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第1章 概论1

1.1 概述1

1.1.1 外弹道测量和外测设备1

1.1.2 靶场外测设备的精度鉴定3

1.1.3 精度鉴定试验在靶场测控系统建设中的作用和意义6

1.1.4 靶场外测设备精度鉴定的目的7

1.2 靶场外测设备精度鉴定试验的主要方法与特点8

1.2.1 靶场外测设备精度鉴定方法8

1.2.2 靶场外测设备精度鉴定方法的特点13

1.2.3 现阶段我国靶场外测设备精度鉴定方法15

1.3 我国航天测控网建设中主要应用的精度鉴定设备16

1.3.1 弹道相机系统16

1.3.2 电影经纬仪16

1.3.3 GPS精度鉴定系统17

1.4 我国航天测控网建设中精度鉴定的发展概况和展望17

1.4.1 我国靶场外测设备精度鉴定工作的发展概况17

1.4.2 我国靶场外测设备精度鉴定工作展望20

参考文献22

第2章 靶场外测设备精度鉴定23

2.1 外弹道测量及其描述23

2.1.1 坐标系24

2.1.2 时间系统33

2.2 测量误差及其处理方法40

2.2.1 测量误差基本概念40

2.2.2 外测设备的误差模型42

2.2.3 误差理论43

2.2.4 系统误差的处理和修正46

2.2.5 随机误差的分析与统计49

2.2.6 异常值的检验与处理60

2.2.7 误差的合成与分配62

2.3 外测设备的精度分析方法67

2.3.1 外测设备的精度67

2.3.2 外测系统的误差传播分析69

2.4 外测设备精度鉴定的基本原理77

2.4.1 测量标准设备比对评定法概述77

2.4.2 测量标准设备比对评定法对试验数据的要求78

2.4.3 测量标准设备比对评定法的数据处理过程79

参考文献87

第3章 靶场外测设备精度鉴定试验的总体技术工作88

3.1 精度鉴定试验方案的总体设计88

3.1.1 精度鉴定试验总体设计的基本要求88

3.1.2 精度鉴定试验总体方案的初步设计90

3.1.3 精度鉴定试验总体方案的优化与确定95

3.2 精度鉴定试验基本参试系统的作用和要求98

3.2.1 比较标准测量系统的基本要求98

3.2.2 被鉴定系统的基本要求99

3.2.3 时间统一系统的作用与基本要求100

3.2.4 通信系统的作用与基本要求100

3.2.5 气象勤务系统预报及大地测量的作用与基本要求100

3.2.6 测量目标的基本要求101

3.3 精度鉴定试验的数据处理103

3.3.1 精度鉴定试验数据处理的主要内容103

3.3.2 精度鉴定试验数据精度分析评定107

参考文献115

第4章 弹道相机系统在精度鉴定试验中的应用116

4.1 弹道相机系统介绍116

4.1.1 弹道相机系统简介116

4.1.2 弹道相机系统基本组成及各部分作用117

4.2 弹道相机系统工作原理118

4.2.1 弹道相机系统工作原理118

4.2.2 弹道相机电控系统119

4.3 弹道相机测量数据处理127

4.3.1 弹道相机测量数据处理工作流程127

4.3.2 弹道相机干板处理程序128

4.4 弹道相机测量数据精度分析152

4.4.1 弹道相机测角均方总误差152

4.4.2 弹道相机测角精度的误差源153

4.4.3 弹道相机的定向误差158

4.4.4 目标像点量度误差162

4.4.5 大气抖动引起的测角误差163

4.4.6 快门误差164

4.4.7 像点位移引起的测角误差164

4.5 弹道相机系统主要技术指标检测164

4.5.1 弹道相机系统的拍摄能力164

4.5.2 弹道相机的测角精度168

4.5.3 快门对中与同步精度检测和调整173

4.5.4 系统记时精度测试175

4.5.5 系统畸变测试177

4.6 弹道相机系统实施精度鉴定试验的性能特点181

4.6.1 弹道相机系统精度鉴定试验的优点182

4.6.2 弹道相机系统精度鉴定试验的不足182

4.7 弹道相机在精度鉴定试验中需要关注的问题183

参考文献184

第5章 光电经纬仪在精度鉴定试验中的应用185

5.1 光电经纬仪系统介绍185

5.1.1 光电经纬仪用途185

5.1.2 光电经纬仪结构组成186

5.1.3 光电经纬仪系统组成与基本工作原理186

5.1.4 光电经纬仪的微型机和单板机190

5.2 光电经纬仪测量基础191

5.2.1 光电经纬仪轴系191

5.2.2 光电经纬仪测量坐标系192

5.2.3 光电经纬仪测量元素193

