词 光电经纬仪 交会测量 高斯-牛顿法 海森矩阵
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光电经纬仪旋转靶标特性对目标跟踪的影响 被引量：12
12
作者 顾营迎 沈湘衡 +2 位作者 贺庚贤 董智萍 赵玉艳 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期19-24,共6页
旋转靶标是一种室内检测光电经纬仪跟踪性能的常用设备。本文介绍了旋转靶标的基本组成结构和影响靶标运动特性(方位俯仰角速度、角加速度)的基本参数,应用球面三角几何建立了旋转靶标的方位俯仰角坐标方程。依据方位俯仰角坐标方程分... 旋转靶标是一种室内检测光电经纬仪跟踪性能的常用设备。本文介绍了旋转靶标的基本组成结构和影响靶标运动特性(方位俯仰角速度、角加速度)的基本参数,应用球面三角几何建立了旋转靶标的方位俯仰角坐标方程。依据方位俯仰角坐标方程分析靶标的特性参数对靶标运动特性的影响,说明旋转靶标存在运动特性与实际跟踪目标特性不一致的问题,得出应用旋转靶标评价光电经纬跟踪性能是不全面充分的结论。 展开更多
关键词 旋转靶标 运动特性 球面三角几何 光电经纬仪
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三轴误差对光电经纬仪测角的影响 被引量：10
13
作者 田留德 刘朝晖 +3 位作者 赵建科 潘亮 段亚轩 张周锋 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第S01期192-197,共6页
轴系是决定光电经纬仪测量精度的关键组件,三轴误差是影响经纬仪测角精度的主要因素。根据经纬仪三轴地平结构,建立了球面坐标系并用球面三角学推导了轴系误差引起测量误差的精确数学模型。对精确模型简化得到了适用于工程应用的简化模... 轴系是决定光电经纬仪测量精度的关键组件,三轴误差是影响经纬仪测角精度的主要因素。根据经纬仪三轴地平结构,建立了球面坐标系并用球面三角学推导了轴系误差引起测量误差的精确数学模型。对精确模型简化得到了适用于工程应用的简化模型。仿真表明,照准差和水平轴倾斜对方位角测量影响较大,目标俯仰角越大影响越严重;对俯仰角测量影响较小,可以忽略不计;垂直轴倾斜对方位角、俯仰角测量的影响是目标方位角正弦函数。为光电经纬仪的精度分析、误差分配和误差修正提供了有效参考途径。 展开更多
关键词 轴系误差 光电经纬仪 测角误差 球面三角
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光电经纬仪测角精度分析 被引量：26
14
作者 杜俊峰 张孟伟 张晓明 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期466-473,共8页
测角精度是影响光电经纬仪定位功能的重要因素。为了进一步提高光电经纬仪的测角精度,对测角误差进行详细分析是必要的。从光电经纬仪的总体设计出发,找出了影响测量数据获取、转换、合成中的各项误差源,并详细分析了它们的大小和性质... 测角精度是影响光电经纬仪定位功能的重要因素。为了进一步提高光电经纬仪的测角精度,对测角误差进行详细分析是必要的。从光电经纬仪的总体设计出发,找出了影响测量数据获取、转换、合成中的各项误差源,并详细分析了它们的大小和性质。通过分析光电经纬仪工作原理及结构找出了主要误差源。对机架系统的误差、测角单元误差、电气系统误差、脱靶量误差、大气折射修正误差等主要误差源进行分析计算,并对各单元进行了误差分配。最后,计算了光电经纬仪投影测角精度的均方根值。分析计算结果显示:通过精心设计、加工、检测,修正可使一部分误差减小甚至忽略,但机架系统的误差、测角单元误差、脱靶量误差对测角精度的影响仍很显著;在当前工艺水平下,光电经纬仪事后空间指向精度可以达到σ≤2″。 展开更多
关键词 测角精度 光电经纬仪 误差分析 误差分配
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预测滤波技术在光电经纬仪中的应用仿真 被引量：19
15
作者 黄永梅 马佳光 傅承毓 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期5-9,共5页
在光电经纬仪中,电视或红外脱靶量的滞后对控制系统的稳定性和跟踪精度都有较大的影响。根据跟踪控制系统实时性和精度要求,设计了两种预测滤波器,卡尔曼滤波器和有限记忆平滑滤波器,并模拟光电经纬仪实际工作的几种情况,进行了仿真。... 在光电经纬仪中,电视或红外脱靶量的滞后对控制系统的稳定性和跟踪精度都有较大的影响。根据跟踪控制系统实时性和精度要求,设计了两种预测滤波器,卡尔曼滤波器和有限记忆平滑滤波器,并模拟光电经纬仪实际工作的几种情况,进行了仿真。仿真结果表明,预测滤波技术能有效地增加控制系统的相角稳定裕度,改善控制系统的性能。 展开更多
关键词 滤波技术 光电经纬仪 应用仿真 卡尔曼滤波器 有限记忆平滑滤波器
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车载光电经纬仪的测量误差修正 被引量：12
16
作者 王涛 唐杰 宋立维 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期1335-1338,共4页
