航空飞行试验光电测量理论与方法

第0章术语及定义

0.1设备术语

0.2摄影测量术语

0.3航迹测量术语

0.4测量误差与测量不确定度术语

第1章概论

1.1概述

1.2航空飞行试验

1.3航空飞行试验测量

1.4航空飞行试验光电测量

1.4.1航空飞行试验光电测量的基本概念

1.4.2航空飞行试验光电测量的作用

1.4.3航空飞行试验光电测量的特点

1.4.4航空飞行试验光电测量使用的主要设备

1.4.5航空飞行试验光电测量目前涉及的主要技术

1.4.6航空飞行试验光电测量一般工作流程

参考文献

第2章航空飞行试验光电测量理论基础

2.1测量误差及其性质

2.1.1测量误差

2.1.2随机误差的统计特性

2.1.3精度指标一一方差、平均误差、极限误差、相对误差

2.1.4方差估计方法

2.1.5系统误差指标一一准确度

2.1.6测量精度有关术语之间相互关系

2.2测量不确定度

2.2.1测量不确定度的提出

2.2.2标准不确定度的评定

2.2.3自由度及其确定

2.2.4测量不确定度与误差

2.2.5测量不确定度传播律

2.3最小二乘误差估计

2.3.1最小二乘误差估计原理

2.3.2最小二乘误差估计变量扩展

2.3.3最小二乘误差估计统计特性

2.3.4最小二乘估计量的几何意义

2.4最小均方误差估计

2.4.1动态系统模型

2.4.2线性最小均方误差估计算法

2.5最大似然估计

2.6无约束最优计算方法

2.6.1最速下降法

2.6.2牛顿法

2.6.3共轭方向法

2.6.4共轭梯度法

2.6.5变尺度法

2.7数字图像处理

2.7.1数字图像处理有关术语

2.7.2数字图像灰度直方图

2.7.3数字图像点运算

2.7.4数字图像代数运算

2.7.5数字图像几何运算

参考文献

第3章常用坐标系及其坐标转换

3.1常用坐标系

3.1.1影像坐标系与像空间坐标系

3.1.2空间极坐标系

3.1.3空间直角坐标系

3.1.4机体坐标系

3.1.5辅助坐标系

3.1.6地心坐标系

3.2坐标转换

3.2.1大地坐标转换为地心直角坐标

3.2.2地心直角坐标转换为大地坐标

3.2.3大地坐标转换为切平面直角坐标

3.2.4垂线直角坐标转换为WGS—84地心直角坐标

3.2.5影像平面坐标系与像空间坐标系的关系

3.2.6空间极坐标转换为空间直角坐标

3.2.7辅助空间直角坐标转换为空间直角坐标

3.3高程系统

3.3.1水准面和大地水准面

3.3.2高程系统与高程基准

3.3.3高程系统的选用与转换

3.4坐标转换误差

3.4.1坐标转换误差模型

3.4.2空间极坐标转换为空间直角坐标误差模型

3.4.3辅助空间直角坐标转换为空间直角坐标误差模型

参考文献

第4章空间定位测量

4.1光电测量系统

4.1.1光电经纬仪测量系统

4.1.2雷达测量系统

4.1.3数字高速摄影系统

4.1.4航空摄影系统

4.2图像解析摄影测量

4.2.1空间坐标系

4.2.2摄影内外方位元素

4.2.3共线条件方程

4.2.4旋转矩阵

4.3单站定位测量

4.3.1数学模型

4.3.2线性最小均方差机动目标位置估计

4.3.3全局最小二乘机动目标位置估计

4.3.4地球曲率对高程的影响

4.3.5地球曲率对距离测量的影响

4.4空间前方交会

4.4.1两站前方交会

4.4.2多站前方交会

4.5空间后方交会

4.5.1直接线性变换

4.5.2光线東角锥体模型

4.5.3模型不定性问题

4.6航带测量

4.6.1地面观测带测量模型

4.6.2空中观测航带测量模型

4.7特殊条件下的测量

4.7.1系数测量法

