光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术分解
第四章-经纬仪及水平角观测分解
1)
视准轴误差的影响 利用三角函数关系，得X c c / cosa ，由公 Xc 式得，对同一目标，盘左盘右的 值的绝对 值相等便符号相反，取两者的平均可消除C 角的影响。
2) 横轴不水平误差的 影响
X i i tana，故盘左盘右观测取 对水平方向的影响为： 平均值可以消除横轴不水平误差的影响。
第3节经纬仪的基本操作
⑴、对中及其作用 ⑵、整平及其作用 ⑶、瞄准 ⑷、读数
第4节 水平角观测
一、测回法观测水平角 1、适用情况及公路工程中的运用 2 、盘左盘右 , 左目标右目标的概念及在测角过程中的重 要意义 3、施测过程和记录 ⑴、安置仪器 ⑵、a左 → b左 → b右→ a右 4、计算与精度指标 1、半测回角值的计算: b左(b右)小于a左(a右)的原因及 计算方法. 2、精度指标 3、最后结果
2竖直角测量原理
垂直角：在同一竖直面内，地面某点至目 标的方向线与水平视线间的夹角。 仰角：目标的方向线在水平视线的上方， 为正。0-90 俯角：目标的方向线在水平视线的下方， 为负。0- -90
第2节 光学经纬仪
1 光学经纬仪介绍
经纬仪是测量角度的仪器。根据测角精度的 不同，我国的经纬仪系列分为DJ07、DJ1、 DJ2、DJ6、DJ30等几个等级。DJ分别为 “大地测量”和“经纬仪”的汉字拼音第一个 字母，其下标数字为该仪器一测回方向观测中 误差的秒数。
2 观测误差
1) 对中误差
2 )目标偏心误差
m偏
2 e1 2 s1
s2 / 2
2
2 e2
3 观测本身误差的影响
观测本身的误差包括 照准误差和读数误差。 影响照准精度的 因素很多，主要因素有： 1) 望远镜的放大率 2) 目标和照准标志的形状及大小 3) 目标影像的亮度和清晰度 4) 人眼的判断力
经纬仪原理及角度测量方法解析
经纬仪原理及⾓度测量⽅法解析经纬仪原理及⾓度测量⽅法内容：理解⽔平⾓、竖直⾓测量的基本原理；掌握光学经纬仪的基本构造、操作与读数⽅法；⽔平⾓测量的测回法和⽅向观测法；掌握竖盘的基本构造及竖直⾓的观测、计算⽅法；掌握光学经纬仪的检验与校正⽅法；了解⽔平⾓测量误差来源及其减弱措施及电⼦经纬仪的测⾓原理及操作⽅法。
重点：光学经纬仪的使⽤⽅法；⽔平⾓测回法测量⽅法；竖直⾓测量⽅法；难点：光学经纬仪的检验与校正。
§ 3.1 ⾓度测量原理⾓度测量(angular observation) 包括⽔平⾓(horizontal angle) 测量和竖直⾓(vertical angle) 测量。
⼀、⽔平⾓定义从⼀点出发的两空间直线在⽔平⾯上投影的夹⾓即⼆⾯⾓，称为⽔平⾓。
其范围：顺时针0°～360°。
⼆、竖直⾓定义在同⼀竖直⾯内，⽬标视线与⽔平线的夹⾓，称为竖直⾓。
其范围在0°～±90°之间。
如图当视线位于⽔平线之上，竖直⾓为正，称为仰⾓；反之当视线位于⽔平线之下，竖直⾓为负，称为俯⾓。
§ 3.2 光学经纬仪（optical theodolite ）经纬仪是测量⾓度的仪器。
按其精度分，有DJ6 、DJ2 两种。
表⽰⼀测回⽅向观测中误差分别为6"、2"。
⼀、DJ6 光学经纬仪的构造DJ6 光学经纬仪图1、照准部(alidade)2、⽔平度盘(horizontal circle)3、基座(tribrach)⼆、J6的读数⽅法1、J6 经纬仪采⽤“分微尺测微器读数法”，分微尺的分划值为1ˊ，估读到获0.1ˊ( 即：6") 。
如图，⽔平度盘读数为：73°04ˊ24"。
2、“ H ”——⽔平度盘读数，“ V ”——竖直度盘读数。
三、J2 光学经纬仪的构造如图与J6 相⽐，增加了：1、测微轮——⽤于读数时，对径分划线影像符合。
光电经纬仪姿态测量精度室内检测方法
