天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室，天津 300072
为满足大尺寸测量仪器性能与制造水平提升的需求，基于非正交轴系架构理念对激光经纬仪进行设计。针对非正交轴系经纬仪在无参考末端情况下计算反向运动旋转角度的难题，提出反向运动线性模型，以实现旋转角度的快速、高精度计算。首先，基于李群李代数基本理论构建非正交轴系经纬仪正向运动学模型。其次，构建空间目标点与视准轴位姿参数间的约束关系，并结合旋转角度误差传递模型，确立用于求解旋转角度误差修正值的线性方程组。最终通过旋转角度初始估计值与误差修正值线性相加，获取高精度的反向旋转角度值。仿真结果表明，该方法所计算的旋转角度误差趋近于0，真实实验的旋转角度误差均小于0.02 mrad，验证了所提反向运动学线性模型的可行性与实用性。
光学仪器 非正交轴系 反向运动 线性模型 误差传递
1 中国科学院空天信息创新研究院 遥感卫星应用国家工程实验室，北京 100094
2 新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，乌鲁木齐 830006
3 中国科学院大学，北京 100049
4 大连海事大学 信息科学技术学院，辽宁 大连 116026
5 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 农业部农业信息技术重点实验室，北京 100081
地表比辐射率方向性研究是国际热红外定量遥感研究领域的热点与难点，现有的热红外沙地比辐射率方向性模型存在先验参数较多、精度较低、适用性差等问题。论文基于5个伪不变定标场，即Algeria3_1km、Algeria5_1km、Libya1_1km、Mauritania1_1km及Mauritania2_1km，综合利用长时序极轨卫星载荷AQUA/MODIS与静止轨道卫星载荷MSG/SEVIRI多角度观测数据，经过载荷相互校准、大气纠正、影像数据时空匹配等处理，基于热红外辐射传输方程，获取0~65°观测天顶角范围内各研究区方向性比辐射率，建立公里级像元尺度比辐射率方向性模型，并对其进行了不确定度评估。结果表明：地表比辐射率随观测天顶角增大而降低，其方向性效应随波段中心波长的增加而减小，Algeria5_1km区域的方向性效应最小，Mauritania1_1km区域的方向性效应最强；各研究区比辐射率方向性模型不确定度均随观测天顶角的增大而增大，模型不确定度均优于3%。
热红外遥感 地表比辐射率 方向性模型 误差传递理论 thermal infrared remote sensing land surface emissivity directional model error propagation theory
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学机电工程学院，吉林 长春 130022
3 长春理工大学空间光电技术国家与地方联合工程研究中心，吉林 长春 130022
包含章动、自适应光学以及精跟踪功能的复合激光通信系统的光路复杂，环境温度改变时多光轴的一致性较难保证，导致波前校正基准、跟踪零位偏移，严重影响通信链路的建立。为解决以上问题，对系统进行了一体化设计，提出了针对多光轴复杂光路的光轴一致性的分析方法，建立了多反射镜误差传递模型。经过计算可得：在10~30 ℃的环境温度范围内，精跟踪支路与通信支路间、通信发射支路与通信接收支路间、精跟踪支路与自适应光学支路间同轴度误差优于143.77 μrad、27.38 μrad和131.66 μrad。在实验室中进行30 ℃温度拉偏实验，实验结果表明：光轴实际偏转角度与仿真结果之间的误差优于13%。随后进行了楼宇间的1 km激光通信实验（环境温度28 ℃），成功实现稳定通信。
光通信 多光轴一致性 仿真分析 刚体位移 误差传递模型 光学学报
2022, 42(18): 1806002
红外与激光工程
2021, 50(12): 20210182
提出了一种在辨识一组典型特征点误差关系的基础上, 建立间接测量值与直接测量值之间的最有利函数关系, 并根据误差传播理论综合其他特征点的误差影响, 最终获得完整的方位、俯仰和倾斜角误差数学模型的PnP问题误差分步分析新方法。以P4P问题研究为例, 推导得到了单目视觉测量中相关参数和变量的误差函数解析式, 揭示了影响姿态测量精度的误差规律。经P4P姿态解算仿真, 验证了误差数学模型的正确性, 以及基于误差传播理论的误差分步方法的有效性。分析误差数学模型可以看出: 在单目视觉测量参数确定的条件下, 方位角测量误差与方位角值无关, 与相机高度和合作标志尺寸的比值成正比, 在较大范围内俯仰和倾斜角变化对方位角测量误差影响小; 俯仰/倾斜角的测量误差与俯仰/倾斜角值有关, 与相机高度和合作标志尺寸比值的平方成正比; 方位角测量误差小于俯仰/倾斜角测量误差。给出的分析方法和误差解析数学模型对单目视觉测量系统设计有指导作用。
