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