光电经纬仪姿态测量精度室内检测方法摘要：光电经纬仪的姿态测量精度是指光电经纬仪在规定的加速度运动状态下，对运动目标的实时测量值与目标空间方向真值的差值，是衡量光电经纬仪测量精度的重要技术指标之一。
本文通过理论分析，为光电经纬仪的姿态测量精度提供了一种室内测量方法。
关键词：光电经纬仪姿态测量精度；室内检测方法光电经纬仪是经纬仪与光电探测装置相结合的产物。
它是一种对运动目标参数（位置、速度等）进行自动跟踪和实时测量，同时记录运动目标姿态的光电测量装置。
目前光电经纬仪确定目标最常用的方法是姿态测量法，因此研究光电经纬仪对目标姿态的测量精度具有十分重要的意义。
一、光电经纬仪姿态测量工作原理光电经纬仪机架为3轴（垂直轴、水平轴、视准轴）地平装置。
框架3的轴相互垂直，水平轴和准直轴可以围绕垂直轴在水平面内旋转。
光电检测装置安装在水平轴上，其主光轴为准直轴，与水平轴垂直，可绕水平轴在垂直面内旋转。
垂直轴和水平轴分别装有轴角编码器。
当视觉轴绕垂直轴旋转时，垂直轴编码器读出的角度称为方位角，当视觉轴绕水平轴旋转时，水平轴编码器读出的角度称为俯仰角。
这样，只要准直轴对准目标，就可以得到光轴指向目标的方位角和俯仰角。
为了保证精密检测的可靠性，在检测系统中采用了传统的T型架，采用水平光管和大角度平行光管。
检测系统主要包括T型架、水平平行光管、大角度平行光管、隔离型地环、高精度T4经纬仪、高精度水准仪和经纬仪。
将被测经纬仪放在测量基座上，调整到水平管和大角度管同时测量的位置，然后将经纬仪调平（要求调平精度小于1角秒），调平后用被测经纬仪测量水平光管和大角度光管经纬仪，并通过测量后的数据处理，在摇摆状态下进行小角度干扰测量，使大角度平行光管的星点目标在测量架上记录相对运动轨迹。
通过图像存储，记录星点目标的运动轨迹，通过后处理得到一组大角度光管的动态测量值。
根据光电经纬仪等摄像测量设备拍摄的目标数字图像，利用图像处理技术，确定目标图像的二维中心轴，即被测目标中心轴在目标表面上的投影。
使用电子经纬仪进行测绘定位的操作方法
使用电子经纬仪进行测绘定位的操作方法一、引言随着科技的不断进步，测绘工作也在逐渐向数字化、自动化方向发展。
电子经纬仪作为测绘领域中的先进设备之一，可以实现高精度的测量和定位功能。
本文将介绍使用电子经纬仪进行测绘定位的操作方法，帮助读者深入了解这一工具的使用技巧。
二、电子经纬仪的基本原理电子经纬仪是一种利用卫星定位系统（GNSS）进行测量和定位的设备。
它通过接收来自卫星的信号，计算出观测点的坐标，并提供高精度的位置信息。
三、仪器准备在使用电子经纬仪进行测绘定位之前，需要进行一些准备工作。
首先，确保电子经纬仪的电量充足，并检查设备的完整性和连接性。
其次，选择一个开阔的、视野良好的测量点，以便接收卫星信号。
最后，根据测绘任务的要求，设置好电子经纬仪的工作模式和参数。
四、信号接收和测量当电子经纬仪处于工作状态时，它将开始接收卫星信号并进行测量。
在测量过程中，保持仪器的稳定和水平，避免外界干扰。
在信号接收良好的情况下，电子经纬仪将自动进行观测和测量，并显示当前位置的坐标。
根据需要，可以进行多组观测，以提高定位的准确性。
五、数据处理和分析测量完成后，需要对所得到的数据进行处理和分析。
将测量数据导入计算机或移动设备，并使用专业的测绘软件进行数据处理。
通过比对多组观测数据，可以得到更准确的位置信息，并进行误差校正和精度评估。
此外，还可以将测量结果与地理信息系统（GIS）进行集成，以进一步分析和应用。
六、误差控制和精度提升在测绘定位过程中，误差是无法完全避免的。
然而，通过有效的误差控制和精度提升方法，可以将误差控制在可接受范围内。
一种常用的方法是进行差分测量，即将基准站的观测数据与移动站的数据进行比较，从而消除部分误差。
此外，还可以使用辅助设备如水准仪进行高程控制，进一步提高定位的精度。
