《無人機(jī)載荷與行業(yè)應(yīng)用》 課件 第4、5章 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)載荷、其他載荷

無人機(jī)載荷與行業(yè)應(yīng)用第四章 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)載荷目 錄

光電吊艙項(xiàng)目1項(xiàng)目2項(xiàng)目3

合成孔徑雷達(dá)

載荷數(shù)據(jù)鏈項(xiàng)目1光電吊艙任務(wù)1

光電吊艙簡介無人機(jī)系統(tǒng)利用搭載的高性能光電吊艙來增強(qiáng)對目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)、狀態(tài)監(jiān)視能力。光電吊艙可見光傳感器分辨率較高，能對目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，其采集結(jié)果不但可以用于還原運(yùn)動(dòng)軌跡，還可以較為直觀地反映其目標(biāo)狀態(tài)能在遠(yuǎn)距離時(shí)提供可靠的跟蹤數(shù)據(jù)，在采集過程結(jié)束后可用于目標(biāo)紅外輻射特性分析紅外傳感器任務(wù)2

光電吊艙分類1.

按功能分類（1）偵察光電吊艙。偵察光電吊艙用于從空中對地面進(jìn)行大面積的快速偵察以發(fā)現(xiàn)地面、海面等位置的目標(biāo)。對特定地區(qū)和目標(biāo)進(jìn)行詳察甚至識別和分辨地面、海面等目標(biāo)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于無人機(jī)。（2）導(dǎo)航光電吊艙。導(dǎo)航光電吊艙用于在夜間和低能見度的氣象條件下，為飛行員在低空和超低空飛行以及起飛、著陸時(shí)觀察地形地貌、地面和機(jī)場跑道，以提供視頻圖像。特別是為直升機(jī)在低空和超低空飛行時(shí)賦予地形回避和地形跟隨的能力。任務(wù)2

光電吊艙分類目標(biāo)指示吊艙用于對地面目標(biāo)進(jìn)行搜索、識別、跟蹤、激光測距、激光指示目標(biāo)，包括在夜間和低能見度的氣象條件下，為飛行員提供地面目標(biāo)的視頻圖像，滿足使用機(jī)載武器對地面、海面點(diǎn)目標(biāo)進(jìn)行精確打擊的作戰(zhàn)要求。（5）激光武器輸出光學(xué)吊艙。激光武器輸出光學(xué)吊艙包括光學(xué)系統(tǒng)和相應(yīng)的穩(wěn)定裝置，用于精確地對準(zhǔn)目標(biāo)和將激光器產(chǎn)生的高能激光束匯聚在目標(biāo)上。因其重量大，一般在大型航空器上以轉(zhuǎn)塔的形式進(jìn)行搭載，暫時(shí)還未在無人機(jī)上進(jìn)行應(yīng)用。（3）目標(biāo)指示光電吊艙。

（4）光電對抗吊艙。光電對抗吊艙包括光電導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)和紅外激光干擾系統(tǒng)，光電導(dǎo)彈逼近告警系統(tǒng)用于對來襲的紅外尋的制導(dǎo)的空空導(dǎo)彈、防空導(dǎo)彈進(jìn)行警告，紅外激光干擾系統(tǒng)則用于瞄準(zhǔn)來襲導(dǎo)彈發(fā)射中波紅外激光進(jìn)行干擾，以使其失去目標(biāo)。任務(wù)2

光電吊艙分類2.按結(jié)構(gòu)分類（1）兩軸兩框架。光電載荷和陀螺儀安裝在俯仰軸上，吊艙通過方位環(huán)與載體相連接。陀螺感知光電載荷的角速度，將控制信號傳遞給力矩電機(jī)分別抵消俯仰和方位的運(yùn)動(dòng)耦合，保持光電載荷的慣性空間穩(wěn)定。光電載荷將圖像數(shù)據(jù)傳遞給圖像處理單元，圖像處理單元得到目標(biāo)運(yùn)動(dòng)信息，然后傳遞給控制器，最后將控制信號傳遞給力矩電機(jī)實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的跟蹤控制。兩軸兩框架結(jié)構(gòu)原理簡單，但也存在一定的問題。方位力矩電機(jī)是加載到U形支架的，而不是直接加載在被控制對象穩(wěn)定臺(tái)體（光電載荷）上，它們之間的力矩關(guān)系能用余弦函數(shù)表達(dá)。任務(wù)2

光電吊艙分類雙軸光電吊艙當(dāng)在進(jìn)行俯仰大角度機(jī)動(dòng)時(shí)，其余弦函數(shù)為一個(gè)較小值，這意味著方位力矩對被控對象穩(wěn)定臺(tái)體的控制力矩減弱，甚至?xí)サ跖摰姆€(wěn)定控制。因此，當(dāng)需要進(jìn)行大角度機(jī)動(dòng)的時(shí)候，就必須進(jìn)行特殊的設(shè)計(jì)和控制策略，這往往會(huì)造成系統(tǒng)復(fù)雜性和成本的增加。（2）兩軸四框架在兩軸兩框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，引入了新型的四框架結(jié)構(gòu)。增加隨動(dòng)環(huán)以限制U形支架的轉(zhuǎn)角范圍，避免出現(xiàn)載荷的俯仰和方位角度轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就避免了方位力矩減弱的情況出現(xiàn)，同時(shí)，隨動(dòng)環(huán)還可以滿足大角度機(jī)動(dòng)要求。任務(wù)2

光電吊艙分類任務(wù)2

光電吊艙分類采用兩軸四框架結(jié)構(gòu)可以克服兩框架結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。并具有以下優(yōu)點(diǎn)：內(nèi)部兩框架始終垂直，減小了幾何耦合，從而對干擾運(yùn)動(dòng)起到更佳的隔離效果。①內(nèi)部兩框架始終垂直，可以消除大角度運(yùn)動(dòng)的框架自鎖現(xiàn)象。②可通過伺服回路的設(shè)計(jì)使載體運(yùn)動(dòng)對外部兩框架的耦合影響減小，使內(nèi)部兩框架處于更好的穩(wěn)定環(huán)境，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定精度。③內(nèi)外框架控制回路相互獨(dú)立，互不影響。④四框架穩(wěn)定系統(tǒng)使用的內(nèi)兩環(huán)、外兩環(huán)的力矩電機(jī)較兩框架結(jié)構(gòu)的力矩電機(jī)所需的力矩更小，有利于系統(tǒng)帶寬的增加，從而提高系統(tǒng)精度。⑤任務(wù)2

光電吊艙分類三軸光電吊艙三軸光電吊艙是在雙軸的基礎(chǔ)上增加了滾轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)動(dòng)視角更加靈活，雖能使相機(jī)始終保持正射位置，但同時(shí)也增加了設(shè)計(jì)難度。（3）三軸光電吊艙。三軸陀螺儀敏感軸正交可通過陀螺空間算法控制三個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速克服載體的擾動(dòng)，提高三軸吊艙視軸慣性空間穩(wěn)定性。并且可通過算法補(bǔ)償陀螺隨機(jī)漂移有效解決吊艙隨機(jī)運(yùn)動(dòng)問題。光電吊艙子系統(tǒng)分為三個(gè)組成部分：穩(wěn)定平臺(tái)、光學(xué)成像傳感器及視頻處理單元，其系統(tǒng)框圖如圖所示。光電吊艙系統(tǒng)框圖任務(wù)3

光電吊艙組成光電吊艙子系統(tǒng)光學(xué)成像傳感器完成被動(dòng)式可見光和非可見光的光譜成像。根據(jù)小型光學(xué)吊艙功能要求提供可見光和紅外成像，并完成視頻采集，壓縮及編碼。視頻處理單元將視頻數(shù)據(jù)與飛行自動(dòng)駕駛儀數(shù)據(jù)一同封裝并輸出。根據(jù)地面控制站的指令進(jìn)行視頻識別、鎖定并跟蹤，并將其伺服控制量指令發(fā)送至穩(wěn)定平臺(tái)。穩(wěn)定平臺(tái)的穩(wěn)定對象是裝載在平臺(tái)上的光學(xué)載荷（光學(xué)成像傳感器），其實(shí)質(zhì)穩(wěn)定光學(xué)成像傳感器的瞄準(zhǔn)線。根據(jù)設(shè)備功能及性能要求，提供兩軸（方位軸及俯仰軸）的穩(wěn)定控制能力。同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的跟蹤控制和手動(dòng)搜索控制。任務(wù)3

光電吊艙組成光電吊艙子系統(tǒng)的三個(gè)組成單元之間的通信鏈路為網(wǎng)絡(luò)，其通信網(wǎng)絡(luò)鏈接如圖所示。光電吊艙通信鏈路圖任務(wù)3

光電吊艙組成光學(xué)成像傳感器和陀螺儀安裝在俯仰軸上，吊艙通過方位環(huán)與載體連接。穩(wěn)定平臺(tái)結(jié)構(gòu)方案任務(wù)3

光電吊艙組成陀螺儀測量光學(xué)成像傳感器瞄準(zhǔn)線的角速度，將控制信號傳遞給力矩電機(jī)分別抵消俯仰和方位的運(yùn)動(dòng)耦合，保持光學(xué)成像傳感器瞄準(zhǔn)線的慣性空間穩(wěn)定。光學(xué)成像傳感器將視頻數(shù)據(jù)傳遞給視頻處理單元，視頻處理單元得到目標(biāo)運(yùn)動(dòng)信息后，計(jì)算輸出電機(jī)控制量并傳遞給陀螺儀穩(wěn)定控制跟蹤回路，并驅(qū)動(dòng)力矩電機(jī)以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、跟蹤控制。任務(wù)3