4.7.2附有平面约束条件测量法

4.8误差椭圆

4.8.1点位误差

4.8.2误差椭圆

4.8.3相对误差椭圆

参考文献

第5章光电图像跟踪与测量

5.1数字图像预处理

5.1.1图像恢复

5.1.2图像分割

5.2特征点线检测

5.2.1图像边缘检测

5.2.2特征标志中心检测

5.2.3序列图像中特征点检测

5.2.4快速跟踪算法

5.3基于小波金字塔的模板匹配算法

5.3.1模板匹配原理

5.3.2图像金字塔

5.3.3金字塔模板匹配

5.3.4仿真与分析

5.4机动目标姿态测量

5.4.1基于单像后方交会的姿态解算

5.4.2基于轮廓匹配的姿态求解

5.4.3摄像机初始参数标定

5.4.4基于灭点理论的飞机起飞着陆姿态解算

5.4.5基于透视几何原理的飞机起飞着陆姿态解算

参考文献

第6章多传感器数据处理

6.1观测异常值滤波

6.1.1观测异常值及其性质

6.1.2多项式滑动模型

6.1.3观测异常值自适应滤波

6.2数据滤波与动态分组

6.2.1K—L模型

6.2.2IMM—UKF滤波模型

6.2.3多传感器动态分组

6.3分布式多传感器数据融合

6.3.1概述

6.3.2多传感器加权融合模型

6.3.3离散卡尔曼滤波模型

6.3.4多尺度卡尔曼滤波模型

6.4多元回归分析

6.4.1多元线性回归模型

6.4.2非线性回归模型

6.4.3偏最小二乘回归模型

6.4.4多元回归模型仿真

参考文献

第7章分布式多传感器光电跟踪测量系统设计

7.1分布式多传感器跟踪系统结构分析

7.1.1原始观测信号

7.1.2传感器本地处理单元

7.1.3融合中心处理单元

7.2分布式多传感器融合估计

7.2.1系统模型

7.2.2优化准则

7.2.3最优化方法

7.2.4算法分析

7.2.5算法选择过程分析

7.3系统支持功能

7.3.1传感器系统管理

7.3.2航迹管理

7.3.3数据库管理

7.4分布式多传感器跟踪系统性能评估

7.4.1系统的跟踪性能

7.4.2系统综合性能

7.4.3跟踪成功率分析

7.5分布式多传感器跟踪系统的发展

7.5.1开展TENA技术与标准研究

7.5.2开展先进分布式仿真试验与鉴定技术研究

7.5.3开展大武器系统、多靶场与鉴定技术研究

参考文献

第8章光电测量不确定度分析

8.1测量不确定度的应用

8.1.1合成标准不确定度

8.1.2扩展不确定度

8.1.3不确定度的报告

8.1.4测量设备精度表示方法

8.1.5测量数据处理

8.1.6测量设备系统误差估计与评定

8.1.7测量设备偶然误差估计与评定

8.1.8极限误差估计与评定

8.1.9测量设备标准差估计与评定

8.2典型测量模型的不确定度分析

8.2.1单站空间极坐标测量模型不确定度分析

8.2.2空间交会测量不确定度分析

8.2.3测量不确定度分析的作用

参考文献

附录A时间系统

附录B坐标系统

《航空飞行试验光电测量理论与方法》可作为航空类高等院校对航空飞行试验光电测量与测控专业感兴趣的本科生和研究生的专题阅读教材，也可作为从事航空、航天、兵器、船舶试验的科技工作者和工程技术人员参考资料。《航空飞行试验光电测量理论与方法》是飞行试验光电测量的一部专著，汇集了作者多年来在飞行试验光电测量工作的研究成果。《航空飞行试验光电测量理论与方法》从测量基础理论入手，描述了飞行试验光电测量的主要内容和方法。各种算法均在飞行试验中得到了验证与应用。此书以航空飞行试验光电测量工程为背景，从理论与方法上系统地描述航空飞行器飞行试验光电测量理论与方法。全书共分八章。前三章论述了航空飞行试验光电测量理论基础；后五章论述了航空飞行试验光电测量的主要方法。