七、技巧与注意事项在使用电子经纬仪进行测绘定位时，有一些技巧和注意事项需要牢记。
首先，保持仪器的稳定和水平是非常重要的，可以使用三脚架或支架来固定仪器。
经纬仪使用教程讲解
经纬仪使用教程讲解经纬仪及角度测量角度测量是测量的三项基本工作之一，包括水平角测量和竖直角测量。
经纬仪是最常用的角度测量仪器。
水平角测量用于计算点的平面位置，竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改算成水平距离。
一、水平角测量原理水平角是地面上一点到两目标的方向线投影到水平面上的夹角，角值范围0º～360 º。
为了测出水平角的大小，可以设想在测站点上方水平地安置一个带有顺时针刻画、注记的圆盘，并使其圆心在过测站点的铅垂线上。
观测水平角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，直线在水平圆盘上的投影是om、on。
如果能读出om、on在水平圆盘上的读数m和n，那么水平角就等于m减去n，即水平角= m-n。
因此，用于测量水平角的仪器必须有一个能读数的度盘，并能使之水平。
经纬仪就是根据上述要求设计制造的一种测角仪器。
该度盘应能沿水平方向转动，也能高低俯仰。
当度盘高低俯仰时，其视准独应划出一竖直面，这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度盘读数。
二、竖直角测量原理竖直角是同一竖直面内视线与水平线间的夹角。
角值范围为-90°～+ 90°。
竖直角与水平角一样，其角值也是度盘上两个方向读数之差。
不同的是竖直角的两个方向中必有一个是水平方向。
任何类型的经纬仪，制作上都要求当竖直指标水准管气泡居中，望远镜视准轴水平时，其竖盘读数是一个固定值。
因此，在观测竖直角时，只要观测目标点一个方向并读取竖盘读数便可算得该目标点的竖直角，而不必观测水平方向。
二、DJ6级光学经纬仪的构造DJ6级光学经纬仪是一种光学经纬仪，按编制了标准分类。
它由望远镜、度盘、水平盘、竖盘、支架等部分组成。
在观测时，需要将经纬仪放置在水平面上，然后通过望远镜观测目标点，读取度盘和竖盘上的读数，从而计算出水平角和竖直角的大小。
级光学经纬仪的构造简单，但功能也更为单一。
它主要由基座、水平度盘、照准部和读数装置组成。
经纬仪的原理与使用讲解
经纬仪的原理与使用一．角度测量的原理及相关基本概念角度测量包括水平角测量和竖直角测量，其中水平角测量是用于测量地面点的位置，竖直角测量是用于间接测定地面点的高程。
（一）水平角的测量原理水平角概念：从一点到两目标的方向线垂直投影在水平面上所成的角，β。
如书图3－1。
为了测定水平角β，那么可设想在过角顶B点上方安置一个水平度盘，水平度盘上面带有顺时针刻划、注记。
我们可以在BA方向读一个数n，在BC方向读一个数m，那水平角β就等于m减n，用公式表示为β＝右目标读数m－左目标读数n水平角值为0～360°。
（二）竖直角的测量原理竖直角概念：测站点到目标点的视线与水平线间的夹角，用α表示。
如书图3－2：α为AB方向线的竖直角。
其值从水平线算起，向上为正，称为仰角，范围是0°～90°；向下为负，称为俯角，范围为0°～－90°。
天顶距概念：视线与测站点天顶方向之间的夹角，图3－2中以Z 表示，其数值为0°～180°，均为正值。
与竖直角的关系：α＝90°－Z为了测定天顶角或竖直角，那我们同测水平角类似，在A点安置一个竖直度盘，同样是带有刻划和注记。
这个竖直度盘随着望远镜上下转动，瞄准目标后则有一个读数，那此读数就为竖直角。
根据上述角度测量原理，研制出的能同时完成水平角和竖直角测量的仪器称为经纬仪。
经纬仪按不同测角精度又分成多种等级，如DJ1、DJ2、DJ6、DJ10等。
D、J为“大地测量”和“经纬仪”的汉语拼音第一个字母，数字表示该仪器测量精度。