光電吊艙組成1. 穩(wěn)定平臺(tái)考慮到無人機(jī)載光電吊艙的使用環(huán)境，國內(nèi)外穩(wěn)定平臺(tái)的氣動(dòng)外形一般有兩種：一種是叉形，另一種是柱形。叉形結(jié)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定平臺(tái)的質(zhì)量小、內(nèi)部空間利用率較高，對傳感器的質(zhì)量、外形尺寸等要求相對寬松，可以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的功能，擁有更高的性能。缺點(diǎn)：是氣動(dòng)外形差，風(fēng)阻力較大。這種結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定平臺(tái)適用于中、低速飛機(jī)（速度小于200

km/h）。光電吊艙外形-叉形任務(wù)3

光電吊艙組成時(shí)內(nèi)部空間的利用率也略低，裝載的傳感器必須進(jìn)行小型化處理。光電吊艙外形-柱性柱形結(jié)構(gòu)：優(yōu)點(diǎn)：但是由于其氣動(dòng)外形較好，風(fēng)阻力較小，適用于高速飛機(jī)。缺點(diǎn)：柱形結(jié)構(gòu)質(zhì)量稍大，由于外框系統(tǒng)占據(jù)了較多的空間，在相同外形邊界條件下，它的臺(tái)體（球殼）尺寸比叉形結(jié)構(gòu)的臺(tái)體尺寸要小一些，同任務(wù)3

光電吊艙組成視頻的采集與編碼、壓縮。采用視頻采集、編碼專用Soc處理器，通過視頻采集接口，完成視頻的采集，并采用H264/H265進(jìn)行壓縮編碼，通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)輸出。相機(jī)集成了采集接口、視頻編解碼、網(wǎng)絡(luò)等一系列功能，并且可實(shí)現(xiàn)低功耗運(yùn)行，保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與功耗要求。系統(tǒng)光學(xué)成像2.光學(xué)成像傳感器光學(xué)變焦和數(shù)字變焦的全高清可見光攝像機(jī)氧化釩紅外熱成像攝像機(jī)為保證成像質(zhì)量，紅外熱成像攝像機(jī)機(jī)芯采用有擋結(jié)構(gòu)，可以實(shí)時(shí)校準(zhǔn)紅外相機(jī)。任務(wù)3

光電吊艙組成視頻采集、編碼硬件用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電源管理、視頻采集與壓縮及網(wǎng)絡(luò)與串口通信功能。系統(tǒng)原理框圖如圖所示。視頻采集、編碼硬件原理框圖3.

視頻處理單元視頻處理單元：主要是完成圖像跟蹤、識別、計(jì)算等軟件功能，由于計(jì)算復(fù)雜度非常高，需要一個(gè)高性能的計(jì)算平臺(tái)。圖像處理單元：主要實(shí)現(xiàn)的軟件功能有區(qū)域掃描、手動(dòng)搜索、自動(dòng)跟蹤、電子變倍、預(yù)置位變倍、自動(dòng)收放、目標(biāo)位置解算等。任務(wù)3

光電吊艙組成任務(wù)4

光電吊艙功能與性能指標(biāo)下面以某型光電吊艙為例說明光電吊艙的功能與性能指標(biāo)。主要功能如下：①

視頻輸出：可切換輸出可見光視頻、紅外視頻。②

視頻疊加：實(shí)時(shí)輸出設(shè)備指向、狀態(tài)等信息。③

紅外特性解算：利用中波紅外采集的數(shù)據(jù)，對目標(biāo)紅外輻射特性進(jìn)行解算。④

目標(biāo)搜索：在運(yùn)動(dòng)指令控制下做方位、俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，完成對目標(biāo)區(qū)域的搜索。任務(wù)4

光電吊艙功能與性能指標(biāo)主要功能如下：⑤

目標(biāo)跟蹤：根據(jù)指令完成對目標(biāo)的跟蹤。⑥

視軸鎖定：在指令控制下將視軸保持在當(dāng)前角度。⑦

地理跟蹤：根據(jù)外部指令，指向特定地理坐標(biāo)。⑧

隨動(dòng)引導(dǎo)：接收外部指令，將光電瞄準(zhǔn)線轉(zhuǎn)動(dòng)到指定角度。⑨

視軸穩(wěn)定：隔離載體擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)視軸穩(wěn)定。⑩

自檢功能：可見光及紅外成像設(shè)備能進(jìn)行自檢。任務(wù)4

光電吊艙功能與性能指標(biāo)系統(tǒng)需求指標(biāo)穩(wěn)定平臺(tái)子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)范圍方位軸360

×n俯仰軸－130

～90

角、加速度角速度：≥60

/s角加速度：≥60

/s2穩(wěn)定精度≤50

rad瞄準(zhǔn)線角位置精度≤0.5

mrad（1

）RMS陀螺修正線零位校準(zhǔn)、漂移修正角度控制位置控制模式，指令注入性能指標(biāo)如表所示。某型光電吊艙性能指標(biāo)任務(wù)4

光電吊艙功能與性能指標(biāo)系統(tǒng)需求指標(biāo)光學(xué)成像子系統(tǒng)可見光攝像機(jī)有效像素≥1

920×1

080幀率40～50

f/s50倍光學(xué)連續(xù)變焦水平視場角范圍：2.3

～63.7

自動(dòng)對焦控制接口：TTL串行通信接口焦距范圍：4.2～210

mm自動(dòng)調(diào)光紅外熱成像攝像機(jī)有效像素640×512工作波長8～13

m像元尺寸20

m焦距50

mm續(xù)表任務(wù)4

光電吊艙功能與性能指標(biāo)系統(tǒng)需求指標(biāo)光學(xué)成像子系統(tǒng)紅外熱成像攝像機(jī)視場角9.9

×12.4

4倍數(shù)字變焦NTED≤25mk（25

C）視頻處理子系統(tǒng)軟件功能區(qū)域掃描、手動(dòng)搜索、自動(dòng)跟蹤、電子變倍、預(yù)置位變倍、自動(dòng)收放、目標(biāo)位置視頻存儲(chǔ)存儲(chǔ)介質(zhì)：SD卡，存儲(chǔ)最大容量128

GB視頻輸出格式高清數(shù)字TS流可見光控制接口串行通信接口（RS232）電氣及機(jī)械性能電壓工作電壓：DC

28

V溫度工作溫度：－20～＋55

C重量系統(tǒng)總重：≤2kg功耗平均功耗：≤38

W存儲(chǔ)溫度存儲(chǔ)溫度：－40

C～＋70

C平均維修時(shí)間≤30

min續(xù)表光電吊艙通過內(nèi)部的紅外攝像機(jī)或者可見光攝像機(jī)獲取視頻數(shù)據(jù)，圖像數(shù)據(jù)處理單元接收光學(xué)相機(jī)的視頻數(shù)據(jù)及飛控導(dǎo)航子系統(tǒng)傳輸?shù)臓顟B(tài)信息，經(jīng)內(nèi)部數(shù)據(jù)融合后，通過機(jī)載測控與信息傳輸子系統(tǒng)無線傳輸至地面測控與信息傳輸子系統(tǒng)，地面測控與信息傳輸子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至地面站子系統(tǒng)，地面操作人員通過地面播放器可實(shí)時(shí)查看光電吊艙獲取的視頻數(shù)據(jù)。任務(wù)5

光電吊艙工作原理任務(wù)5

光電吊艙工作原理光電吊艙視頻數(shù)據(jù)傳輸原理框圖光電吊艙工作原理如圖所示：任務(wù)5

光電吊艙工作原理一般任務(wù)實(shí)施步驟光電吊艙工作原理如圖所示：任務(wù)5

光電吊艙工作原理航渡抵達(dá)任務(wù)區(qū)域后的系統(tǒng)工作和人機(jī)交互流程具體如下：①

區(qū)域覆蓋搜索：根據(jù)任務(wù)要求在地面指控終端軟件地圖界面上框選矩形區(qū)域作為任務(wù)區(qū)域，自動(dòng)生成任務(wù)區(qū)域航線和光電吊艙控制指令，自動(dòng)協(xié)調(diào)控制無人機(jī)和光電吊艙無遺漏地覆蓋任務(wù)區(qū)域。②

光電吊艙凝視觀察疑似目標(biāo)：區(qū)域覆蓋搜索過程中發(fā)現(xiàn)疑似目標(biāo)，操縱人員調(diào)整光電吊艙工作模式，光電吊艙持續(xù)凝視目標(biāo)。任務(wù)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)流程任務(wù)5

光電吊艙工作原理③

無人機(jī)盤旋凝視觀察疑似目標(biāo)：在光電吊艙凝視觀察疑似目標(biāo)過程中，若操縱人員需要更長的時(shí)間觀察疑似目標(biāo)，無人機(jī)導(dǎo)航模式切換至按照光電吊艙視場中心目標(biāo)的坐標(biāo)為原點(diǎn)自動(dòng)建立盤旋飛行計(jì)劃，使得無人機(jī)環(huán)繞目標(biāo)盤旋飛行。④

關(guān)閉凝視觀察：在光電吊艙凝視觀察疑似目標(biāo)或無人機(jī)盤旋凝視觀察疑似目標(biāo)過程中，若操縱人員解除疑似目標(biāo)的嫌疑，則可以關(guān)閉凝視觀察功能，此時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)將無人機(jī)導(dǎo)航至區(qū)域覆蓋搜索因切換模式而中斷的航路點(diǎn)，從而繼續(xù)完成區(qū)域覆蓋搜索，以保證區(qū)域覆蓋搜索的完備性。航渡返航判據(jù)：根據(jù)任務(wù)要求和系統(tǒng)性能，區(qū)域覆蓋任務(wù)完成、返航能源不足和操縱人員主動(dòng)取消任務(wù)三種情況下無人機(jī)會(huì)自動(dòng)航渡返航。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理1.

