随着武器试验的快速发展,高新武器试验趋于常态化,对于参试设备的性能和可靠性提出了更高的要求。在靶场武器试验中,光学设备在导弹外弹道测试和姿态测量方面占据着非常重要的地位。因此,某武器试验靶场决定对红外经纬仪电视跟踪测量系统进行升级改造,以有效提高试验效率。本文主要对经纬仪电视跟踪系统总体结构、伺服控制系统、数据通讯系统、电视跟踪图像记录和显示系统及数据处理软件进行研究。首先介绍了经纬仪电视跟踪系统的总体结构,并对光电经纬仪伺服控制系统进行了设计。详细分析光电跟踪伺服系统各模块的自动控制数学模型,明确伺服控制器设计的功能需求,开发基于DSP/FPGA的伺服控制器的硬件平台,包括DSP和FPGA电路、PWM功率放大驱动模块、光电编码器的接口电路、保护电路等。接着介绍了软件开发系统,包括软件设计工具和设计流程。其次设计了数据通讯系统的通讯主控板和对外接口板,达到接收主控计算机的控制命令和引导数据,并转发控制命令和引导数据的目的。同时完成采集各系统的测量数据和状态信息,并提供给主控计算机。运用光纤通讯技术提高了经纬仪各系统之间的传输效率。对图像显示和记录系统进行了升级改造。采用异步串行通讯卡获取时间码和编码器的测量数据,通过图像采集卡实时获取相机图像,实时显示采集的图像和时间信息、编码器信息。使得图像编码器能够接收光纤通讯单元送来的红外相机的数字图像信息和监视电视的模拟图像信息,同时可根据控制命令选择图像拉伸、滤波、伪彩显示等功能。最后,针对靶场光测设备发展及其特点,运用图像锐化、伪彩色处理、线性增强和图像均衡化等技术,设计了一套电视跟踪图像数据处理软件。