基于激光时栅场的远距离高精度空间测角技术

作     者：王家豪 马骏 丁万卿 Wang Jiahao;Ma Jun;Ding Wanqing

作者机构：西北工业大学自动化学院陕西西安710072 西安工业大学兵器科学与技术学院陕西西安710021 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2025年第45卷第2期

页      面：202-211页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：航空科学基金(2018ZC53041) 

主　　题：激光导航 空间测角 时栅 射频拒止 

摘      要：针对传统基于射频信号的着陆系统无法在无线电静默和射频拒止环境中为飞行器进近着陆提供空间测角的问题,以激光为载体,提出了基于激光时栅场的空间测角技术,由基准站和定位单元协作实现了无线电静默和射频拒止环境下远距离高精度的空间角度测量。基准站通过发射含有时栅编码的脉冲调制激光,经过高精度扫描机构扫描及精密光学系统整形,在空间中生成二维激光时栅场,定位单元通过解析时栅编码并结合扫描机构的运动特性获得自身相对于基准站的精确空间角位置。构建了激光时栅场空间测角系统,并在外场进行了静态和动态测角实验。实验结果表明,方位角和俯仰角的静态测角误差分别为-0.003359°和-0.001044°,动态测角均方根误差分别0.001741°和0.001739°,测量空间范围为以基准站为原点、方位为±10°、俯仰为-10°~+10°、作用距离为6500 m的锥形空间,充分验证了该技术的可行性。本研究为飞行器着陆系统在无线电静默和射频拒止环境中进行远距离高精度动态空间测角提供了一种高效、可靠的解决方案。