为了降低载车平台变形对经纬仪测角精度的影响,补偿较大变形产生的测角误差,实现活动站测量,分析了平台变形对光电经纬仪测角误差影响的基本原理,利用一套激光自准直式的非接触测量装置测量出因平台变形而导致的经纬仪方位旋转轴线的倾... 为了降低载车平台变形对经纬仪测角精度的影响,补偿较大变形产生的测角误差,实现活动站测量,分析了平台变形对光电经纬仪测角误差影响的基本原理,利用一套激光自准直式的非接触测量装置测量出因平台变形而导致的经纬仪方位旋转轴线的倾斜角及倾斜方向,通过时统终端与经纬仪望远系统同时记录测角数据及倾斜数据,从而对测角误差进行修正。该方法精度高、实时性强,能够补偿±0.7°范围内平台变形而带来的测角误差,测量装置误差在20″内。为实现高精度车载光电测量提供了一种有效的途径。 展开更多
关键词 车载平台 光电经纬仪 测角误差
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光电经纬仪实时可视化仿真系统 被引量：8
17
作者 熊帅 付承毓 +1 位作者 唐涛 刘兴法 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第9期49-55,共7页
经纬仪实时可视化仿真系统可用于操作手训练和经纬仪测试,构建了经纬仪仿真系统总体功能结构,主要完成经纬仪场景仿真和跟踪状态解算。论述了场景仿真中CCD虚拟相机成像模拟、目标轨迹仿真、目标脱靶量求取、背景云图模拟和实时图像效... 经纬仪实时可视化仿真系统可用于操作手训练和经纬仪测试,构建了经纬仪仿真系统总体功能结构,主要完成经纬仪场景仿真和跟踪状态解算。论述了场景仿真中CCD虚拟相机成像模拟、目标轨迹仿真、目标脱靶量求取、背景云图模拟和实时图像效果添加等关键技术。建立了经纬仪跟踪控制系统simulink模型,通过Real-time Workshop(RTW)生成了模型代码,并进行相应改写建立了跟踪状态解算模块。采用VC++,Vega,OpenGL和OpenGL着色语言(GLSL)开发了仿真系统,实际应用表明,实时性良好,不需接入实际经纬仪系统,进一步降低了训练的成本,并能帮助实际系统进行测试、分析与设计。 展开更多
关键词 光电经纬仪 可视化仿真 实时 VEGA RTW OPENGL
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采用标准轴承的光电经纬仪轴系误差修正 被引量：15
18
作者 冯栋彦 高云国 张文豹 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期605-611,共7页
为了满足对小型跟踪架低成本、短周期和高互换性的要求,提出了采用标准轴承轴系代替现有研磨轴系的轴系改造方法。分析了采用标准轴承后的轴系误差源,根据跟踪架的使用多为远距离探测跟踪等特点,给出变轴线晃动为轴线平移的消差方法。... 为了满足对小型跟踪架低成本、短周期和高互换性的要求,提出了采用标准轴承轴系代替现有研磨轴系的轴系改造方法。分析了采用标准轴承后的轴系误差源,根据跟踪架的使用多为远距离探测跟踪等特点,给出变轴线晃动为轴线平移的消差方法。设计了水平轴系实验模型,采用p5级深沟球轴承进行实验测量,并用傅里叶谐波分析方法对数据进行了分析。实验结果表明:水平轴左右轴承安装时,轴承内圈径向跳动最大方向安装在同一方向时,轴系晃动最大误差为2.430″;轴承内圈径向跳动最大方向相差180°安装时,轴系晃动最大误差为6.126″,说明第一种安装方法会使跳动误差同步同周期变化,从而较大地减少轴系晃动。实验结果验证了消差方法的可行性,采用高精度等级轴承并采用提出的消差方法可以满足一般中小型跟踪架的精度要求。 展开更多
关键词 光电经纬仪 跟踪架 标准轴承 轴系误差 傅里叶谐波分析
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基于视景仿真的光电经纬仪模拟训练器 被引量：15
19
作者 于正林 谭微 姜涛 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期509-513,共5页
研究了一种用于光电经纬仪模拟训练的三维可视化视景仿真系统的实现方法,介绍了模拟训练系统的组成及虚拟环境中视景表示与生成方法。采用Visual C++和OpenGL编程技术实现目标飞行场景立体仿真、飞行轨迹实时显示。运用OpenGL函数库研... 研究了一种用于光电经纬仪模拟训练的三维可视化视景仿真系统的实现方法,介绍了模拟训练系统的组成及虚拟环境中视景表示与生成方法。采用Visual C++和OpenGL编程技术实现目标飞行场景立体仿真、飞行轨迹实时显示。运用OpenGL函数库研究了目标跟踪场景仿真模型的建模方法、特殊效果产生技术、模型的数据驱动及视点变化技术。在实现目标三维飞行场景实时显示的同时进行人机交互控制,最终可从任意距离和各个不同角度实现飞行器飞行、操作手模拟跟踪的视景仿真。 展开更多
关键词 光电经纬仪 模拟训练器 视景仿真 三维场景
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用数字滤波器改善光电经纬仪机械谐振频率的方法 被引量：17
20
作者 张卫国 曹永刚 陈涛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1999年第2期77-82,共6页
分析了经纬仪机械谐振频率对系统动态特性的影响，阐述了用双Ｔ数字滤波器消除机械谐振频率影响的方法。
关键词 谐振频率 数字滤波器 采样周期 光电经纬仪
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