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