DJ6表示一测回方向观测中误差不超过±6″。
工程中常用的精度有2″、6″和10″。
二．DJ6型光学经纬仪（一）基本构造：照准部，水平度盘，基座（二）读数方法：最常见的读数方法有分微尺法、单平板玻璃测微器法和对径符合读法。
下面分别说明其构造原理及读数方法。
1．分微尺法分微尺法也称带尺显微镜法，多用于DJ6级仪器。
经纬仪测量视距和高差的方法
用经纬仪测量视距及高差的步骤及方法淮安供电公司市郊农电葛进进一、三脚架架设操作步骤及方法1、架设前，先把三脚架的三条腿拉出张开，三脚架的高度和测量者的下巴高度相等，然后钮紧。
2、对准被测物的方向，将三脚架有前支架支在标桩前向两脚处（约50cm），再把后两脚左右分开，使支架底盘中点能对准地面上的标桩，并尽量让三脚架的底座大概水平，然后将两脚支好。
3、三脚架架好后，打开经纬仪箱，左手抓住仪器支架，右手托住仪器底部，放在三脚架上，并使仪器架底座的方向与三脚架座的方向一致，旋上下面的旋钮。
（注意：未旋上旋钮前，左手不能松开仪器）1、经纬仪对中时，双手握住三脚架两面左右支架，前后左右移动，目光通过光学对中器（可以向外拉或旋转，来调节清楚）寻找中心桩，（可将脚放在中心桩处）进行对中。
(中心桩在前向前移动，中心桩在后向后移动，中心桩在左向右移动，中心桩在右向左移动。
)2、光学对中器对准中心桩后，将三个支架用脚轻踩一下。
三、经纬仪整平的操作步骤及方法12、粗整平：用微调整三角支架升降使仪器圆水准器的水泡调至居中；方法：可用精整平的方法，用长条水准管两次来调整圆水准器的水泡。
调整水平泡的技巧：如果水泡在水准器中心的左边，则三脚架螺旋逆时针转，如果在右边，则顺时针转。
3、精整平：精调调整仪器三脚螺旋旋钮，使横向水准管的水泡居中。
精调的方法：第一步，仪器支架与前面两个三脚螺旋旋钮调致平行后，用两手同时向内或向外慢慢旋转前面两个三脚螺旋旋钮，使水准管水泡调到中央；第二步，把仪器旋转90度。
使仪器支架与第三个三脚螺旋旋钮在一直线上，调整第三个三脚螺旋旋钮，向内或向外慢慢旋转，使水准管水泡调到中央，以上二步骤反复进行，直至横向水准管的水泡全部居中为止。
四、测量视距1、对中、整平以后，把望远镜对向被测目标，旋转目镜调焦手轮（靠近眼的黑旋钮），使十字线清晰。
2、把望远镜上的光学瞄准器准星大致对准被测点，转动望远镜上望远镜调焦手轮（远离眼的银色旋钮）使被测点使远处测量物最清晰，并在十字线附近。
机载光电跟踪测量的目标定位误差分析和研究
1、高精度和高分辨率：随着应用场景的不断扩大和复杂化，对目标跟踪的精 度和分辨率的要求也越来越高。因此，提高机载光电平台的探测精度和分辨率 将是未来的重要研究方向。
2、智能化和自主化：随着人工智能和机器学习技术的发展，未来的机载光电 平台目标跟踪技术将更加智能化和自主化，能够自动学习和适应各种复杂环境， 实现更加准确和可靠的目标跟踪。
机载光电跟踪测量的目标定位 误差分析和研究
01 引言
03 研究方法
目录
02 文献综述 04 参考内容
引言
机载光电跟踪测量系统在军事、航空、航天等领域具有广泛的应用，例如导弹 制导、无人机导航、目标跟踪等。这种测量系统的精度直接影响了武器的命中 率、导航的准确性以及任务的成功与否。然而，在实际应用中，由于受到多种 因素的影响，机载光电跟踪测量系统的目标定位误差往往较大，影响了其性能 的发挥。因此，对目标定位误差进行分析和研究，对提高机载光电跟踪测量系 统的精度和可靠性具有重要意义。
二、机载光电平台目标跟踪技术 的应用
机载光电平台目标跟踪技术在军事、航空、航天等领域有着广泛的应用。例如， 在军事方面，可以利用这种技术对敌方目标进行精确打击，或者对战场环境进 行实时监测；在航空方面，可以利用这种技术进行飞行器自动驾驶、空中交通 管制等；在航天方面，可以利用这种技术对卫星进行精确控制和维修。