光電吊艙操控說明①

按下主電源按鈕（面板左上角PWR

ON/OFF按鈕），啟動(dòng)地面站電源。②

按下計(jì)算機(jī)開關(guān)按鈕（PC

ON按鈕），啟動(dòng)控制終端計(jì)算機(jī)電源。③

按下設(shè)備電源開關(guān)按鈕（面板右上角Power按鈕），啟動(dòng)吊艙控制區(qū)電源。地面站示意圖任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理光電吊艙視頻計(jì)算機(jī)啟動(dòng)完成后，打開計(jì)算機(jī)內(nèi)的“縱橫鷹圖”軟件，地面站軟件的詳細(xì)使用方法可以參考縱橫鷹圖用戶手冊進(jìn)行。根據(jù)控制需求手動(dòng)操縱吊艙搖桿和鍵盤，對吊艙進(jìn)行控制。按鍵、搖桿以及各接口的功能使用方法參見功能說明中的載荷控制搖桿和按鍵部分。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理2.載荷控制搖桿的使用方法載荷控制搖桿用于手動(dòng)控制吊艙的運(yùn)動(dòng)和變焦動(dòng)作；同時(shí)，此搖桿也可以在吊艙處于自動(dòng)路徑跟隨狀態(tài)時(shí)，對觀察位置進(jìn)行調(diào)整。（1）搖桿左右搖動(dòng)，控制吊艙航向向左或向右偏轉(zhuǎn)。（2）搖桿上下?lián)u動(dòng)，控制吊艙抬頭或低頭動(dòng)作。（3）搖桿向左或向右旋轉(zhuǎn)，控制吊艙傳感器進(jìn)行變焦動(dòng)作。光電吊艙控制搖桿任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理手動(dòng)速率模式與影像追蹤模式的控制。默認(rèn)為速率模式，按下該鍵可鎖定畫面中央的紋理特征進(jìn)行影像紋理追蹤。隨動(dòng)功能。若已經(jīng)處于紋理追蹤狀態(tài)，操縱搖桿移動(dòng)中央十字標(biāo)到需要更改的追蹤位置，按下該鍵可以將追蹤目標(biāo)切換至十字光標(biāo)所指向的位置，修改追蹤目標(biāo)。3.載荷控制鍵盤的使用方法載荷控制鍵盤用于給吊艙發(fā)送控制指令以調(diào)整吊艙工作狀態(tài)。（1）MT/AT （2）FL （3）VM搖桿控制速率模式切換，默認(rèn)為高速率控制模式，按下后可在低速、高速兩種模式中循環(huán)切換。用于手動(dòng)操縱光電吊艙時(shí)的控制速率控制。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理TV/IR：可見光、紅外傳感器主畫面切換。FOV＋：視場角＋，按下可使得視場角增大，傳感器焦距縮短。FOV－：視場角－，按下可使得視場角減小，傳感器焦距變長。CR＋：對比度＋，該功能用于調(diào)整增加熱成像傳感器輸出影像的對比度。CR－：對比度－，該功能用于調(diào)整減少熱成像傳感器輸出影像的對比度。ES：電子穩(wěn)像功能的開關(guān)，按下可啟動(dòng)電子穩(wěn)像功能。此按鍵含復(fù)用功能、紅外擋板校正功能。OSD：畫面的OSD信息顯示開關(guān)，按下可關(guān)閉OSD數(shù)據(jù)顯示。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理快照功能。按下一次將會(huì)自動(dòng)保存一張按下瞬間的快照，同時(shí)保存的照片所指向的真實(shí)地面坐標(biāo)數(shù)據(jù)；拍照進(jìn)行時(shí)畫面會(huì)出現(xiàn)0.5s左右的白框提示，表示正在執(zhí)行拍照動(dòng)作。所拍攝的快照照片以及照片的坐標(biāo)數(shù)據(jù)會(huì)保存在吊艙存儲(chǔ)卡內(nèi)的“Photo”文件夾內(nèi)。（11）Snap （12）B/W熱成像影像的黑熱、白熱模式的切換，按下可切換熱成像影像的黑熱、白熱顯示模式。（13）RTT-ARTT自動(dòng)模式開關(guān)按鍵，用于啟動(dòng)或關(guān)閉RTT自動(dòng)模式（實(shí)時(shí)追蹤自動(dòng)模式）。在目標(biāo)已經(jīng)被跟蹤之后，按下該按鍵可以啟動(dòng)RTT自動(dòng)模式，引導(dǎo)飛機(jī)追隨所跟蹤的目標(biāo)進(jìn)行飛行。注意事項(xiàng)：該功能必須在已經(jīng)跟蹤了目標(biāo)時(shí)才能啟動(dòng)，否則按下按鍵無法啟動(dòng)RTT自動(dòng)模式。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng)：當(dāng)使用“Pos-Renew”按鍵進(jìn)行載機(jī)手動(dòng)飛行引導(dǎo)時(shí)，載機(jī)將按照畫面中央十字光標(biāo)指示的坐標(biāo)位置自動(dòng)規(guī)劃半徑為400m的盤旋飛行計(jì)劃（自動(dòng)盤旋點(diǎn)為793#），飛行高度將保持原飛行高度不變。同時(shí)，畫面中央十字光標(biāo)中的黃點(diǎn)將變?yōu)樽仙?s，提示當(dāng)前的自動(dòng)追蹤盤旋坐標(biāo)正在進(jìn)行更新。（14）RTT-MRTT手動(dòng)模式開關(guān)按鍵，用于啟動(dòng)或關(guān)閉RTT手動(dòng)模式（實(shí)時(shí)追蹤手動(dòng)模式）。按下該按鍵后將啟動(dòng)RTT手動(dòng)模式；將光電吊艙畫面中央的十字光標(biāo)，指向需要飛向的目標(biāo)地面位置，使用吊艙控制鍵盤中的“Pos-Renew”按鍵，引導(dǎo)飛機(jī)飛向當(dāng)前吊艙正在觀察的地面位置處進(jìn)行盤旋飛行（要求光電吊艙所引導(dǎo)飛往的地面位置距離載機(jī)當(dāng)前的坐標(biāo)位置不大于3

000

m，可通過TGT標(biāo)簽中的GDR數(shù)據(jù)確認(rèn)）。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理（15）POS-RenewRTT手動(dòng)模式下更新飛機(jī)盤旋坐標(biāo)的功能按鍵。在處于RTT手動(dòng)模式時(shí)，將光電吊艙畫面中央的十字光標(biāo)，指向需要飛向的目標(biāo)地面位置，使用該按鍵，引導(dǎo)飛機(jī)飛向當(dāng)前吊艙正在觀察的地面位置處進(jìn)行盤旋飛行。注意事項(xiàng)：該按鍵僅在處于RTT手動(dòng)模式時(shí)才有作用，其他狀態(tài)下按下該鍵無作用。光電吊艙控制鍵盤任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理4.

吊艙畫面及操作示意吊艙的畫面當(dāng)中為顯示和標(biāo)注有效的關(guān)鍵信息，添加有OSD信息顯示。吊艙畫面的OSD信息顯示任務(wù)6光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理OSD顯示信息被區(qū)分為三大塊內(nèi)容，分別為“TGT”“ACFT”“GIMBAL”三大區(qū)塊。TGT表示畫面中央的目標(biāo)信息，用于顯示解算出的中央目標(biāo)的坐標(biāo)以及斜距、地面距離等信息。ACFT顯示的是載機(jī)的飛行狀態(tài)信息，里面顯示了飛機(jī)當(dāng)前的許多關(guān)鍵飛行信息，操作人員可通過直接觀察這些信息了解當(dāng)前飛機(jī)的飛行狀態(tài)，而無須從左屏的地面站軟件中讀取這些信息。GIMBAL中顯示的是吊艙的相關(guān)信息，主要顯示當(dāng)前吊艙的控制模式與多種功能的運(yùn)行狀況，主要用于在吊艙控制時(shí)判定吊艙當(dāng)前的工作狀態(tài)。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理（1）TGT信息標(biāo)簽TGT信息標(biāo)簽① Lat：顯示的是當(dāng)前畫面正中央十字光標(biāo)位置的坐標(biāo)的緯度值，N代表北緯，后方數(shù)據(jù)單位為度，以小數(shù)形式顯示；數(shù)據(jù)精度與后方所提供的HMSL（目標(biāo)海拔高度）數(shù)據(jù)的精度有關(guān)。②

Lon：顯示的是當(dāng)前畫面正中央十字光標(biāo)位置的坐標(biāo)的經(jīng)度值，E代表東經(jīng)，后方數(shù)據(jù)單位為度，以小數(shù)形式顯示；數(shù)據(jù)精度與后方所提供的HMSL（目標(biāo)海拔高度）數(shù)據(jù)的精度有關(guān)。③

HMSL該處顯示的是指定的地面目標(biāo)的海拔高度值。該值可通過地面站吊艙控制中的“視點(diǎn)海拔手動(dòng)修正”或“視點(diǎn)海拔自動(dòng)修正”（地面站帶有離線高程數(shù)據(jù)時(shí)才可使用）功能進(jìn)行手動(dòng)修正。該數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度會(huì)影響到前方所給出的目標(biāo)經(jīng)緯度數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，若目標(biāo)的地面海拔高度數(shù)據(jù)正確，則可以提高對視點(diǎn)目標(biāo)坐標(biāo)的解算精度。Range④ RMM （Measure

Mode）距離測量模式。該參數(shù)有RM與LRF兩種顯示狀態(tài)，分別代表“估距”與“激光測距”。顯示RE則代表距離測距模式為“估距”，距離計(jì)算采用的方法是根據(jù)所提供的目標(biāo)的海拔高度與光電吊艙的姿態(tài)角數(shù)據(jù)解算出估測距離。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理⑤SLR（Slant

Range）斜線距離。該參數(shù)表示計(jì)算出來的飛機(jī)當(dāng)前位置與所觀測到的目標(biāo)位置間的斜線距離（直線距離），單位為米。該數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與所提供的目標(biāo)海拔高度數(shù)據(jù)有關(guān)。⑥GDR（Ground

Range）地面距離。該參數(shù)表示計(jì)算出來的飛機(jī)當(dāng)前的位置坐標(biāo)與所觀測到的目標(biāo)位置間的地面距離，單位為米。該數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與所提供的目標(biāo)海拔高度數(shù)據(jù)有關(guān)。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理⑦TMD（TargetMeasure

Direction）：測量所得的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)方向。該數(shù)據(jù)用于表示當(dāng)前正在跟蹤的目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向。方向角度數(shù)據(jù)采用0～360

