轴系是决定光电经纬仪测量精度的关键组件,过去常将球面三角学方法做某些简化后来推导轴系误差引起的光电经纬仪测量误差,存在适用局限性。根据光电经纬仪的测量坐标系,采用坐标变换方法,将轴系误差出现的过程看作坐标系的旋转过程,并用旋转矩阵来表示各个轴系误差,最终建立了轴系误差引起测量误差的数学模型。采用MATLAB与VB混合编程的方法对该误差模型进行了仿真分析,通过比较仿真结果与单项误差法计算的结果,验证了该轴系误差模型的正确性,为光电经纬仪的精度分析和误差修正提供了参考。＂

分析了现在光电经纬仪的研发和检测过程，指出了其不足。基于此本文提出将光电经纬仪划分为有机关联的多个单学科系统模型，通过对几种建模工具的功能的分析，在集成仿真环境中建立其统一的数字化模型，利用模型功能来指导实际光电经纬仪的设计开发和评价其性能指标的方法。初步确定了光电经纬仪系统建模的仿真开发环境和具体的建模仿真的实现方法，实现在设计阶段对光电经纬仪性能的分析评价和工作过程的模拟，对误差的仿真检测实际样机的设计精度指标是否符合要求，为光电经纬仪的误差分析、研制过程提供了理论参考。

提出了一种利用动态靶标实现光电经纬仪跟踪性能等效正弦评价的新方法。分析了动态靶标目标及相应跟踪误差的幅度谱和功率谱特性,提出将动态靶标看作由有限项基频谐波和整数倍基频高次谐波的加权和组成的谐波源。根据被检光电经纬仪跟踪性能设计等效正弦信号,利用动态靶标产生与等效正弦信号同频率的谐波信号完成光电经纬仪跟踪误差系统在该频率下幅频特性函数值的测试。等效正弦的幅值和测得的幅频特性值乘积即为跟踪等效正弦信号的跟踪误差最大值,从而实现了跟踪性能评价。利用该方法测得方位方向的最大跟踪误差为0.65′,远小于4′的指标要求,而利用动态靶标直接检测的值为4.7′。实验表明该方法准确、可行,同时避免了直接利用动态靶标检测时可能使跟踪伺服系统出现过度校正的问题。

针对目前光电经纬仪跟踪性能室内检测方法的缺陷，提出了评价光电经纬仪跟踪性能的新方法。基于系统辨识理论建立了光电经纬仪跟踪误差等效模型，将等效正弦信号输入等效模型，通过对模型输出进行数据处理来评价光电经纬仪的跟踪性能。介绍了建立等效模型的原理和等效模型阶次，给出了根据光电经纬仪检测指标进行等效正弦信号设计的方法。为得到精确的模型参数，采用动态靶标目标角频率连续调制模式实现了对光电经纬仪动态性能的持续激励。仿真和实验结果显示，得到的跟踪误差等效模型估计误差均值为（2．5872×10^-6）°≈0°，最大值为1．8″，标准差为1．1″，表明建立的等效模型能够满足跟踪性能评价要求，实现了对光电经纬仪跟踪性能的合理、准确评价。