具体来说，机载光电平台目标跟踪技术可以应用于以下几个方面：
1、精确打击：利用高精度光电传感器对敌方目标进行探测和跟踪，可以实现 精确打击，有效降低人员和物资的损失。
2、实时监测：利用机载光电平台对特定区域进行实时监测，可以及时发现并 处理各种异常情况，保障安全。
3、自动驾驶：利用机载光电平台对周围环境进行探测和识别，可以实现飞行 器的自动驾驶，提高飞行安全和效率。
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《光电测量技术》课程读书报告光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术院（系）名称：电气工程及自动化学院专业名称：自动化测试与控制系学生学号：学生姓名：指导教师：哈尔滨工业大学2016年11月光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术目录第1章绪论............................................................................................ 错误！未定义书签。
1.1课题背景及研究意义 (1)1.2国内外光电经纬仪技术的研究现状 (1)1.3光电经纬仪测速方法和应用现状 (3)1.4报告主要研究内容及结构安排 (4)1.5本章小结 (5)第2章跟踪测量理论基础.................................................................... 错误！未定义书签。
2.1常用坐标系及坐标转换 (6)2.1.1地心坐标系 (6)2.1.2跑道坐标系 (7)2.1.3测量坐标系 (7)2.1.4辅助坐标系 (8)2.2直角坐标系之间的转换 (8)2.3目标空间定位方法 (9)2.3.1单站定位 (9)2.3.2双站交会定位 (10)2.3.3纯测距信息定位 (11)2.4本章小结 (11)第3章光电跟踪测量............................................................................ 错误！未定义书签。
3.1激光测距仪 (12)3.2单站双站综合测量 (13)3.3本章小结 (14)参考文献.................................................................................................. 错误！未定义书签。
第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景及研究意义现代化靶场上的武器控制系统、激光通讯设备或者是天文观测仪器中，为了迅速地发现并精确地跟踪目标，都需要安装光电捕获跟踪与瞄准装置。
光电经纬仪作为既能记录目标的运动姿态，又能实现对目标高精度空间测量的靶场光电跟踪测量设备，具有测量精度高、事后可复现、直观性强等优点，因此，在靶场跟踪测量领域得到了广泛的应用[1]。
为了精确地跟踪运动目标，一旦确定运动目标之后，需要将目标的运动轨迹以及运动状态记录下来。
而运动目标的外弹道测量数据主要包括两方面的内容：第一，运动姿态；第二，弹道数据：如目标在各跟踪测量时刻的空间位置坐标、速度、距离、航迹倾角、航迹偏角等等[2]。
得到目标在当前时刻的速度，对于分析目标的空间运动特性、几何特性、物理特性以及后续跟踪测量时刻对目标的识别、运动过程的模拟仿真、航迹测量等具有非常重要的意义[3]。
在靶场试验中，光电经纬仪对运动目标进行跟踪测量时，只能测得目标在各跟踪时刻的方位角和俯仰角，不能直接输出目标的速度测量值。
