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第1章 概论1

1.1 光学跟踪测量在航天测控网中的作用1

1.2 国内外光学测量发展现状3

1.2.1 国外发展现状3

1.2.2 国内发展情况4

1.3 航天器光学跟踪测量数据处理若干关键技术6

参考文献8

第2章 光学跟踪测量设备10

2.1 高速电视测量系统10

2.1.1 系统工作原理11

2.1.2 系统组成及功能12

2.2 经纬仪测量系统15

2.2.1 系统工作原理15

2.2.2 系统组成及功能17

2.3 实况记录仪测量系统20

2.3.1 系统工作原理20

2.3.2 系统组成及功能21

2.4 光电望远镜系统25

2.4.1 系统工作原理25

2.4.2 系统组成及功能26

参考文献29

第3章 事后光测数据获取30

3.1 判读仪30

3.1.1 视频图像判读仪工作原理与技术实现30

3.1.2 胶片判读仪工作原理与技术实现38

3.2 光学畸变与校准43

3.2.1 视频图像判读的光学畸变校准处理44

3.2.2 胶片判读的区域化畸变校准处理46

3.2.3 视频图像判读细分技术47

3.3 光学测量数据获取与格式48

3.3.1 视频图像和胶片测量数据记录格式48

3.3.2 光测数据的量纲复原60

3.4 判读系统主要技术指标标定方法61

3.4.1 视频图像判读系统标定方法61

3.4.2 胶片判读系统标定方法62

参考文献68

第4章 光测数据误差分析与修正处理69

4.1 跟踪误差与修正69

4.1.1 跟踪误差69

4.1.2 误差修正70

4.2 系统误差标定与数学模型70

4.2.1 设备系统误差简介71

4.2.2 轴系误差对测角的影响77

4.2.3 常规系统误差数学模型81

4.2.4 特殊系统误差数学模型81

4.3 时间误差修正83

4.3.1 激光测距延时修正83

4.3.2 采样点时间不一致修正84

4.4 跟踪部位误差的数学模型与修正85

4.4.1 箭体漂移跟踪部位误差及修正85

4.4.2 激光测距跟踪部位误差及修正86

4.4.3 光波折射误差及修正86

参考文献89

第5章 光测数据质量检查与评估90

5.1 光学成像质量检查90

5.2 判读误差不确定度分析95

5.2.1 视频图像判读不确定度分析95

5.2.2 胶片判读不确定度分析100

5.3 光学数据质量检查104

5.3.1 基于比对的残差检查104

5.3.2 不同设备的时间一致性分析108

5.4 异常变化数据的识别与诊断技术114

5.4.1 数据波动的量化评定与时域滤波技术115

5.4.2 数据散乱的识别与诊断技术119

5.4.3 数据摆动的识别与诊断技术121

5.5 数据过失误差的检查与处理126

5.5.1 丢点／重点诊断与修复126

5.5.2 异常点识别与修复129

5.5.3 斑点识别与修复133

5.6 残差平稳性检验142

5.6.1 逆序数检验法142

5.6.2 归一化游程检验法143

5.7 非平稳残差序列趋势项分离143

5.7.1 趋势项的拟合分离144

5.7.2 比对差值序列与比较标准的相依关系分析144

5.8 随机误差模型分析与统计145

5.8.1 典型的随机误差统计方法145

5.8.2 稳健统计法149

5.8.3 容错平滑残差统计法150

5.8.4 加权最小一乘统计方法152

5.9 布站结构的影响分析与评估155

5.9.1 影响分析方法156

5.9.2 实例分析与评估159

5.9.3 布站优化161

参考文献163

第6章 箭体姿态与漂移光测数据处理165

6.1 箭体姿态与漂移基础知识165

6.1.1 箭体舵面定义165

6.1.2 箭体坐标系165

6.1.3 箭体姿态描述166

6.1.4 垂直起飞与箭体漂移167

6.2 光测跟踪测量及计算168

6.2.1 测站的布站168

6.2.2 箭体测量标志169

6.3 箭体漂移计算169

6.3.1 箭体测量点坐标位置计算169

6.3.2 箭体测量点漂移及漂移方位角计算170

6.4 箭体姿态确定172

6.4.1 箭体俯仰角及偏航角确定172

6.4.2 箭体滚动角确定172

6.5 测元数据对漂移量数据影响分析182

6.5.1 分析模型182

6.5.2 误差计算183

6.6 发射点偏差对漂移量影响分析187

6.6.1 发射坐标及旋转矩阵187

6.6.2 扰动矩阵188

6.6.3 误差计算189

6.7 判读误差对漂移量影响分析191

6.7.1 误差模型191

6.7.2 误差分析192

6.8 摄影焦距对漂移量影响分析194

6.8.1 影响分析194

6.8.2 实例分析195

6.8.3 焦距测量与修正198

6.9 箭体漂移规律建模、分析与预测200

6.9.1 箭体漂移规律分析200

6.9.2 箭体漂移预报204

参考文献204

第7章 运载火箭飞行弹道的光测数据处理206

7.1 单台光测设备弹道确定206

7.1.1 定位算法206

7.1.2 误差传播与精度计算207

7.1.3 速度分量算法208

7.2 多台交会弹道确定208

7.2.1 测元层数据融合估计208

7.2.2 弹道层数据组合估计218

7.3 弹道数值微分法228

7.3.1 容错拟合微分算法229

7.3.2 容错样条微分算法234

7.3.3 容错插值微分算法236

7.3.4 滑动递推微分预报和容错微分预报算法237

7.3.5 几种典型微分效果比较分析240

7.4 其他参数的确定240

7.5 光学数据与其他数据融合处理技术242

7.5.1 与高精度测速系统信息融合处理242

7.5.2 与GPS测量信息融合处理245

参考文献250