试验设备组成、控制及试验流程

1、设备组成

完成此次任务的姿态测量设备由两套设备通过铅垂正交原理共同完成。两套设备配置完全一致。每套设备的组成如下：

包括高精度转台、高速录像机、镜头、相机控制计算机、时间同步系统、视频图像校正处理软件、视频图像判读处理软件、数据交会计算软件，以及三脚架、发电机、通讯设备、运输车辆等组成。

1.1高精度转台：

选用指向可远控调整的高精度静态测试转台，静态指向精度可以达到*″以内，完全满足相机指向的基准要求。如下图所示：

1.2高速录像机：

      高速录像机机选用***公司生产的***相机，分辨率为1920*1080，满画幅拍摄频率为2000fps，拍摄时间4″，后触发及多种触发模式，可以使用外同步（可以用北斗信号同步其拍摄时钟，每一帧画幅上均显示绝对时间），单个像元尺寸10um。高速相机实物如下图所示：

高速录像机的网口通过网线连接到控制笔记本，设置好笔记本与高速录像机的IP地址匹配，使笔记本与相机正常通讯，完成高速相机的控制参数设置；高速录像机同步信号通过strobe端口（默认3I/O端口）连接同步控制器；通过网络交换机连接远程控制终端，实现远程控制。

1.3高速录像机镜头：

镜头选用ADL或富士能公司生产的、在国内有大量存货的可变焦商业镜头，在焦距确定在最长焦状态时，严格测量焦距值，同时对95%视场的畸变进行精确标定。使95%视场内的像元坐标精确代表空间指向角度。

1.4时间同步系统：

使用成熟的时间同步套件，给高速录像机进行帧频同步，同时给高速相机每一帧画幅授予绝对时间，使两台正交相机均可以同步拍摄，并可以根据绝对时间进行交会测量。

2、交会原理

   本项目采用铅垂正交交会原理完成姿态数据的测试任务。两台相机在弹道下方对称布站，同时将仰角设定为45°，使两台相机的交会点位于弹体理论弹道必经点（5s点），两台相机的交会角为90°。

 如图所示，其中测站1与测站2 之间的连线为测量基线，长度为1000m，角α和角β是两个测站的仰角，均为45°，角ω为两相机的交会角，原则上为直角。

在判读处理时，按照面面交会原理进行交会处理，得出视场内每一帧图像的姿态角。

3、简要实施流程

第一步，寻找合适的镜头，将相机与镜头进行结合，组装成专用等待式姿态测量系统。对相机进行全视场畸变校正，建立畸变校正数据库，对图像进行畸变校正。

第二步，对等待式姿态测量系统进行全系统标定和调试，使全系统的综合事后指向精度保持在15″以内；

第三步，到现场进行选点，根据确定的拍摄位置，选择合适的相机布设点位和方位标架设位置，同时用差分坐标测量系统对各点位坐标进行精确测定；

第四步，筹措试验物资，准备设备用油机发电机、电小二、三脚架、电子经纬仪、方位标、运输车辆等，准备出发；

第五步，按照要求，将设备运输到指定地域，将设备架设在经测量过的点位上，精确调平，通电，方位归零。设置设备参数，调试设备状态，等待任务正式展开；

第六步，按照试验要求，将设备调整到待触发状态，等待弹体飞过，按照事前协调好的触发机制（也就是要知道什么时刻弹体会飞过5s点），采用后触发模式进行触发。下载高速视频图像，对图像进行判读，对判读数据进行畸变校正，交会处理，得出姿态数据。

第七步，撤点。

综上，需要提前1个月时间准确预报任务实施时间，开展相关准备工作。