测试光学观瞄系统三自由度角精度和范围的装置及方法

摘要

本发明提出一种测试光学观瞄系统三自由度角精度和范围的装置及方法，装置包括三角支架、角度精度测试装置、数显装置和监视器；三脚支架支撑安装有两个相互垂直水泡的工作台面，并可调平工作台面；工作台面用于安装角度精度测试装置，角度精度测试装置包括观回转轴相互垂直的两个旋转臂(观测角旋臂、横偏角旋臂)及旋转台(载物台)；两个旋转臂安装有CCD摄像机、编码器，可提供提供标准角度输出；旋转台(载物台)用于安装光学观瞄系统且带有编码器(偏流角)；数显装置用于将编码器输出的数字量转换成角度值并显示出来。该装置操作简单，测试快捷，能够实现任意角度精度连续测试、任意角度位置偏摆连续检测，一次装夹可进行三自由度测试，显示直观可实现多人观测。

说明书

技术领域

本发明属于光学测试技术领域，涉及运输机空投物资、空降伞兵时的光学观瞄系统，实现测试光学观瞄系统观测角(俯仰角)、横偏角(滚转角)及偏流角(方位角)三自由度角精度及范围的测试。

背景技术

光学观瞄系统主要对地标定向、定距进行观瞄，根据预先设定的偏流角、横偏角、观测角，把握空投时机，确保空投精度。为了达到以上目的，光学观瞄系统需要根据运输机航向、航速及横滚的变化，同一时间进行观测角、横偏角及偏流角实时的调整，各角度的精度直接影响着空投的准确性。但光学观瞄系统的观测方式有其自身的独特性，与一般的光电系统观测方式不同，故不能采用通常的天顶仪方法进行测试，需要研制既能提供标准角度值又能同时观测目标的旋臂，并将观测旋臂、横偏旋臂及旋转台，安装于同一个台面上，这样测试装置就可完成观测角、横偏角及偏流角三自由度的测试。

发明内容

为解决现有光学观瞄系统不能采用通常的天顶仪方法进行测试的问题，本发明提出了一种测试光学观瞄系统三自由度角精度和范围的装置及方法。

本发明的技术方案为：

所述一种测试光学观瞄系统三自由度角精度和范围的装置，其特征在于：包括三角支架、角度精度测试装置、数显装置和监视器；

所述角度精度测试装置固定安装在三角支架上；所述角度精度测试装置包括观测旋臂、横偏旋臂及旋转台；观测旋臂回转轴与横偏旋臂回转轴相互垂直；观测旋臂和横偏旋臂上分别安装有角度编码器以及CCD摄像机；所述旋转台用于固定安装光学观瞄系统，旋转台上安装有偏流手柄和偏流角度编码器；

所述数显装置分别显示观测旋臂上的观测角度编码器、横偏旋臂上的横偏角度编码器以及偏流角度编码器输出的角度值；

所述监视器与光学观瞄系统连接，用于显示CCD摄像机观察到的光学观瞄系统的十字分划。

利用上述装置测试光学观瞄系统三自由度角精度和范围的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将水平仪安装在旋转台上，调整三脚架调节手轮，使旋转台处于水平状态；再将光学观瞄系统固定在旋转台上并锁紧，调整光学观瞄系统使其处于水平状态，光学观瞄系统的观测角或横偏角显示值为零；

步骤2：转动观测旋臂，通过监视器观察，使观测旋臂上的CCD摄像机分划十字线对准光学观瞄系统分划十字线，并将此时观测旋臂上的观测角度编码器归零；转动横偏旋臂，通过监视器观察，使横偏旋臂上的CCD摄像机分划十字线对准光学观瞄系统分划十字线，并将此时横偏旋臂上的横偏角度编码器归零；

步骤3：旋转光学观瞄系统观测角旋钮，使光学观瞄系统显示观测角为某一非零角度；沿同一旋转方向转动观测旋臂，通过监视器观察，使观测旋臂上的CCD摄像机分划十字线对准光学观瞄系统分划十字线，此时数显装置上的观测角显示值与光学观瞄系统显示的观测角度之差为光学观瞄系统观测角的误差值；旋转光学观瞄系统横偏角旋钮，使光学观瞄系统显示横偏角为某一非零角度；沿同一旋转方向转动横偏旋臂，通过监视器观察，使横偏旋臂上的CCD摄像机分划十字线对准光学观瞄系统分划十字线，此时数显装置上的横偏角显示值与光学观瞄系统显示的横偏角度之差为光学观瞄系统横偏角的误差值；

步骤4：调整光学观瞄系统，使光学观瞄系统显示的偏流角为0，光学观瞄系统显示的观测角为90°，转动观测旋臂，通过监视器观察，使观测旋臂上的CCD摄像机分划十字线对准光学观瞄系统分划十字线，并将此时旋转台上的偏流角度编码器置零；