顯示的形式，正北為0

，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)表示各航向角度。例如：90

代表正東，180

代表正南，270

代表正西。注意：該測量數(shù)據(jù)必須使用圖像跟蹤方式鎖定目標(biāo)后才會(huì)進(jìn)行計(jì)算顯示，若不使用吊艙跟蹤住目標(biāo)，將不會(huì)計(jì)算顯示該數(shù)據(jù)。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理⑧TMS（TargetMeasure

Speed）：測量所得的目標(biāo)速度。該數(shù)據(jù)用于表示當(dāng)前正在追蹤的目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度，速度數(shù)據(jù)單位為km/h。注意：該測量數(shù)據(jù)必須使用圖像跟蹤方式鎖定目標(biāo)后才會(huì)進(jìn)行計(jì)算顯示，

若不使用吊艙跟蹤住目標(biāo)，將不會(huì)計(jì)算顯示該數(shù)據(jù)。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理（1）ACFT信息標(biāo)簽（Aircraft）ACFT信息標(biāo)簽①

Lat：顯示當(dāng)前載機(jī)的坐標(biāo)的緯度值，N代表北緯，后方數(shù)據(jù)單位為度，以小數(shù)形式顯示。②

Lon：顯示當(dāng)前載機(jī)的坐標(biāo)的經(jīng)度值，E代表東經(jīng)，后方數(shù)據(jù)單位為度，以小數(shù)形式顯示。③

HMSL：顯示當(dāng)前載機(jī)飛行的海拔高度值，括號內(nèi)顯示數(shù)據(jù)為當(dāng)前飛行器的指令高度數(shù)據(jù)，單位為米。④

TAS：顯示當(dāng)前載機(jī)的飛行空速數(shù)據(jù)，括號內(nèi)顯示數(shù)據(jù)為當(dāng)前飛行器的指令空速數(shù)據(jù)，單位為m/s，保留一位小數(shù)顯示。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理⑤

GS（Ground

Speed）：顯示當(dāng)前載機(jī)的飛行地速數(shù)據(jù)，單位為m/s，保留一位小數(shù)顯示。⑥

WS（Wind

Speed）：風(fēng)速數(shù)據(jù)，用于簡單表示當(dāng)前載機(jī)飛行的空地速差值，為飛行中了解飛行器順逆風(fēng)狀態(tài)提供參考。如若為負(fù)值則說明當(dāng)前順風(fēng)，地速高于空速；若為正值則說明逆風(fēng)，空速高于空速。單位為m/s，保留一位小數(shù)顯示。⑦VS：顯示當(dāng)前載機(jī)的飛行垂直速率數(shù)據(jù)，單位為m/s，保留一位小數(shù)顯示。若數(shù)據(jù)為正值則說明飛機(jī)正在以數(shù)據(jù)指示的速率上升高度，若數(shù)據(jù)為負(fù)值則說明飛機(jī)正在以數(shù)據(jù)指示的速率下降高度。注意：若該值持續(xù)低于0

m/s長達(dá)4s，則VS標(biāo)簽會(huì)出現(xiàn)標(biāo)紅提示，提示飛機(jī)正處于高度降低狀態(tài)。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理⑧

Heading：顯示當(dāng)前載機(jī)飛行的機(jī)頭航向數(shù)據(jù)，航向采用0～360

顯示的形式，正北為0

，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)表示各航向角度。例如：90

代表正東，180

代表正南，270

代表正西。⑨

V-Dir：顯示當(dāng)前載機(jī)飛行的GPS速度方向數(shù)據(jù)，采用0～360

顯示的形式。用于觀察飛行的實(shí)際速度方向。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理⑩

AOS（Angle

ofsideslip）：側(cè)滑角。顯示當(dāng)前載機(jī)的側(cè)滑角度，用于參考載機(jī)的飛行側(cè)滑角狀態(tài)。數(shù)據(jù)值為V-Dir與Heading數(shù)據(jù)的差值：若該值為負(fù)，則說明載機(jī)是左側(cè)滑狀態(tài)（機(jī)頭偏向速度方向右側(cè)，來流沖擊機(jī)身左側(cè)）；若該值為正，則說明載機(jī)是右側(cè)滑狀態(tài)（機(jī)頭偏向速度方向左側(cè)，來流沖擊機(jī)身右側(cè)）。注意：該值在航向處于360

時(shí)可能存在計(jì)算偏差，僅供參考。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理。?

GPS：顯示當(dāng)前載機(jī)的定位衛(wèi)星數(shù)量，用于觀察載機(jī)的衛(wèi)星定位狀況。注意：該值低于5時(shí)，GPS標(biāo)簽將會(huì)標(biāo)紅，警示GPS衛(wèi)星數(shù)低，注意觀察。?Pdop：顯示當(dāng)前載機(jī)衛(wèi)星定位的pdop數(shù)據(jù)，用于觀察載機(jī)的衛(wèi)星定位狀況注意：該值大于或等于3.0時(shí)，pdop標(biāo)簽將會(huì)標(biāo)紅，警示導(dǎo)航GPS已經(jīng)切入備份狀態(tài)或已經(jīng)丟失衛(wèi)星，請參考進(jìn)行故障排查。?H2H（Heading

To

Home）：返回起降點(diǎn)的航向，用于指示在當(dāng)前位置下載機(jī)返回起降點(diǎn)的飛行航向，可作為在飛行時(shí)尋找起降點(diǎn)位置的參考。航向數(shù)據(jù)采用0～360

顯示的形式，正北為0

，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)表示各航向角度。例如：90

代表正東，180

代表正南，270

代表正西。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理?

D2H（Distance

To

Home）：返回起降點(diǎn)的距離，用于指示在當(dāng)前位置下載機(jī)返回起降點(diǎn)所需飛行的直線距離，可用于在飛行時(shí)參考當(dāng)前載機(jī)距離起降點(diǎn)的距離。距離單位為米。?FLT（Flight

Time）：飛行時(shí)間，用于指示當(dāng)前載機(jī)本架次已經(jīng)飛行的時(shí)間。采用××小時(shí)××分××秒的表示形式。?TWN（To

WaypointNumber）：飛往航路點(diǎn)編號。用于指示當(dāng)前載機(jī)正在飛往的航點(diǎn)編號，只有航點(diǎn)編號數(shù)據(jù)，無單位。?AvV（Avionic

Voltage）：航電系統(tǒng)電壓（主電源電壓）。顯示當(dāng)前載機(jī)飛行時(shí)的主電源電壓數(shù)據(jù)，用于了解飛行時(shí)的主電源電壓的變化情況。電動(dòng)機(jī)可通過該數(shù)據(jù)觀察到巡航電池的電壓情況。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理?

MoV（Motor

Voltage），旋翼電源電壓。顯示當(dāng)前載機(jī)飛行時(shí)的旋翼電源的電壓數(shù)據(jù)。用于了解飛行時(shí)的旋翼電源的電壓變化情況。注意：當(dāng)電壓過低時(shí)，MoV標(biāo)簽會(huì)標(biāo)紅警示，警示電壓低。?RPM：顯示當(dāng)前載機(jī)飛行時(shí)的引擎轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。用于了解飛行時(shí)的引擎轉(zhuǎn)速情況。若載機(jī)為電動(dòng)機(jī)，則該數(shù)據(jù)將會(huì)一直為0。注意：該轉(zhuǎn)速值在低于1

400時(shí)會(huì)標(biāo)紅提示，若出現(xiàn)標(biāo)紅應(yīng)注意及時(shí)檢查引擎可能的停車故障。?THR：顯示當(dāng)前載機(jī)飛行時(shí)的油門數(shù)據(jù)。用于了解飛行時(shí)的飛行引擎負(fù)載情況。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理狀態(tài)說明CLMB離地爬升狀態(tài)ACCL垂轉(zhuǎn)平加速狀態(tài)V2L垂轉(zhuǎn)平狀態(tài)FLY飛行狀態(tài)LAND著陸狀態(tài)DECL減速狀態(tài)L2V平轉(zhuǎn)垂?fàn)顟B(tài)FNHR末端懸停狀態(tài)FNDC末端下降狀態(tài)?

APS（AutoPilot

Status）：自動(dòng)駕駛系統(tǒng)工作狀態(tài)。用于表示自動(dòng)駕駛儀當(dāng)前的工作模式或工作狀態(tài)，便于操作人員參考、判斷當(dāng)前載機(jī)的工作狀態(tài)。APS的狀態(tài)顯示有表所示的幾種。PS狀態(tài)表任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理ACFT信息標(biāo)簽（3）GIMBAL信息標(biāo)簽載機(jī)航向指示表盤：用于指示載機(jī)航向數(shù)據(jù)的可視化表盤，可快速參考載機(jī)航向。數(shù)據(jù)來源于ACFT標(biāo)簽中的“Heading”數(shù)據(jù)。①

VER：顯示該吊艙的影像處理模塊的控制軟件版本。②

Power：顯示該吊艙的電源供電電壓數(shù)據(jù)。③

TV

FOV：顯示該吊艙可見光傳感器當(dāng)前的視場角大小。④

IR

FOV：顯示該吊艙熱成像傳感器當(dāng)前的視場角大小。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理⑤

AZ：顯示該光電吊艙當(dāng)前觀察的航向角數(shù)據(jù)（姿態(tài)角）；該數(shù)據(jù)指明光電吊艙當(dāng)前所看的航向的角度值，航向角值以正北方向?yàn)?