单目视觉测量 PnP问题 精度分析 误差传播 姿态间接测量 monocular vision measurement perspective-n-points problem accuracy analysis error propagation theory indirect attitude measurement
1 北京市遥感信息研究所, 北京 100192
2 地球空间信息技术协同创新中心, 湖北 武汉 430079
推导了星载合成孔径雷达严密几何成像模型与有理多项式模型的等效关系,通过对全链路误差传播特性进行建模,仿真评估了定位精度与图像源夹角、同名点匹配精度等影响因素的定量关系,分析了异源立体定位所能达到的理论精度及其优越性,并推导出一套明确的数据选择策略。通过在轨数据实验充分验证了所提理论的正确性,并详细分析了不同数据组合下的误差规律,为异源立体定位的实际应用提供了可靠依据。
遥感 立体定位 合成孔径雷达 异源多视 有理多项式模型 误差传播
1 火箭军工程大学，西安 710025
2 中国人民解放军96829部队，辽宁 大连 116200
为了研究单轴旋转惯导系统的高度通道误差抑制方法, 首先分析了纯惯导高度通道的稳定性, 并通过比力方程建立了误差模型。然后推导了单轴旋转惯导系统的高度通道误差方程, 分析了抑制高度通道误差发散的条件, 得出在旋转轴处于水平状态时可以极大地抑制高度通道误差的结论。最后, 在三轴加速度计存在零偏的情况下, 对惯导系统的高度通道误差进行仿真。理论分析与仿真结果均表明旋转轴处于水平状态时可以有效抑制高度通道误差。
惯导系统 单轴旋转 误差传播特性 高度通道 inertial navigation system single-axis rotation error propagation characteristic allitude channel
惯导系统的旋转调制技术实质上是一种误差自补偿技术。为了研究单轴旋转惯导系统的误差补偿机理，从四元数微分方程的角度重新推导了旋转惯导系统的姿态误差模型，能够与常用的方向余弦法推导的模型相互印证。建立了具有一般意义的系统误差模型和静基座误差传播方程，并分析了惯性器件误差量的调制形式，为设计转位方案提供了依据。针对单轴连续旋转方案中陀螺常值漂移、标度因数误差和安装误差对导航误差的影响进行了仿真。理论分析与仿真结果均表明，惯性测量单元绕方位轴的连续旋转可以有效抑制导航误差。
捷联惯导 单轴旋转 误差传播特性 陀螺常值漂移 标度因数误差 安装误差 SINS single-axis rotation error propagation character gyro constant drift scale factor error setting error
分析了兵组架射导弹**系统组成与作战过程, 在此基础上, 给出了**系统误差传递模型, 并对各项误差源做简要介绍, 然后给出了**系统精度分析的数学模型, 最后参照具体的作战使用需求和系统(设备)的技术水平进行实例计算。实例计算结果表明了精度分析数学模型及误差源数值分配的合理性、有效性, 为**系统目标捕获概率的设计论证提供了方法和支持。
兵组架射导弹 **系统 误差传递模型 误差源 精度分析 计算实例 tripod-launched missile by several soldiers weapon system error propagation model error source accuracy analysis computing example
渤海大学信息科学与技术学院, 辽宁 锦州 121013
低成本立体摄像机需要高精度的标定和定量的精度评定才能应用于三维重建。推导了同步解算摄像机间的平台参数和摄像机内部参数的自检校光束法平差模型。利用全部标定参数及其协方差矩阵，建立了基于相对定向的立体摄像机标定精度的定量评价理论模型。利用低成本网络摄像机构建立体摄像机系统，对其实施标定和精度定量评定。实验表明，同步标定立体摄像机的内部参数、平台参数可以提高标定的精度和稳健性。考虑参数相关性的定量评价模型，能够更稳健地反映立体摄像机的标定精度。
机器视觉 摄像机标定 误差传播 多目视觉 三维重建 激光与光电子学进展
2016, 53(2): 021503
