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为使两轴周视光电探测系统在三自由度扰动和大像旋条件下搜索并跟踪水面目标，在虚拟天际线焦平面像五自由度解析表达式基础上，推导出焦平面坐标系铅直轴的方向向量和该坐标系下海天出射平面法向量夹角的余弦表达式。该式求反余弦后减π／2，得到焦平面铅直坐标轴的方向向量和海天出射平面法向量小于π／2的夹角，该夹角的0．5倍作为俯仰反射镜的净作动量，目的是克服非线性像旋使包含目标信息的虚拟海天线的像线通过焦平面中心。该算法与方位补偿算法联动能够使目标像点始终逼近焦平面原点。通过数学模型仿真和真实工况试验都验证了俯仰机构位置