，順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，90

代表正東，180

代表正南，270

代表正西，以該標(biāo)準(zhǔn)表示航向。⑥

PI：顯示該光電吊艙當(dāng)前觀察的俯仰角數(shù)據(jù)（姿態(tài)角）；該數(shù)據(jù)指明光電吊艙當(dāng)前的觀察視線的對地俯仰角度。例如：0

代表視線與地平線平行，－90

代表視線與地平線垂直。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理⑦

Pan：顯示該光電吊艙當(dāng)前旋轉(zhuǎn)到的航向框架角數(shù)據(jù)，代表該光電吊艙當(dāng)前的視線指向與機(jī)頭正前方的夾角。航向框架角定義與此前的AZ數(shù)據(jù)有所不同，是將機(jī)頭正前方定義為0

，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，90

代表當(dāng)前光電吊艙的觀察方向?yàn)闄C(jī)身正右側(cè)，180

代表觀察方向?yàn)闄C(jī)身正后方，270

代表觀察方向?yàn)闄C(jī)身正左方。⑧

Tilt：顯示該光電吊艙當(dāng)前旋轉(zhuǎn)到的俯仰框架角數(shù)據(jù)，代表該光電吊艙當(dāng)前的視線指向與機(jī)身平面的俯仰方向夾角。俯仰框架角定義與此前的PI（姿態(tài)俯仰角）有所不同，是以機(jī)身平面為參考計(jì)算出的視線相對于機(jī)身平面的俯仰夾角。因此，當(dāng)?shù)跖撘暰€與機(jī)身平面平行時(shí)顯示為0

，當(dāng)?shù)跖撘暰€低頭向下與機(jī)身平面垂直時(shí)顯示為－90

。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理狀態(tài)說明INIT初始化中，表示當(dāng)前吊艙仍未通過自檢初始化RATE手動(dòng)速率模式TRA目標(biāo)跟蹤模式（紋理追蹤）A_RATE輔助速率模式GPS位置輔助模式Point定點(diǎn)隨動(dòng)（自動(dòng)控制），屬于飛控自動(dòng)控制進(jìn)行點(diǎn)觀察的一項(xiàng)功能Line路徑隨動(dòng)（自動(dòng)控制），屬于飛控自動(dòng)控制進(jìn)行路徑巡視的一項(xiàng)功能Lock歸零鎖定（航向、俯仰框架角歸零的一種鎖定模式）F_Lock框架角鎖定（飛控進(jìn)行自動(dòng)控制的一種功能，用于執(zhí)行特定的觀察功能時(shí)使用）⑨

CTL

Mode：顯示該吊艙當(dāng)前的控制模式。如表所示。吊艙工作模式任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理⑩

ES：電子穩(wěn)像功能的狀態(tài)顯示。顯示為ON時(shí)，代表電子穩(wěn)像功能已經(jīng)開啟；顯示為OFF時(shí)，代表電子穩(wěn)像功能已經(jīng)關(guān)閉。?

RTT（Real

Time

Track）：實(shí)時(shí)追蹤功能。吊艙引導(dǎo)實(shí)時(shí)追蹤目標(biāo)飛行功能狀態(tài)的顯示。該功能是一種吊艙與載機(jī)進(jìn)行聯(lián)合飛行控制的高級功能，主要用于實(shí)現(xiàn)使用吊艙來引導(dǎo)載機(jī)對目標(biāo)進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)的追隨飛行的功能。分別有Manual、Auto與OFF三種狀態(tài)；可通過吊艙控制按鍵中的“RTT-M”“RTT-A”按鍵進(jìn)行啟動(dòng)或關(guān)閉。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理?

DEM：機(jī)載高程輔助數(shù)據(jù)支持功能的開關(guān)顯示。該功能可自動(dòng)地對觀察點(diǎn)位置的地面高程進(jìn)行確定，從而提高吊艙對地面目標(biāo)的定位解算精度（使用高程數(shù)據(jù)進(jìn)行地面高程解算輔助吊艙對地面目標(biāo)位置的解算）。顯示為OFF時(shí)說明該功能已經(jīng)關(guān)閉，顯示為ON時(shí)說明該功能已經(jīng)開啟。該功能在機(jī)載DEM數(shù)據(jù)存在時(shí)默認(rèn)為打開狀態(tài)。?

IR

Mode：顯示當(dāng)前紅外影像的顯示模式（吊艙配置是雙光傳感器配置的情況下）。W/B表示為白熱模式；B/W表示為黑熱模式；P-C表示為偽彩模式。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理?

SD：顯示吊艙內(nèi)置的SD卡的狀態(tài)。若顯示為Norm則說明存儲(chǔ)卡已經(jīng)正確掛載，并會(huì)在后方顯示可用容量；若顯示為ER則說明存儲(chǔ)卡錯(cuò)誤，無法使用；若顯示UM則說明存儲(chǔ)卡未能成功掛載；若顯示為Non則說明未檢測到存儲(chǔ)卡，存儲(chǔ)卡損壞或未插入。?REC：顯示吊艙機(jī)載錄像功能的狀態(tài)。顯示為ON說明當(dāng)前正在錄制影像，顯示為OFF說明已經(jīng)停止錄制；錄制的影像會(huì)保存在機(jī)載SD卡中。每次飛機(jī)起飛時(shí)都會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)錄制，降落后則自動(dòng)停止錄制。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理?

RC（Roll

Correction）：影像橫滾糾正功能的狀態(tài)顯示。當(dāng)前有三種狀態(tài)顯示：OFF、ON、North。如果需要使用該功能則需從地面站軟件中的“任務(wù)設(shè)置”—“MG系列云臺(tái)控制”—“旋偏校正”功能中進(jìn)行啟動(dòng)或關(guān)閉，默認(rèn)該功能是啟動(dòng)（ON）狀態(tài)。各狀態(tài)的顯示含義如下：OFF：代表功能關(guān)閉。ON：表示橫滾糾正顯示模式，保持影像大小不變，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)橫滾影像，裁切掉超出屏幕范圍的影像。North：表示指北模式，影像將會(huì)自動(dòng)按上方為北進(jìn)行自動(dòng)旋轉(zhuǎn)顯示，同時(shí)自動(dòng)縮放影像，保持全畫面的顯示。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理?

MTI（Motion

Target

Indicator）：運(yùn)動(dòng)目標(biāo)指示器。該功能用于對畫面范圍內(nèi)中的動(dòng)態(tài)目標(biāo)進(jìn)行標(biāo)注。有ON/OFF兩種狀態(tài)，因?yàn)槭芟抻陂_發(fā)情況，該功能已經(jīng)默認(rèn)為關(guān)閉，暫無法使用，因此狀態(tài)默認(rèn)顯示為OFF。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理?AI-R（AI

Recognition）：AI識別輔助跟蹤功能狀態(tài)顯示。AI識別輔助跟蹤功能用于對特定目標(biāo)（例如車輛、船舶）的跟蹤輔助，在識別到目標(biāo)為特定種類時(shí)，可以標(biāo)注出目標(biāo)的具體類型，并增強(qiáng)對該類型目標(biāo)的跟蹤穩(wěn)定性，大大提高對該特定目標(biāo)的捕獲跟蹤能力。車輛識別跟蹤任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理顯示為OFF狀態(tài)時(shí)說明該功能關(guān)閉。系統(tǒng)默認(rèn)該功能啟動(dòng)，且處于CAR狀態(tài)（車輛識別輔助跟蹤狀態(tài)）。該狀態(tài)用于顯示AI識別輔助跟蹤功能的開啟狀態(tài)，有CAR/OFF兩種狀態(tài)。顯示為CAR時(shí)表明車輛輔助識別功能已經(jīng)開啟，若跟蹤的目標(biāo)為車輛，將會(huì)自動(dòng)識別目標(biāo)并進(jìn)行綠框標(biāo)注（跟蹤框?yàn)榫G色，同時(shí)上方標(biāo)注識別出的車輛具體種類名稱）。若跟蹤時(shí)車輛出現(xiàn)被遮擋或干擾導(dǎo)致脫鎖的現(xiàn)象，會(huì)自動(dòng)嘗試重新對目標(biāo)進(jìn)行捕獲，不易跟丟；同時(shí)，進(jìn)行車輛跟蹤時(shí)，若對車輛進(jìn)行捕獲跟蹤，會(huì)對操作的精度要求大大降低，無須準(zhǔn)確指向車輛，只需模糊、大致地指向車輛，即可順利捕獲跟蹤，提高了使用便利性。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理?Snap：快照計(jì)數(shù)，該狀態(tài)用于顯示本次飛行已經(jīng)保存的快照張數(shù)。所拍攝的快照照片以及照片的坐標(biāo)數(shù)據(jù)會(huì)保存在吊艙存儲(chǔ)卡內(nèi)的“Photo”文件夾內(nèi)。該快照功能可以通過吊艙控制鍵盤上的“Photo”按鍵進(jìn)行啟動(dòng)，按下一次將會(huì)自動(dòng)保存一張按下瞬間的快照，同時(shí)保存照片所指向的真實(shí)地面坐標(biāo)數(shù)據(jù)；拍照進(jìn)行時(shí)畫面會(huì)出現(xiàn)0.5s左右的白框提示，表示正在執(zhí)行拍照動(dòng)作。任務(wù)6

光電吊艙操作與數(shù)據(jù)處理名稱具體功能視頻采集輸入支持高清、標(biāo)清兩路udp視頻數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)采集處理視頻絡(luò)輸出支持高清、標(biāo)清兩路H264編碼

MPEGTS封裝的視頻數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送通信控制支持RS232串口傳輸通信控制數(shù)據(jù)，用于實(shí)現(xiàn)圖像處理板與飛控之間的通信傳輸；支持網(wǎng)口傳輸通信控制數(shù)據(jù)，用于實(shí)現(xiàn)與圖像處理板與吊艙之間的通信傳輸視頻存儲(chǔ)支持64

G/128

G

Micro

SD；支持標(biāo)清、高清兩路H264壓縮存儲(chǔ)；支持循環(huán)存儲(chǔ)；支持無SD卡警告及SD卡內(nèi)存剩余提醒任務(wù)處理目標(biāo)跟蹤、畫中畫、OSD顯示、隨動(dòng)、旋偏糾正、增益＋、－、白熱/黑熱車輛檢測、紅外增強(qiáng)、紅外濾波、紅外亮度＋、－、電子放大、主輸出切換和實(shí)時(shí)拼圖、亮度實(shí)時(shí)調(diào)整、對比度實(shí)時(shí)調(diào)整、色調(diào)實(shí)時(shí)調(diào)整、飽和度實(shí)時(shí)調(diào)整、焦距實(shí)時(shí)調(diào)整、激光距離檢測數(shù)據(jù)處理的方式如表所示。數(shù)據(jù)處理的方式任務(wù)7

