瞄准线稳定控制技术解析

瞄准线稳定控制的主要目的是隔离载体扰动对瞄准线的影响，稳定控制系统通过测量载体姿态变化，控制瞄准线在惯性空间内保持指向稳定，以满足机动条件下能够获取稳定、清晰的战场信息，为目标搜索、瞄准、跟踪和打击提供基础，因此，瞄准线稳定在现代武器系统中得到了广泛的应用。例如坦克、装甲这两种地面平台在机动过程中实现对目标的精确打击，不仅要求具有灵活的机动能力和坚实的防护能力，还必须具备行进间平稳瞄准、跟踪和射击的能力。

在机动状态下，各种惯性和扰动力矩会使瞄准光轴偏离瞄准目标，同时，载体在方位、俯仰方向上的角运动或振动通过轴间摩擦耦合到观瞄光路上，造成光路抖动，从而引起瞄准线视轴产生抖动，因此，观察视场抖动和光电图像传感器获取的图像模糊，不仅影响观察瞄准和成像质量，而且影响瞄准和跟踪器目标的精度，因此，必须采用视轴稳定技术为观瞄设备提供一个具有空间稳定的工作平台。当前最常见的瞄准线稳定方法主要包括齿轮传动稳定、陀螺惯性稳定、光学稳定和电子稳定等，其中陀螺惯性稳定方法是当前装甲车辆观瞄系统最常采用的稳定方式。基于陀螺的视轴惯性稳定可分为：

① 陀螺进动式：把被稳定的光学系统、传感器与进动陀螺固连在一起，利用陀螺的定轴性实现视轴的稳定。搜索和跟踪目标时，利用陀螺的进动性驱动陀螺向指定方向进动。

② 反射镜稳定式：将光电传感器与陀螺在结构上分开，陀螺沿载体行进轴安装在反馈平台，伺服系统驱动反射镜稳定光路，两者之间通过二分之一机构连接，实现视轴稳定光路的稳定，为观察和光学传感器提供稳定的视轴。(www.xing528.com)

③ 整体稳定式：把光学摄像机与陀螺仪同时安装在由力矩电动机驱动的框架上，系统工作时，速率陀螺敏感载体在空间水平和俯仰轴向的转动角速度，通过控制信号驱动电动机，使视轴在空间上保持稳定。

我国现有装甲车辆瞄准稳定系统中，下反稳像系统属于陀螺进动式，上反稳像系统属于反射镜稳定式，而绝大多数光电侦察设备采用整体稳定式控制方式。陀螺进动式控制方式由于光学结构复杂，不利于实现多光谱共享光路，难以实现高精度稳定控制等原因，目前较少采用。反射镜稳定和整体稳定控制方式都是利用陀螺反馈信号构建伺服系统，实现瞄准线的稳定，结构上虽然有所区别，但是控制原理基本一致，并且目前很多瞄准镜同时兼顾两种结构，即既有稳定平台，又有反射镜。因此，本节以反射式稳定方式介绍瞄准线稳定控制的基本原理和补偿控制方法。