李 斌

（軍械士官學(xué)校，湖北武漢，430000）

淺析艦載光電跟蹤技術(shù)

李 斌

（軍械士官學(xué)校，湖北武漢，430000）

艦載光電跟蹤技術(shù)是利用光電跟蹤設(shè)備對(duì)跟蹤、瞄準(zhǔn)、捕獲可疑目標(biāo)，綜合了多種先進(jìn)的光學(xué)技術(shù)、圖形處理技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)，在現(xiàn)代海上測(cè)量工作以及海上戰(zhàn)爭(zhēng)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，為艦載光電對(duì)抗系統(tǒng)奠定良好的基礎(chǔ)。本文從艦載光電跟蹤設(shè)備組成及其關(guān)鍵技術(shù)方面對(duì)艦載光電跟蹤技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并探討了艦載光電跟蹤設(shè)備抗沖擊分析法。

艦載光電跟蹤設(shè)備；光電跟蹤技術(shù)；抗沖擊

0 引言

在現(xiàn)代化的海上戰(zhàn)爭(zhēng)中，電磁環(huán)境日趨復(fù)雜和惡劣，無(wú)線(xiàn)電探測(cè)跟蹤設(shè)備往往受到低空突防技術(shù)、電子對(duì)抗技術(shù)的感染，難以準(zhǔn)確完成工作任務(wù)。在這種背景下，加強(qiáng)新型探測(cè)跟蹤設(shè)備和技術(shù)的研發(fā)成為客觀而緊迫的需求。艦載光電跟蹤技術(shù)正是滿(mǎn)足這一需求的重要技術(shù)，綜合運(yùn)用光學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)、光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)等，提升艦艇的跟蹤性能。艦載光電跟蹤設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中往往會(huì)受到海浪、火炮等的沖擊作用，影響光電跟蹤性能，同時(shí)損害設(shè)備構(gòu)件，因此，為保障艦載光電跟蹤技術(shù)的有效發(fā)揮，加強(qiáng)艦載光電跟蹤設(shè)備抗沖擊性能也具有重要意義。

1 艦載光電跟蹤設(shè)備簡(jiǎn)介

近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了電子、機(jī)械相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，我國(guó)軍事設(shè)備在航空航海裝備研究和應(yīng)用方面也取得了很多突破性成果，為執(zhí)行海上任務(wù)提供了可靠的技術(shù)保障。海洋占據(jù)整個(gè)地球70%的面積，這里也成為各個(gè)國(guó)家開(kāi)展軍事斗爭(zhēng)的重要場(chǎng)所，加強(qiáng)海洋艦隊(duì)建設(shè)也是我國(guó)軍事領(lǐng)域的重要任務(wù)。我國(guó)目前在艦載光電跟蹤技術(shù)方面已經(jīng)取得良好的成績(jī)。艦載光電跟蹤設(shè)備是艦載光電跟蹤系統(tǒng)的重要組成部分，其主要以艦艇為裝載平臺(tái)，通過(guò)一定的邏輯結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)原理將激光、紅外、微光、電視和各種光電器件聯(lián)系起來(lái)，形成具有光電綜合功能的有機(jī)整體，實(shí)現(xiàn)海上特殊條件下對(duì)目標(biāo)的探測(cè)跟蹤和目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)值的實(shí)時(shí)測(cè)定。通常而言，艦載光電跟蹤設(shè)備主要包括以下幾部分：主控及管理系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)、精密跟蹤架、編碼器、圖像存儲(chǔ)和處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)等，其三維立體模型如圖1所示。此外，艦載光電跟蹤設(shè)備還需要相配套的外部系統(tǒng)和設(shè)備共同完成任務(wù)，例如電子方艙、外部電控系統(tǒng)、艦載控制柜、艦載控制中心等，進(jìn)而完成艦載跟蹤捕獲任務(wù)。艦載光電跟蹤設(shè)備必須克服環(huán)境和時(shí)間等因素的干擾，才能夠隨時(shí)隨地的完成各項(xiàng)海上軍事任務(wù)。

圖1 艦載光電設(shè)備三維效果圖

2 艦載光電跟蹤技術(shù)

2.1 精密跟蹤架

精密跟蹤架是艦載光電跟蹤設(shè)備的關(guān)鍵組成部分，其設(shè)計(jì)和安裝水平，直接關(guān)系到光電跟蹤效果。精密跟蹤架主要包括水平軸、垂直軸、編碼器安裝機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、力矩電機(jī)安裝機(jī)、光學(xué)鏡頭安裝機(jī)構(gòu)、光纖滑環(huán)和導(dǎo)電環(huán)安裝機(jī)構(gòu)等組成。精密跟蹤架主要完成視軸指向，對(duì)其垂直軸和水平軸進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，能夠進(jìn)一步提升跟蹤精度。