光電吊艙應(yīng)用與案例1.光電吊艙主要的應(yīng)用場景（1）可通過實(shí)時(shí)圖傳對地面情況進(jìn)行偵察監(jiān)控?zé)o人機(jī)可見光視頻監(jiān)控作業(yè)圖（主要用于日間偵查監(jiān)控）無人機(jī)熱成像視頻監(jiān)控作業(yè)圖（主要用于夜間偵查監(jiān)控）任務(wù)7

光電吊艙應(yīng)用與案例（2）視頻疊加OSD信息，包含目標(biāo)坐標(biāo)信息、無人機(jī)系統(tǒng)狀態(tài)信息等，可根據(jù)客戶需求定制，輔助地面操作人員感知實(shí)時(shí)態(tài)勢。（3）可通過目標(biāo)影像特征或目標(biāo)坐標(biāo)，鎖定目標(biāo)并自動(dòng)追蹤，通過目標(biāo)定位算法，將目標(biāo)定位精度控制在30

m左右，最大飛行速度達(dá)130km/s，即使違法車輛逃逸上了高速，無人機(jī)也不會(huì)跟丟。任務(wù)7

光電吊艙應(yīng)用與案例（4）支持目標(biāo)快照，可捕獲記錄目標(biāo)照片和坐標(biāo)，支持執(zhí)法取證。目標(biāo)快照功能示意圖任務(wù)7

光電吊艙應(yīng)用與案例（5）AI目標(biāo)識別，可自動(dòng)識別區(qū)域內(nèi)的車型，如汽車，卡車，公交車等，提升識別效率，減少偵查人力的投入。車型AI識別示意圖任務(wù)7光電吊艙應(yīng)用與案例（6）基于SLAM核心技術(shù)的視頻關(guān)鍵幀快速拼接算法，提供POS數(shù)據(jù)作為輔助，輸出動(dòng)態(tài)視頻關(guān)鍵幀拼接影像，可實(shí)時(shí)快速完成拼接，幫助監(jiān)控中心人員獲得實(shí)時(shí)宏觀態(tài)勢感知，更好地支撐業(yè)務(wù)決策。視頻關(guān)鍵幀拼接效果示意圖任務(wù)7

光電吊艙應(yīng)用與案例無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際作業(yè)視頻畫面2.光電吊艙的具體應(yīng)用案例（1）貴州“中國苗族姊妹節(jié)”安全保障任務(wù)為做好貴州苗族姊妹節(jié)節(jié)日期間的安保工作，保證活動(dòng)安全有序地進(jìn)行，使用無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行巡航監(jiān)控任務(wù)。無人機(jī)在離會(huì)場400m的高度盤旋監(jiān)控會(huì)場，盤旋的半徑偏離會(huì)場600m，持續(xù)監(jiān)控會(huì)場各大出入口、會(huì)場人員休息區(qū)等人員密集區(qū)域。同時(shí)也對周邊交通情況進(jìn)行實(shí)時(shí)巡查，如遇突發(fā)交通事故等緊急事件，協(xié)調(diào)交警前往處理。任務(wù)7

光電吊艙應(yīng)用與案例無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際作業(yè)視頻畫面（2）貴州某高速公路巡檢利用無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)對貴州某高速公路進(jìn)行了巡查，此次巡查全程45

km，無人機(jī)往返飛行總里程近90

km，圖像實(shí)時(shí)傳輸距離30

km，打破了行業(yè)應(yīng)用先例。無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)全程實(shí)時(shí)回傳視頻圖像并推送至交警總隊(duì)指揮中心，并且保存所有巡檢歷史信息，形成巡檢信息數(shù)據(jù)庫。此次巡檢既是無人機(jī)應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)的一次創(chuàng)新，也是一次對傳統(tǒng)領(lǐng)域信息化提升的過程。此次巡檢實(shí)現(xiàn)了該市重點(diǎn)區(qū)域完全覆蓋，達(dá)到快速反應(yīng)、大面積感測、事前預(yù)防及實(shí)時(shí)災(zāi)害調(diào)查救援的效果，徹底改變以往傳感器反饋以地面信息為主，空中信息為輔的局面。任務(wù)7

光電吊艙應(yīng)用與案例（3）湖北省荊州市和安徽省淮河河道巡檢項(xiàng)目在河道巡檢方面，無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可對轄區(qū)河道進(jìn)行定期的自動(dòng)化巡檢，可對長距離、大范圍水域及周圍生態(tài)環(huán)境、排放情況、偷挖倒采（如非法采砂）等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)巡查，更好地幫助各級河長完成巡河工作，可對違法目標(biāo)進(jìn)行鎖定并自動(dòng)跟蹤，實(shí)現(xiàn)“及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)處理”的任務(wù)目標(biāo)，還可通過目標(biāo)快照，實(shí)現(xiàn)執(zhí)法取證。巡檢圖像信息還可以上傳至“全國河長制湖長制管理信息平臺(tái)”，及時(shí)對河流發(fā)展信息進(jìn)行更新，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)信息互通。任務(wù)7

光電吊艙應(yīng)用與案例湖北荊州河道無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際作業(yè)視頻畫面安徽淮河河道無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際作業(yè)視頻畫面任務(wù)7

光電吊艙應(yīng)用與案例通過無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)對作業(yè)區(qū)管轄的高后果區(qū)進(jìn)行日常巡檢，發(fā)現(xiàn)特殊情況及時(shí)預(yù)、報(bào)警，并可及時(shí)確定問題點(diǎn)，反饋至相關(guān)部門進(jìn)行整改，降低管道故障率和失竊率，變故障處置為隱患控制。同時(shí)，還可及時(shí)檢查現(xiàn)場整改情況，評估整改效果，提升油田設(shè)施設(shè)備的巡檢力度與巡檢效果。無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際作業(yè)視頻畫面（4）塔里木石油管線巡檢項(xiàng)目通過光電吊艙，可以掌握高后果區(qū)的動(dòng)態(tài)信息，同時(shí)地面工作站根據(jù)航拍監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可以清晰查看實(shí)時(shí)狀態(tài)，定位事故點(diǎn)及事故類型，并可通過專用網(wǎng)絡(luò)回傳至指揮大廳。任務(wù)7

光電吊艙應(yīng)用與案例無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際作業(yè)視頻畫面（5）石嘴山煤礦區(qū)全天候執(zhí)法監(jiān)管使用無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以巡視整個(gè)轄區(qū)，還能監(jiān)控并記錄下進(jìn)行非法盜竊活動(dòng)的人員和設(shè)備設(shè)施的外形及位置，方便執(zhí)法人員迅速進(jìn)行執(zhí)法活動(dòng)。甲方使用無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行空中巡查，礦區(qū)的整體面貌以及非法盜采區(qū)域清晰可見。同時(shí)，無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控圖像為工作人員尋找非法礦點(diǎn)提供了準(zhǔn)確的信息資源。在明確據(jù)點(diǎn)精準(zhǔn)定位的情況下聯(lián)合執(zhí)法部門進(jìn)行地面打擊，大大提高了行動(dòng)的精準(zhǔn)性，提升了工作效率，優(yōu)化了資源配置。任務(wù)7

光電吊艙應(yīng)用與案例無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際作業(yè)視頻畫面（6）浙江全省海域禁漁期監(jiān)視監(jiān)測使用無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在岱衢洋產(chǎn)卵場開展巡查工作，更加高效地保證執(zhí)法工作有序進(jìn)行。無人機(jī)視頻監(jiān)控系統(tǒng)集偵查、搜索、鎖定、跟蹤于一體，能在高溫、高鹽、高濕度環(huán)境下作業(yè)。無人機(jī)從拷門海塘附近起飛，到達(dá)20km外的海域后開始作業(yè)。工作人員通過搭載的光電吊艙，對保護(hù)區(qū)內(nèi)的船只進(jìn)行巡查監(jiān)視，并將采集到的影像實(shí)時(shí)傳輸至指揮中心、省級應(yīng)急監(jiān)測指揮車。所回傳的畫面中貨船輪廓、船牌號碼、船上人員活動(dòng)情況均清晰可見。同時(shí)，借助視頻會(huì)議與各級指揮中心聯(lián)動(dòng)交流，實(shí)現(xiàn)高空、地面全方位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測，大幅提高巡查效率。項(xiàng)目2合成孔徑雷達(dá)任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介合成孔徑雷達(dá)（Synthetic