因此，本文主要针对光电经纬仪不能直接测得跟踪目标的速度值这一问题，开展了光电测量仪器的测速误差分析及提高精度方法这一研究。
利用光电经纬仪输出的方位角和俯仰角的角度值，以及加装激光距仪输出的目标距光电经纬仪的距离，采用相应的数学算法获取目标的速度、加速度与测量时间的函数关系，据此外推目标在下一时刻的空间位置坐标、速度和加速度等运动参数[4]。
将目标的速度参数反馈给光电经纬仪自身的伺服控制系统，作为目标继续跟踪捕获的参考。
这在光电跟踪测量领域中，对提高光电经纬仪的跟踪测量精度具有非常重要的现实意义，也是今后该领域研究的目标和方向。
1.2 国内外光电经纬仪技术的研究现状光电经纬仪作为现代化靶场最基本的光电测量仪器，被广泛应用于航空航天以及武器试验等军事科研领域。
从60年代初期开始，国内的一些研究所和高校开始自己研制靶场试验专用光电经光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术纬仪。
其中，最具有代表性的研制单位是长春光机所和成都光电所，这两个研究所研制的靶场专用大型光电经纬仪代表了国内光电经纬仪技术的最高水平[5]。
图1.1 光电经纬仪60年代中期，长春光机所就己经研制了第一台光学电影经纬仪。
60年代末，第二台光学电影经纬仪成功问世，这台经纬仪安装了光学轴角编码器，并且可以实时地对外输出测量角度值。
在70年代生产的经纬仪，己经采用激光测距仪实现激光测距的功能，并且安装有电视实时记录目标序列图像[6]。
80年代中期的第四代光学电影经纬仪，己经采用集成电路、微处理机等技术，可以实现变焦距捕获电视、红外、程序引导等多种跟踪手段，并且具有跟踪精度高、测量距离远等优点。
如今，在崭新的21世纪，长春光机所所生产的全新光电经纬仪不仅安装了全波段传感器，而且具有大口径、测量精度高、作用距离远的优点，能够全天候的工作，并且具有一定的对抗功能，在靶场光电跟踪测量领域，光电经纬仪己经成为了必不可少的试验工具。
国外的导弹试验靶场配备的光电经纬仪不仅数量多、测量精度高，而且更新换代速度非常快。
图1.2是美国的靶场光电经纬仪正在对发射的导弹进行跟踪测量试验的图片。
2第1章绪论图1.2 国外的光电测量系统早在1791年，英国的威廉·康格里夫就在英格兰伍尔威奇兵工厂用小型望远镜跟踪了射程高达4570m的“康格里夫”火箭。
而真正开创了光学测量界先河的是美国的戈达德夫人，她在1926年，用锡尼柯达摄影机对罗伯特H-戈达德博士的液体火箭研制过程做了摄影记录[7]。
1937年，德国的冯布劳恩用阿斯卡尼亚经纬仪加装16mm的摄影机，用于320公里试验射程的V-2火箭轨迹的拍摄。
在1940年，第一台电影经纬仪(KTH-41)正式装备德国的佩内明德试验靶场。
至20世纪70年代初，美国的太平洋导弹靶场就己经装备了23台电影经纬仪，而大西洋导弹靶场仅次于太平洋导弹靶场。
1993年，美国的Boeing Duluth公司研制出了高性能光电测量系统，它具有反应速度快、体积小、质量轻等特点。
国外光电经纬仪的型号主要有KTH-500，RA-SUM，EOTS，GEODSS，K-400，RADOT，KINETO，MAST等[8]。
在现代化靶场上，光电经纬仪的工作状态主要有两种：固定站形式和活动站形式。
而活动站的工作状态又分为两种：一种是把光电经纬仪安装在车载平台上；一种是把光电经纬仪直接安装到轮船的甲板上。
国内靶场的光电经纬仪大都采用固定地基式的工作方式，这种安装方式虽然机动性能差，但钢筋混凝土结构的地基可以使光电经纬仪平稳地工作，且带动误差小。
因此，光电经纬仪在跟踪测量过程中产生的测量误差也比较小。
本文主要的研究对象是新型具有激光距功能的固定站式大型光电经纬仪。
1.3 光电经纬仪测速方法和应用现状在靶场上，光电经纬仪对目标进行跟踪测量时，跟踪精度与响应速度是其实现精密跟踪的关键，而获取目标的运动特性是跟踪系统的主要技术要求。