步骤5：旋转光学观瞄系统偏流角旋钮，使光学观瞄系统显示偏流角为某一非零角度；沿相反旋转方向转动旋转台的偏流手柄，通过监视器观察，使观测旋臂上的CCD摄像机分划十字线对准光学观瞄系统分划十字线，此时数显装置上的偏流角显示值与光学观瞄系统显示的偏流角度之差为光学观瞄系统偏流角的误差值。

有益效果

本发明提供了一种作为试验室检测的应用于光学观瞄系统观测、横偏及偏流三自由度角精度及范围的测试装置及方法，装置包括三角支架、角度精度测试装置、数显装置和监视器；三脚支架支撑安装有两个相互垂直水泡的工作台面，并可调平工作台面；工作台面用于安装角度精度测试装置，角度精度测试装置包括观回转轴相互垂直的两个旋转臂(观测角旋臂、横偏角旋臂)及旋转台(载物台)；两个旋转臂安装有CCD摄像机、编码器，可提供提供标准角度输出；旋转台(载物台)用于安装光学观瞄系统且带有编码器(偏流角)；数显装置用于将编码器输出的数字量转换成角度值并显示出来；电源控制系统用于给光学观瞄系统及CCD摄像机光源供电。光学观瞄系统包括观测机构、偏流侧倾机构、调平支架。该装置操作简单，测试快捷，能够实现任意角度精度连续测试、任意角度位置偏摆连续检测，一次装夹可进行三自由度测试，显示直观可实现多人观测。

附图说明

图1：本发明的装置示意图；

图2：本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

如图1所示，本实施例提出的测试光学观瞄系统三自由度角精度和范围的装置包括三角支架4、角度精度测试装置、数显装置5和监视器6。

角度精度测试装置固定安装在三角支架上，角度精度测试装置包括观测旋臂2、横偏旋臂1及旋转台3。观测旋臂回转轴与横偏旋臂回转轴相互垂直；观测旋臂和横偏旋臂上分别安装有角度编码器以及CCD摄像机；所述旋转台用于固定安装光学观瞄系统，旋转台上安装有偏流手柄和偏流角度编码器；

数显装置分别显示观测旋臂上的观测角度编码器、横偏旋臂上的横偏角度编码器以及偏流角度编码器输出的角度值；

监视器与光学观瞄系统连接，用于显示CCD摄像机观察到光学观瞄系统的十字分划。

利用上述装置测试光学观瞄系统三自由度角精度和范围的方法，包括以下步骤：

步骤1：将水平仪安装在旋转台上，调整三脚架调节手轮，使旋转台处于水平状态；再将光学观瞄系统固定在旋转台上并锁紧，调整光学观瞄系统使其水泡居中，以使光学观瞄系统处于水平状态，光学观瞄系统的观测角或横偏角显示值为零；

步骤2：转动观测旋臂，通过监视器观察，使观测旋臂上的CCD摄像机分划十字线对准光学观瞄系统分划十字线，并将此时观测旋臂上的观测角度编码器归零；转动横偏旋臂，通过监视器观察，使横偏旋臂上的CCD摄像机分划十字线对准光学观瞄系统分划十字线，并将此时横偏旋臂上的横偏角度编码器归零；

步骤3：旋转光学观瞄系统观测角旋钮，使光学观瞄系统显示观测角为某一非零角度；沿同一旋转方向转动观测旋臂，通过监视器观察，使观测旋臂上的CCD摄像机分划十字线对准光学观瞄系统分划十字线，此时数显装置上的观测角显示值与光学观瞄系统显示的观测角度之差为光学观瞄系统观测角的误差值；旋转光学观瞄系统横偏角旋钮，使光学观瞄系统显示横偏角为某一非零角度；沿同一旋转方向转动横偏旋臂，通过监视器观察，使横偏旋臂上的CCD摄像机分划十字线对准光学观瞄系统分划十字线，此时数显装置上的横偏角显示值与光学观瞄系统显示的横偏角度之差为光学观瞄系统横偏角的误差值；

步骤4：调整光学观瞄系统，使光学观瞄系统显示的偏流角为0，光学观瞄系统显示的观测角为90°，转动观测旋臂，通过监视器观察，使观测旋臂上的CCD摄像机分划十字线对准光学观瞄系统分划十字线，并将此时旋转台上的偏流角度编码器置零；

步骤5：旋转光学观瞄系统偏流角旋钮，使光学观瞄系统显示偏流角为某一非零角度；沿相反旋转方向转动旋转台的偏流手柄，通过监视器观察，使观测旋臂上的CCD摄像机分划十字线对准光学观瞄系统分划十字线，此时数显装置上的偏流角显示值与光学观瞄系统显示的偏流角度之差为光学观瞄系统偏流角的误差值。