ApertureRadar，SAR）是一種工作在微波波段的主動(dòng)式成像設(shè)備，它是二十世紀(jì)高新科技的產(chǎn)物，是利用合成孔徑原理、脈沖壓縮技術(shù)和信號處理方法，以真實(shí)的小孔徑天線獲得距離向和方位向雙向高分辨率遙感成像的雷達(dá)系統(tǒng)，在成像雷達(dá)中占有絕對重要的地位。合成孔徑雷達(dá)任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介近年來由于超大規(guī)模數(shù)字集成電路的發(fā)展、高速數(shù)字芯片的出現(xiàn)以及先進(jìn)的數(shù)字信號處理算法的發(fā)展，使得SAR具備全天候、全天時(shí)工作和實(shí)時(shí)處理信號的能力。SAR成像效果示意圖全天時(shí)指的是SAR成像不依賴太陽光照，晝夜均可成像。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介可見光圖像與SAR圖像對比全天候指的是SAR成像受云、雨、霧等天氣的影響小甚至不受影響，成像概率較高。它在不同頻段、不同極化下均可得到目標(biāo)的高分辨率雷達(dá)圖像，為人們提供了非常有用的目標(biāo)信息有著廣泛的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?。已?jīng)被廣泛應(yīng)用于以下等領(lǐng)域：海洋監(jiān)測災(zāi)害監(jiān)測應(yīng)急響應(yīng)防衛(wèi)應(yīng)用邊境巡邏軍事偵察地理測繪農(nóng)林普查任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介高分辨率在這里包含兩方面的含義：即高的方位向分辨率和足夠高的距離向分辨率。它采用多普勒頻移理論和雷達(dá)相干理論為基礎(chǔ)的合成孔徑技術(shù)來提高雷達(dá)的方位向分辨率；而距離向分辨率的提高則是通過脈沖壓縮技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。1.合成孔徑雷達(dá)概念解析合成孔徑雷達(dá)是一種高分辨率相干成像雷達(dá)。我們可以通過以下四個(gè)方面來理解它的具體含義。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介（1）從合成孔徑的角度：它利用載機(jī)平臺(tái)帶動(dòng)天線運(yùn)動(dòng)，在不同位置上以脈沖重復(fù)頻率（PRF）發(fā)射和接收信號，并把一系列回波信號存儲(chǔ)并記錄下來，然后作相干處理，就如同在所經(jīng)過的一系列位置上，都有一個(gè)天線單元在同時(shí)發(fā)射和接收信號一樣，這樣就在平臺(tái)所經(jīng)過的路程上形成一個(gè)大尺寸的陣列天線，從而獲得很窄的波束。如果脈沖重復(fù)頻率達(dá)到一定程度（足夠高），以致相鄰的天線單元間首尾相接，則可看作形成了連續(xù)孔徑天線（誠然這個(gè)大孔徑天線要靠信號處理的方法合成）。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介（2）從多普勒頻率分辨的角度：如果我們考察點(diǎn)目標(biāo)在相參脈沖串中的相位歷程，求出其多普勒頻移，對于在同一波束、同一距離波門內(nèi)但不同方位的點(diǎn)目標(biāo)，由于其相對于雷達(dá)的徑向速度不同而具有不同的多普勒頻率，因此可以用頻譜分析的方法將它們區(qū)分開。這種理解又被稱為多普勒波束銳化。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介（3）從脈沖壓縮的角度：對于機(jī)載正側(cè)視測繪的雷達(dá)，地面上的點(diǎn)目標(biāo)在波束掃描過的時(shí)間里，與雷達(dá)相對距離變化近似地符合二次多項(xiàng)式。點(diǎn)目標(biāo)對應(yīng)的橫向回波為線性調(diào)頻信號，該線性調(diào)頻信號的調(diào)頻斜率由發(fā)射信號的波長、目標(biāo)與雷達(dá)的距離及載機(jī)的速度決定。對此線性調(diào)頻信號進(jìn)行匹配濾波及脈沖壓縮處理，就可以獲得比真實(shí)天線波束窄得多的方位分辨率。因此在SAR信號處理中，經(jīng)常有縱向壓縮、橫向壓縮的說法。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介（4）從光學(xué)全息照相的角度：如果將線性調(diào)頻信號作為合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射信號，則一個(gè)點(diǎn)目標(biāo)的回波在記錄膠片上將呈現(xiàn)Fresnel衍射圖，這點(diǎn)和點(diǎn)目標(biāo)的光學(xué)全息圖很相似。因此可以通過光學(xué)全息成像的步驟，來得到原目標(biāo)的圖像。這種與全息照相的相似性，啟發(fā)了早期的研究者采用光學(xué)處理器來實(shí)現(xiàn)合成孔徑雷達(dá)信號處理。以上幾種說明雖然從不同的角度出發(fā)說明了合成孔徑的概念，但都揭示了合成孔徑雷達(dá)的本質(zhì)特征，為深入理解合成孔徑雷達(dá)的概念指明了方向。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介2.

國內(nèi)從事合成孔徑雷達(dá)研發(fā)的單位（1）電子科技大學(xué)。電子科技大學(xué)雷達(dá)成像研究室近幾年一直在進(jìn)行星載In

SAR三維成像的研究，并承擔(dān)了國防科工委相關(guān)工程項(xiàng)目中的“三維SAR成像處理技術(shù)研究”。（3）國防科技大學(xué)。國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院承擔(dān)了“十五”國防預(yù)研項(xiàng)目“無人機(jī)載超寬帶合成孔徑雷達(dá)技術(shù)”，以穿透葉簇對隱蔽目標(biāo)高分辨成像探測為應(yīng)用背景。（2）中科院電子所。近年來中國科學(xué)院電子研究所和航天工業(yè)總公司正在分別組織力量從事星載SAR系統(tǒng)的研究和研制工作（4）西安電子科技大學(xué)。西安電子科技大學(xué)電子對抗研究所一直從事SAR與ISAR的信號處理研究，實(shí)現(xiàn)并改進(jìn)了各種數(shù)字成像算法。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介3.合成孔徑雷達(dá)的發(fā)展趨勢（1）多參數(shù)SAR系統(tǒng)SAR不同的極化方式能使被探測的地物具有不同的電磁響應(yīng)，即具有不同的后向散射特性，地物層次變化對比亦不相同。因此，采用多極化方式，可以顯著改善信號和圖像的詳細(xì)性和可靠性，再加上在不同頻段和不同的視角下對地觀測，就可以完整地定量分析地面目標(biāo)的雷達(dá)散射特性。正是如此，多參數(shù)SAR系統(tǒng)必將會(huì)越來越受到重視。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介（2）聚束SAR聚束式工作模式，是指在SAR飛行過程中，通過調(diào)整天線波束的指向，使波束始終“聚焦”照射在同一目標(biāo)區(qū)域。由于實(shí)行了“聚束”手段，增加了SAR在方位向的合成孔徑時(shí)間，等效地增加了合成孔徑的長度，根據(jù)SAR方位向的理論極限分辨率約為天線方位向尺寸的一半，由此可以提高SAR方位向的分辨率。顯然，SAR以聚束模式工作時(shí)不能形成連續(xù)的地面觀測帶，但它獲得的高方位分辨率在許多應(yīng)用場合是非常有價(jià)值的。因此，聚束SAR技術(shù)應(yīng)當(dāng)?shù)玫街匾?。任?wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介美國密執(zhí)安環(huán)境研究所（ERIM）與空軍共同開發(fā)的聚束SAR數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以在幾百米到幾千米區(qū)域范圍，獲得距離和方位分辨率均達(dá)到1

m的高分辨率圖像。ERIM與海軍聯(lián)合開發(fā)的P-3A

SAR系統(tǒng)，方位分辨率達(dá)0.66

m。美國Norden公司研制的APG-76（V）雷達(dá)以聚束照射模式工作時(shí)，方位分辨率可以達(dá)到0.3m。SAR實(shí)現(xiàn)聚束模式工作，需要解決以下幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：天線波束控制、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和高分辨率成像處理算法等。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介（3）極化干涉SAR（POLINSAR）極化干涉SAR（Polarimetric

SAR

Interferometry）通過極化和干涉信息的有效組合，可以同時(shí)提取觀測對象的空間三維結(jié)構(gòu)特征信息和散射信息，為微波定量遙感、高精度數(shù)字高程信息和觀測對象細(xì)微形變信息的提取提供了可能性。POLINSAR系統(tǒng)研制、數(shù)據(jù)處理技術(shù)和應(yīng)用研究已成為國外SAR技術(shù)研究的熱點(diǎn)。POLINSAR可應(yīng)用于地表植被高度估計(jì)、高精度DEM提取、地物分類和參數(shù)反演、區(qū)域變化檢測以及探地等方面。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介（4）合成孔徑激光雷達(dá)（Synthetic

Aperture

Ladar）激光雷達(dá)作為一種高靈敏度雷達(dá)，不僅能探測和跟蹤目標(biāo)，獲得目標(biāo)方位、速度信息及普通雷達(dá)不能得到的其他信息，而且還能完成普通雷達(dá)不能完成的任務(wù)，如探測隱形飛機(jī)、潛艇、生化戰(zhàn)劑等，因此它被廣泛應(yīng)用于航空遙感、大氣監(jiān)測、衛(wèi)星探測、軍事偵察等領(lǐng)域。但激光雷達(dá)也有波束窄、不適于大面積搜索等缺點(diǎn)，因此研究新體制的激光雷達(dá)具有很重要的意義。4.小型化成為星載合成孔徑雷達(dá)發(fā)展的主要趨勢隨著戰(zhàn)場環(huán)境的日益變化，大衛(wèi)星逐步暴露出一些明顯的弊端，主要體現(xiàn)為造價(jià)高昂、維護(hù)不便、應(yīng)急發(fā)射困難、戰(zhàn)術(shù)保障和快速反應(yīng)能力有限等等。隨著航天技術(shù)的發(fā)展，特別是輕型天線技術(shù)、集成電路技術(shù)和固態(tài)電子器件技術(shù)等的發(fā)展，大大降低了衛(wèi)星的重量和體積，使性能高、體積小、重量輕和成本低的小星載合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星研制成為可能。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介一方面，集成電路和固態(tài)電子器件降低了中央電子設(shè)備的重量和體積，以可展開折疊網(wǎng)狀天線技術(shù)和輕型相控陣天線技術(shù)為主的輕型天線技術(shù)的發(fā)展大大降低了天線的重量，大幅度降低了衛(wèi)星有效載荷的重量，從而降低了衛(wèi)星整體和需攜帶燃料的重量另一方面，高效率太陽能技術(shù)和電池技術(shù)的發(fā)展也相對降低了能源系統(tǒng)的重量，小衛(wèi)星系統(tǒng)及其組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展改變了衛(wèi)星的工作及使用模式，縮短了衛(wèi)星系統(tǒng)有效載荷的工作時(shí)間，從而也減小了對能源系統(tǒng)的要求，進(jìn)一步降低了衛(wèi)星的重量和體積。5.性能技術(shù)指標(biāo)不斷提高高性能指標(biāo)的圖像始終是系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研制的最終目的，高分辨率的SAR圖像在軍事上具有極其重要的應(yīng)用價(jià)值，追求更高的分辨率一直是研制部門和用戶努力的方向。更高的分辨率意味著更精確的目標(biāo)分辨和識別能力、更準(zhǔn)確的情報(bào)、更精確的地形數(shù)據(jù)。對軍事用戶來講，總希望得到更高分辨率的SAR圖像。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介除了分辨率指標(biāo)外，其他的圖像質(zhì)量指標(biāo)也同樣重要。SAR衛(wèi)星的圖像質(zhì)量指標(biāo)在不斷提高，SAR圖像的目標(biāo)定位精度越來越高。從SAR圖像的定位原理講，SAR圖像的定位精度可做到與衛(wèi)星的軌道精度在同一量級。定位精度與衛(wèi)星姿態(tài)無關(guān)，從這一點(diǎn)講，SAR衛(wèi)星圖像的定位精度優(yōu)于可見光傳感器衛(wèi)星圖像的定位精度。隨著SAR圖像在目標(biāo)識別和民用應(yīng)用越來越廣，對SAR圖像的定量遙感要求也越來越高，如今對SAR圖像不僅要求其有高的空間分辨率，也要求有高的輻射精度。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介6.

