基于GPS授时的电影经纬仪野外拍星精度鉴定方法的研究

　　电影经纬仪作为靶场主要的高精度外弹道测量设备,在使用过程中,必须定期对其测量精度进行标校,才能满足测量任务的要求。因为早期研制的电影经纬仪本身没有主控机,以往采用传统的拍星方法是通过查天文年历和坐标转换的办法计算出某时刻某颗恒星相对于电影经纬仪站址相对位置,使用的时间是我国的短波的UT1时间,手动引导电影经纬仪拍星,在胶片冲洗判读后,进行事后精度解算,这种方法不但工作量很大,而且采用短波授时,精度也难保证,这给靶场使用带来了不便。为了解决该难题,本文要讨论的拍星标校方法是采用便携式工控机,配置了带有GPS接收机的时统和HDLC智能卡,引进星库,并基于W indowsNT操作系统开发了应用软件,将传统测星方法和计算机技术相结合,在外场实现了自动引导拍星对光电经纬仪精度鉴定。

　　1　标校仪组成与工作原理

　　图1是标校仪组成框图,它是由标校仪主机、具有GPS授时功能的时统卡, HDLC通信卡等组成,其中检测仪主机采用便携式工控机,整体结构采用基于ISA总线功能扩展的硬件模块,通过HDLC卡RS232接口和主机COM1串口进行数据信息通信和中断信号传送。软件是基于W indowsNT,用VISAUL C++编程,将系统应用程序设计为一个进程,进程中设置多个线程,各个线程采用事件来同步。线程有:主线程、时间同步线程、引导线程、接收存储线程、测星线程及显示线程。

　　测站电影经纬仪对星体的地平坐标真值角度,由研制的标校仪(LPJ)的星库给出,并引导到星体位置。星体选择要进行试拍(或记录),并能成像(或数据有效),星高>20°,且均匀分布,拍星个数在10~12颗即可。电影经纬仪采用标校仪上时统卡上送出的时间,保证星体真值的选取一定要和拍星胶片的测量值(或记录值)在UT1时间上取得一致。拍星(或记录)测量值是由经纬仪拍星的胶片,经事后判读处理给出拍星观测值,并修正设备的轴系误差和大气折光量之后得到的。误差统计在标校仪上进行,必须保证相同的UT1时间段的真值和测量值进行作差统计计算。

　　1·1　拍星真值的算法

　　A°ij:第i颗星第j时的星体方位

　　E°ij:第i颗星第j时的星体高角

　　T°ij=Dij-8:世界时

　　Dij:表面时

　　λ、φ:电影经纬仪测站的天文经纬度

　　λij、αij:第i颗星的赤经赤纬

　　s0;世界时Tij=0时的恒星时

　　μ=0·0027379093:平时化恒星时的改正系数

　　i:表示第i颗星

　　j:表示对应第i颗星第j时(画幅)的值,与之对应每颗星的真值可取平均值计算。

　　1·2　拍星测量值的获取