1. Основные габаритные соотношения

ИОЭП системы фактически представляет собой видео-камеру с матрицей высокого разрешения, включающую объектив и установленную в фокальной плоскости матрицу с блоками обработки сигнала.

Угловое поле камеры  = 2 определяется для ОЭС «угловой засечки» выражениями (2.2) и (2.3), так система работает на различных дистанциях рассчитаем угловое поле для случая когда контролируемый КА попадает в поле зрения двух объективов, и модифицируем данные выражения к виду:

(3.1.)

где , - диапазоны измерения линейных смещений в поскости перемещения объекта на расстояние L1 и L2

= = 41,3

Аналогичный расчет для ОЭС «обратной угловой засечки» по выражениям (2.4),(2.5), в горизонтальной и вертикальной плоскости контролируемый КА смещается, в одинаковых пределах, то = и угловое поле зрения, для минимальной дистанции:

= =41,3º

Для измерительной системы не желательно иметь большое угловое поле объектива, так как это скажется, в конечном счете, на точность измерения координат КА; на близких дистанциях, до 10 метров, система будет работать по второй группе ВЦ, с параметром b_x=200 мм, тогда:

= =25,57º

И при переходе на первую группу ВЦ с b_x=400 угловое поле зрения системы должно быть на дистанции L=10 м:

Отсюда можно принять, что угловое поле системы можно принять 26º.

Для ОЭС «угловой засечки» требуемое угловое поле в горизонтальной плоскости больше чем для ОЭС «обратной угловой засечки», поскольку как базовое смещение B между осями двух ИОЭП, реализовано именно в горизонтальной плоскости измерительной системы.

Для используемой матрицы по найденным угловым полям можно оценить требуемое фокусное расстояние f объектива ИОЭП. Подставляя в выражения (2.1) размеры чувствительной площадки используемой матрицы Ax = 11.28 мм Ay = 8.46 мм, получаем требуемую величину фокусного расстояния.

Для ОЭС «угловой засечки»: f  9 мм.

Для ОЭС «обратной угловой засечки»: f  21 мм.

Типичным для стандартного объектива относительным отверстием является величина 1 : 2, 1 : 3, 1:4 /21/. Выберем относительное отверстие равным 1 : 2, что определяет диаметр D входного зрачка равным D = 4,5 мм для систем второго типа и 10,5 мм для систем третьего типа.

1. Оценка величины первичной погрешности измерения координат изображений на чувствительной площадке матриц

Погрешность измерения координат изображений визирных целей в основном определяется наличием шумов и дискретностью структуры матрицы.

Измерение координат изображений ВЦ на матрице ИОЭП выполняется одним из наиболее простых алгоритмов, реализующих достаточную для практики точность – алгоритмом «взвешенного суммирования» /14/.

Этот алгоритм описывается выражениями (3.7),(3.8).

Поясняющий рисунок – 3.2

Рис. 3.2

(3.7), (3.8)

где – U(i,j) – сигнал с пикселя с номером i по строке и номером j по столбцу

M – количество столбцов пикселей на матрице,

N - количество строк пикселей на матрице.

Из данных, приведенных в научно-технической литературе следует, что при освещенности в центре точечного изображения, равной (или несколько большей) облученности насыщения матрицы, реализуется наибольшая точность измерения координат x’,y’ изображения ВЦ /27/.

Приведенный выше энергетический расчет подтверждает выполнение энергетического условия, обеспечения высокой точности измерений координат изображения.

x = y = 0.05A (3.9)

где x,y – средние квадратические погрешности измерения координат

x’,y’- изображения ВЦ на чувствительной площадке матрицы,

A – размер пикселя матрицы.

В соответствии с параметрами используемой матрицы (см. Таблицу 3.2) A_x = A_y = 2,77∙10^-6 мкм. и, следовательно:

x =y = 0.05 A_x = 0.1410^-3 мм (3.10)