2.2 光學(xué)系統(tǒng)

光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，主要包括主鏡、次鏡兩部分，根據(jù)性能分析，還包括切換棱鏡、光譜分光鏡等。在艦載光電跟蹤系統(tǒng)中,光學(xué)系統(tǒng)主要承擔(dān)光能源的采集和輸送任務(wù)，為可見(jiàn)相機(jī)探測(cè)器和紅外相機(jī)探測(cè)器提供必要的光線(xiàn)資源。可見(jiàn)相機(jī)探測(cè)器和紅外相機(jī)探測(cè)器需要對(duì)艦艇周?chē)h(huán)境動(dòng)態(tài)進(jìn)行觀察和測(cè)量，利用調(diào)光調(diào)焦系統(tǒng)和數(shù)字視頻跟蹤處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)數(shù)字圖像的采集，為艦艇控制中心制定指揮決策提供依據(jù)，同時(shí)，還是各種事故分析的可靠參考。

2.3 伺服控制技術(shù)

在在艦載光電跟蹤技術(shù)實(shí)施過(guò)程中，視軸晃動(dòng)成為影響目標(biāo)跟蹤穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性的重要問(wèn)題，如果不進(jìn)行有效處理，會(huì)造成目標(biāo)跟蹤失敗。而伺服控制技術(shù)能夠有效提升艦載跟蹤設(shè)備在視軸穩(wěn)定方面的性能，其關(guān)鍵技術(shù)主要包括視軸穩(wěn)定伺服回路控制算法、載體姿態(tài)測(cè)量與數(shù)據(jù)處理、視軸擾動(dòng)分量模型轉(zhuǎn)換等。此外，數(shù)字引導(dǎo)跟蹤、電視自動(dòng)跟蹤等是現(xiàn)代私服系統(tǒng)重要的跟蹤方式。

2.4 圖像處理技術(shù)

艦載光電跟蹤設(shè)備完成目標(biāo)跟蹤的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是圖像處理技術(shù)，需要包括對(duì)圖像的采集、傳輸、存儲(chǔ)、判讀等工作。圖像處理技術(shù)能夠?qū)⒏櫶幚砥鳙@取的目標(biāo)圖像和探測(cè)器采集的數(shù)字化信息傳輸?shù)綀D像存儲(chǔ)單元，之后根據(jù)圖像庫(kù)中的資料進(jìn)行目標(biāo)比對(duì)和識(shí)別。同時(shí)，提取脫靶量，其相關(guān)數(shù)據(jù)信息將會(huì)提供給伺服控制系統(tǒng)，主要用于電視跟蹤，因此，在圖像處理中要提升脫靶量的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。

3 結(jié)束語(yǔ)

從目前的軍事發(fā)展形勢(shì)分析，艦載光電跟蹤技術(shù)有待進(jìn)一步提升。艦載光電跟蹤設(shè)備作為重要的軍事設(shè)施，需要從目標(biāo)位置的測(cè)量、飛行軌跡的記錄、目標(biāo)跟蹤過(guò)程的分析等方面加強(qiáng)完善，從而提高艦載光電跟蹤設(shè)備的動(dòng)態(tài)性能、抗干擾能力、跟蹤精度等，促進(jìn)我國(guó)軍事事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

[1]呂治軍.艦載光電跟蹤設(shè)備抗沖擊性能研究[D].中國(guó)科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所),2016.

[2]周俊鵬,陳健,李焱,董宇星,陳娟,趙巖.艦載光電跟蹤設(shè)備的目標(biāo)預(yù)測(cè)算法研究[J].光學(xué)精密工程,2017,25(02):519-528.

[3]喬永明,郝偉,田廣元,韓俊鋒.艦載光電跟蹤系統(tǒng)紅外自動(dòng)捕獲技術(shù)[J].紅外與激光工程,2011,40(04):585-588+630.

Shallow of ship-borne photoelectric tracking technology

Li bin
(Ordnance sergeant school,Wuhan Hubei,430000)

The ship-borne photoelectric tracking technology is to use the photoelectric tracking equipment tracking, target, captured, a suspected object combines a variety of advanced optical technology, image processing technology, signal processing technology, measurement and the naval war in the modern sea has important application value, for shipboard optoelectronic countermeasure system to lay the good foundation In this paper, from the aspects of ship-borne photoelectric tracking equipment and key technologies of ship-borne photoelectric tracking technology has carried on the simple introduction, and discusses the ship-borne photoelectric tracking equipment impact analysis

Shipboard electro-optical tracking equipment; photoelectric tracking technology; shock resistance