5.2.4 摄影画幅的点阵信息和脱靶量194

5.3 光电经纬仪的测量方法和基本原理194

5.3.1 光电经纬仪单台定位测量194

5.3.2 光电经纬仪交会测量195

5.4 光电经纬仪脱靶量分析与修正203

5.5 光电经纬仪系统误差修正207

5.5.1 光电经纬仪轴系误差修正207

5.5.2 光电经纬仪定向误差分析212

5.5.3 轴系误差与定向误差修正212

5.6 光电经纬仪测角与测距精度213

5.6.1 光电经纬仪测角精度213

5.6.2 光电经纬仪测距精度219

5.7 光电波折射误差修正220

5.7.1 光波折射基本概念221

5.7.2 光电经纬仪光电波折射修正量计算224

5.8 光电经纬仪测角精度测试方法226

5.8.1 测角精度测试原理226

5.8.2 星体弧长法227

5.8.3 星体角度法231

5.8.4 测量仪器比较法238

参考文献241

第6章 GPS测量在精度鉴定试验中的应用242

6.1 GPS系统概述242

6.1.1 GPS的空间系统243

6.1.2 GPS地面支撑系统243

6.1.3 GPS的用户系统243

6.1.4 GPS测量的坐标系245

6.2 GPS信号245

6.2.1 GPS导航电文246

6.2.2 GPS伪随机码248

6.3 GPS观测量和观测模型250

6.3.1 伪距观测量及观测模型250

6.3.2 载波相位观测量及观测模型251

6.3.3 积分多普勒观测量253

6.3.4 线性组合观测量253

6.4 GPS测量的误差源和改正模型258

6.4.1 对流层折射258

6.4.2 电离层折射259

6.4.3 多路径效应261

6.4.4 相对论效应261

6.4.5 钟差262

6.4.6 卫星轨道偏差263

6.4.7 天线相位中心误差264

6.4.8 其他误差265

6.5 GPS单点测量的基本原理265

6.6 GPS相对测量的基本原理267

6.6.1 位置差分269

6.6.2 伪距差分269

6.6.3 载波相位差分273

6.7 实时动态差分275

6.7.1 LADGPS实时动态测量技术275

6.7.2 广域差分实时测量技术287

6.8 实时差分GPS的数据通信287

6.8.1 实时差分GPS数据通信类型和手段288

6.8.2 差分GPS数据通信的类型和电文格式289

6.8.3 差分改正数更新率对实时定位精度的影响289

6.9 利用GPS测量载体的运动速度290

6.9.1 单点测速法290

6.9.2 差分测速法291

6.9.3 位置微分平滑测速法293

6.9.4 GPS测速精度分析294

6.10 用GPS载波相位测定运动载体的姿态297

6.10.1 载体姿态的坐标系及相互关系298

6.10.2 GPS测姿的基本原理299

6.11 GPS载波相位测量中的关键技术301

6.11.1 整周模糊度的确定301

6.11.2 周跳的检测与修复307

6.12 GPS动态测量的参数估计310

6.12.1 离散线性系统卡尔曼滤波的基本原理311

6.12.2 自适应卡尔曼滤波314

6.12.3 卡尔曼滤波应用举例316

6.13 GPS精度鉴定系统318

6.13.1 GPS用于精度鉴定试验的基本原理318

6.13.2 GPS精度鉴定系统的设备组成及功能319

6.13.3 测量数据的事后处理322

6.13.4 其他需要说明的问题333

参考文献336

第7章 自鉴定技术在外测系统精度鉴定中的应用338

7.1 概述338

7.2 EMBET自校准技术原理及特点339

7.2.1 EMBET自校准技术数学原理339

7.2.2 EMBET自校准技术的公式339

7.2.3 EMBET自校准技术的特点和使用条件345

7.3 系统误差模型的辨识346

7.3.1 系统误差模型346

7.3.2 系统误差模型的辨识350

7.4 EMBET自校准技术的改进357

7.4.1 样条约束EMBET自校准技术357

7.4.2 轨道约束EMBET自校准技术359

7.5 轨道约束自校准技术在外测系统精度鉴定中的应用361

7.5.1 自校准系统误差的观测方程361

7.5.2 轨道约束自校准技术的批处理公式366

7.5.3 轨道约束自校准技术的递推处理公式369

7.5.4 多台设备和多圈轨道自校准公式372

7.5.5 自鉴定测量精度公式374

7.6 EMBET自鉴定的工作流程375

参考文献376