其中，目标的运动特性主要包括目标的距离、空间位置坐标、速度及加速度等。
因此，获得目标的速度并提光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术高其测量精度，这在光电经纬仪的目标跟踪测量过程中具有非常重要的意义。
通过阅读大量的国内外文献：发现以往光电经纬仪对目标进行跟踪测量试验时，对目标的测速方法和测速精度方面的研究，都是基于目标图像处理或姿态测量等问题，没有进行过系统的研究，并且从没有在真正的意义上提出过测量目标速度及提高其测量精度等方面的研究课题。
而且在光电经纬仪的跟踪测量系统技术指标一览表上，也从没有提出过其对目标速度的测量精度这一技术指标。
因此，通过光电经纬仪输出的测量数据，计算测量目标的速度、对测速误差来源进行分析及提出提高测速精度的方法显得尤为重要。
由于光电经纬仪不能直接输出运动目标的速度，因此，为了获取跟踪目标的速度及其测量精度，需要对光电经纬仪输出的测量数据进行数据处理。
首先，根据光电经纬仪输出的测量数据计算目标的空间位置坐标。
其次，采用曲线拟合的方法拟合目标的运动轨迹。
最后，对目标的轨迹函数进行微分运算，即可得到对应的速度值。
综上，获得了目标的速度值之后，根据函数误差传递原理及误差合成原理分析经纬仪测量误差对速度精度的影响因子。
1.4 报告主要研究内容及结构安排本文主要针对靶场试验用光电经纬仪不能实时输出跟踪目标的速度这一问题展开研究。
利用光电经纬仪输出的目标方位角、俯仰角以及目标距离信息，首先通过坐标计算和坐标转换得到目标的空间位置。
其次，采用相应的曲线拟合算法得到目标的运动轨迹曲线函数。
最后，通过微分运算得到目标的速度，并分析测速误差的来源，及测量误差对测速精度的影响因子。
因此，本论文的主要研究内容包括以下五个章节：第一章为绪论。
主要介绍了本课题的研究背景和意义，以及光电经纬仪技术的研究现状。
重点分析了光电经纬仪测速方法、理论及应用的研究现状和问题。
最后介绍了本文的主要研究内容及结构安排。
第二章主要介绍了目标跟踪测量的理论基础。
首先阐述了目标空间定位过程中常用的坐标系及其坐标转换方法。
其次论述了目前常用的目标空间定位方法及理论，为后面第三章的研究内容做好了铺垫。
最后是对第二章节的总结，阐述了基础理论知识的重要性。
第三章给出了测量目标速度的相关算法。
通过第二章对于不同分类方法的介绍，提出了光电跟踪测量中目标空间定位的方法一单站双站综合测量方法，在一定程度上提高4第1章绪论了空间定位精度，减小了测速误差。
其次，提出了采用三次样条插值方法拟合目标运动轨迹。
区别于之前的方法，减少了因轨迹拟合过程中带来的拟合残差，使后续对速度的误差分析变得更加简单。
1.5 本章小结本章主要介绍了报告的研究背景和意义、国内外光电经纬仪技术的研究现状，以及光电跟踪测量系统测速的方法、理论应用和工程应用，在此基础上，提出了本文的主要研究内容及结构安排。
光电经纬仪跟踪测量的基本定位技术6第2章 跟踪测量理论基础2.1 常用坐标系及坐标转换2.1.1地心坐标系地心坐标系是全球统一的坐标系，它包括地心球面坐标系、地心空间直角坐标系、地心大地坐标系三种。
地心坐标系以地球的质心作为坐标原点，以与大地水准面实现最佳密合的地球椭球面作为其基准面。
地心坐标系对航空航天技术、远程跟踪控制技术以及地球科学研究等都具有十分重要的意义，尤其对靶场光电跟踪测量设备而言，地心坐标系作为坐标转换的一个重要中间媒介，起着无可替代的作用。
在光测事后数据处理中，地心空间直角坐标系更适用于光电经纬仪测量数据的处理，因此，本文所涉及的地心坐标系均为地心空间直角坐标系[9]。
图2.1 地心空间直角坐标系如图2.1所示，a O 为地球中心，是地心空间直角坐标系的坐标原点。
a Z 轴是地球自转的旋转轴，指向地球自转轴的方向。