多功能、多模式是未來星載SAR的主要特征今天的天基SAR，特別是星載SAR正向著多模式、多頻、多極化和可變視角波束，并具有地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)顯示和地面高程測量功能的方向發(fā)展。多模式成像主要有條帶、掃描（scanSAR）和聚束（spotlight）3種工作模式。掃描（scanSAR）工作模式要求波束在距離向的快速掃描，一般采用電掃描的方式。通過改變雷達(dá)收發(fā)的極化方式，可獲得HH、VV、HV和VH（H為水平極化，V為垂直極化）不同極化的圖像。不同頻率下目標(biāo)的散射特性不同，同時(shí)獲取目標(biāo)的多頻信息，有助于目標(biāo)分類與識別。歐洲的Terra-SAR就是X與L

兩個(gè)頻段，L頻段的穿透性強(qiáng)。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介7.

雷達(dá)與可見光衛(wèi)星的多星組網(wǎng)是主要的使用模式采取星座或星隊(duì)偵察的方式可有效提高時(shí)間分辨率，多星組網(wǎng)提高偵察情報(bào)的時(shí)效性，既提高時(shí)間分辨率，將航天偵察的“盲區(qū)”降至最低。與可見光衛(wèi)星配合使用可彌補(bǔ)可見光成像受氣候條件限制導(dǎo)致的不足，并讓SAR具有一定的穿透能力，揭露偽裝的特點(diǎn)，使各種偵察衛(wèi)星優(yōu)勢互補(bǔ)。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介8.分布SAR成為一種很有發(fā)展?jié)摿Φ男禽d合成孔徑雷達(dá)分布SAR并不是簡單的衛(wèi)星組網(wǎng)，它是利用2顆或多顆軌道具有相互關(guān)系的衛(wèi)星配合工作，一顆衛(wèi)星發(fā)射多顆衛(wèi)星接收，或多顆衛(wèi)星發(fā)射多顆衛(wèi)星接收，實(shí)現(xiàn)單顆衛(wèi)星不能實(shí)現(xiàn)的功能，或獲得單顆衛(wèi)星不能達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)。如實(shí)現(xiàn)干涉SAR成像、地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)顯示、增加成像帶寬、提高SAR圖像分辨率等。目前，加拿大和德國均已計(jì)劃發(fā)射2顆分布式SAR（TanDEM）以實(shí)現(xiàn)高精度InSAR測量。9.

星載合成孔徑雷達(dá)的干擾與反干擾成為電子戰(zhàn)的重要內(nèi)容星載合成孔徑雷達(dá)成像衛(wèi)星作為軍事偵察衛(wèi)星系統(tǒng)，必然會(huì)受到人為的電磁干擾影響，所以，研究軍事偵察衛(wèi)星系統(tǒng)的抗干擾能力，對提高星載合成孔徑雷達(dá)的生存能力和增強(qiáng)其受干擾時(shí)的應(yīng)用效果等具有重大的實(shí)用價(jià)值，深入研究SAR的抗干擾技術(shù)具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介任務(wù)1

合成孔徑雷達(dá)簡介10.

軍用和民用衛(wèi)星的界線越來越不明顯一般來講，商業(yè)民用要求雷達(dá)衛(wèi)星具有寬的測繪帶寬和高精度的輻射定標(biāo)，并具有中等分辨率的圖像（一般低于5

m）。軍事偵察在強(qiáng)調(diào)測繪帶寬的同時(shí)，更強(qiáng)調(diào)高分辨率，分辨率一直是軍事偵察最關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)，軍用偵察衛(wèi)星的圖像分辨率一般應(yīng)優(yōu)于

1

m，相關(guān)國家在提高分辨率方面投入了大量的人力物力，不斷改進(jìn)分辨率指標(biāo)。隨著衛(wèi)星技術(shù)的提高，工作模式的增多，衛(wèi)星的功能和技術(shù)指標(biāo)也不斷提高，有些衛(wèi)星雖然是商業(yè)民用衛(wèi)星，也具有較高的軍事應(yīng)用價(jià)值任務(wù)2

合成孔徑雷達(dá)分類一般情況下合成孔徑雷達(dá)根據(jù)雷達(dá)載體的不同，可分為星載SAR、機(jī)載SAR和無人機(jī)載SAR等類型。根據(jù)SAR視角的不同，可以分為正側(cè)視、斜視和前視等模式。根據(jù)SAR工作方式的不同，又可以分為條帶式（Stripmap

SAR）、聚束（Spotli-ght

SAR）、掃描式（Scan

SAR）等。它們在技術(shù)上各具特點(diǎn)，應(yīng)用上相輔相成。條帶式SAR聚束式SAR掃描式SAR1.星載SAR和機(jī)載SAR發(fā)展情況目前世界上能夠使用的星載和機(jī)載SAR系統(tǒng)共有28個(gè)。其中處于使用狀態(tài)的星載SAR系統(tǒng)共有5個(gè)。而處于使用狀態(tài)的機(jī)載SAR系統(tǒng)有23個(gè)。多數(shù)系統(tǒng)具有多種極化方式。最大分辨率30cm×30cm。最大傳輸數(shù)據(jù)率100

Mb/s。任務(wù)2

合成孔徑雷達(dá)分類任務(wù)2

合成孔徑雷達(dá)分類衛(wèi)星SAR系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間軌道高度/km波段（波長）/cm極化方式側(cè)視角/

重復(fù)周期/d地面分辨率/m影像幅寬/km備注ALMAZ-I（俄羅斯）1988—1989300S波段10HH21～655～715～3030～45ERS-1/2（歐空局）1992—20001995—？790C波段5.7VV233，3525100JERS-1（日本）1992—1998568L波段23.5HH38442580RADARSAT（加拿大）1995—？790C波段5.6HH23～65248～3050～500多側(cè)視角ENVISAT（歐空局）2002—？800C波段5.6HH/VV15～453525～100100～405多側(cè)式多極化國際上已有的衛(wèi)星SAR系統(tǒng)2.干涉合成孔徑雷達(dá)InSAR（DINSAR）InSAR獲取DEM技術(shù)的基本原理是利用具有干涉成像能力的兩部SAR天線（或一部天線重復(fù)觀測）來獲取同一地區(qū)具有一定視角差的兩幅具有相干性的單視復(fù)數(shù)圖像，并由其干涉相位信息獲取地表高程信息，從而重建地表的DEM。任務(wù)2

合成孔徑雷達(dá)分類任務(wù)2

合成孔徑雷達(dá)分類根據(jù)安裝在平臺(tái)上天線數(shù)目的多少和數(shù)據(jù)獲取方式的不同，InSAR系統(tǒng)可分為雙（多）天線系統(tǒng)和單天線系統(tǒng)。雙（多）天線系統(tǒng)：在SAR平臺(tái)上安置兩（多）部天線，其中一部天線向地面發(fā)射雷達(dá)波，兩（多）部天線同時(shí)接收地面的后向散射回波，

從而得到相應(yīng)地區(qū)的兩（多）幅SLC圖像。優(yōu)點(diǎn)：采用該方式可以同時(shí)獲取同一地區(qū)的主、輔圖像對，圖像之間的相干性較好，有利于干涉處理和應(yīng)用，不足：對硬件技術(shù)要求較高，成本較昂貴單天線系統(tǒng)：在SAR平臺(tái)上安置一部天線，通過對同一地區(qū)的重復(fù)飛行進(jìn)行觀測，

得到測區(qū)兩幅具有相干性的SLC圖像。不足：由于兩次成像之間具有一定的時(shí)間間隔，地面狀況和散射特性可能已發(fā)生改變，并且難于保證合適的基線參數(shù)，因此與雙（多）天線系統(tǒng)相比，該方式獲取的圖像之間的相干性較差。3.

MiniSARMiniSAR為輕小型設(shè)計(jì)，其安裝簡便，具有小型化、低功耗、重量輕、機(jī)動(dòng)靈活、維護(hù)成本低等特點(diǎn)，可搭載于各種小型無人機(jī)平臺(tái)。任務(wù)2

合成孔徑雷達(dá)分類任務(wù)3

合成孔徑雷達(dá)組成機(jī)載合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)由機(jī)上設(shè)備與地面設(shè)備兩部分組成，如圖所示。合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)組成任務(wù)3

合成孔徑雷達(dá)組成雷達(dá)采取多功能一體化集成優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以采用吊艙形式安裝，具體安裝方式依據(jù)飛行平臺(tái)具體確定。從結(jié)構(gòu)上可分為以下兩個(gè)部分：（1）天線及穩(wěn)定平臺(tái)。（2）綜合電子設(shè)備。合成孔徑雷達(dá)結(jié)構(gòu)任務(wù)3

合成孔徑雷達(dá)組成天線及穩(wěn)定平臺(tái)集成為一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元，由天線、天線穩(wěn)定平臺(tái)組成。天線用于發(fā)射雷達(dá)探測信號和接收目標(biāo)的反射信號。兩副天線由一輕型桿剛性連接，輕型桿固定在天線穩(wěn)定平臺(tái)上。天線穩(wěn)定平臺(tái)用于保持機(jī)載SAR天線的指向穩(wěn)定，隔離由于大氣紊流造成的飛機(jī)顛簸，掃