基于激光光幕和光电二极管阵列的立靶坐标测量

为了实现高精度、大面积的立靶坐标测量,提出了一种大面积激光光幕子弹弹着点坐标测试的新方法.采用4个扇形激光光幕相互交叉组合成大面积矩形光幕,利用光电二极管阵列测量激光光幕的光强,当子弹穿过激光光幕时,相应的光电二极管接收到信号,经信号采集和处理电路计算出子弹弹着点的坐标.对有效靶区1m×1m的原理样机进行7.62mm枪弹实弹射击实验,实验结果表明坐标测量精度达到2mm.该方法结构简单,易构造较大面积的靶面,其最大有效靶区可达到10m×10m.     

六光幕结构立靶坐标测量原理

提出了一种六光幕结构,根据6个光幕布置的几何关系,运用空间解析几何的方法建立6个光幕面的平面方程,并与含有未知参数的弹道方程联立,将测到的弹丸依次穿过6个幕面的时间代入联立方程组,求得弹道方程中的未知参数,获得弹道线与预定光幕面的交点坐标.给出了测量原理并进行了测量误差分析.结果表明六光幕立靶与四光幕立靶相比更符合实际的射击情况,解决了弹道不垂直预定靶面入射的问题.     

基于天幕立靶的两种弹着点坐标测量算法

针对天幕立靶弹着点坐标的测量问题,提出一种基于解析几何法的弹着点坐标测量算法。以天幕立靶为基础,建立弹着点坐标系,分别利用几何三角法和解析几何法推导简单双"N"形天幕立靶弹着点坐标测量公式,并给出了计算实例。分析结果证明:2种方法中,几何三角法适用于比较简单规则的双"N"形光幕,而解析几何法容易编制程序,适应于各种幕形。     

弹着点坐标的组合光幕阵列测量方法

为了精确测量兵器外弹道试验中弹丸着靶坐标,采用光电管和线阵CCD成像器件分别构建模拟光幕和图像细分光幕,3个模拟光幕与1个图像细分光幕构成四组合光幕阵列,4个模拟光幕与1个图像细分光幕构成五组合光幕阵列.给出了组合光幕阵列测量着靶坐标的原理,分析了测量误差并进行了仿真.结果表明所提方法能实现射击弹丸的弹着点坐标的测量,在2m×2m靶面测量误差小于1.7mm,与六模拟光幕阵列相比,提高了测量精度,简化了阵形结构.     

七光幕阵列测试双管武器立靶密集度方法研究

为了满足某双管武器立靶密集度自动测试需求,提出了七光幕阵列测试原理,在双V 形六光幕阵列中增加一个光幕组成七光幕阵列。研究了采用发射点在弹道线上的原理,构建了识别同一发弹丸穿过七个光幕的时间序列的算法,在MATLAB 平台上进行了仿真验证,结果表明所提测试方法有效可行,能够实现双管武器立靶密集度参数的测量。     

基于光幕阵列的近炸引信炸点坐标测量方法

针对毁伤评估及引战配合仿真中引信炸点测量数据缺乏的问题,提出了一种光幕阵列配合炸点火焰探测原理的近炸引信炸点坐标测量方法。使用2台三光幕探测器和1台单光幕探测器构成7光幕阵列,当带有近炸引信的弹丸穿过光幕阵列的所有探测幕面时,光幕阵列系统可测量得到弹丸的飞行速度、弹丸飞行速度方向的俯仰角、方位角和弹丸的着靶坐标,弹丸在炸点火焰探测器视场内爆炸时,便可利用爆炸时刻值进一步计算得到近炸引信空间炸点三维坐标。依据多光幕阵列测量原理和布置的光幕阵列建立了炸点坐标曲线测量模型,并对炸点坐标测量误差进行了仿真和分析,通过误差仿真得到的炸点三维坐标的最大测量误差分别为7.81 mm, 11.66 mm和9.817 mm。模拟实弹实验炸点三维坐标的最大测量误差分别为5.9 mm, 8.2 mm和8.4 mm,与理论仿真结果一致,验证了所建立测量模型的可行性和准确性。本文研究的测量方法可实现近炸引信弹丸在终点弹道段受到空气阻力和重力影响下的炸点坐标的测量,该测量方法完全满足近炸引信空间炸点三维坐标的测量需求。     

基于正交试验的光电立靶光幕阵列结构参数优化方法

针对光电立靶光幕阵列结构参数标定误差较大的问题,提出一种光幕阵列结构参数反演优化的方法。以测量坐标与纸板靶坐标差值的平方根构建目标函数,借助正交试验在允许误差范围内产生多组不同参数量值的组合,设计了光幕阵列结构参数优化方法。以双N形天幕靶为例,在Matlab中进行仿真,优化后的光幕阵列结构参数更接近给定真值,且结构参数的优化程度与标定的初始值和误差范围相关。用实弹射击试验对设计的方法进行验证,结果表明,优化后的弹丸飞行参数测量结果更接近实际真值,设计的方法有效可行。该优化方法为提高光电立靶测量设备的测量精度提供了一种新思路。     

风洞试验中迎角视频测量的不确定度研究

姿态角动态测量精度对风洞试验至关重要,姿态角的视频测量技术因对风洞模型设计无要求,受到国内外风洞试验机构的青睐。为此,开展迎角视频测量的不确定度研究,以评价其测量数据的精度,给出其系统误差的补偿方法,即在风洞试验结束后,采用高一个等级计量标准的角度静态测量仪器测量此时的模型姿态角,用该测量结果替换视频测量估计值,可消除视频测量方法的系统测量误差,并在2 m超声速暂冲式风洞进行试验。3组迎角视频实测数据表明:各阶梯迎角测量数据的标准差在0.002 2°～0.009 4°之间,迎角实测估计值的标准不确定度≤0.003°,故姿态角视频测量系统的迎角精密度≤0.009 4°;同时,此方法既不破坏模型的外形,又不改变模型的刚度与强度,具有实用价值。     

炮用象限仪角度测量不确定度的评定方法

竞争择优任务要求炮用象限仪角度测量结果给出不确定度,以便于不同行业领域的理解、交流和比对。在评定测量不确定度的过程中,鉴于实际工程测量样本量小而难以实施A类评定的问题,提出用实验室校准过程近似实际测量过程,利用历史校准数据和线性回归方法,建立了基于统计过程控制技术的A类评定方法,以某型炮用象限仪的历史校准数据并结合MATLAB工具验证该方法可行。用测量不确定传递率法得到了该型炮用象限仪测量范围内任意角度上的扩展不确定度曲线,并用蒙特卡洛法对其进行了验证。     

基于工业CT直径测量的不确定度评估技术研究

为解决工业CT直径测量值缺乏溯源性、不确定度成分难以量化的问题,对工业CT测量直径结果的主要误差源进行合理简化,建立工业CT测量不确定度评定模型,根据GUM法得到各个主要误差源的传递因数。最后,以高能6 Me V工业CT线阵探测器系统对已校准的?12 mm直径量块进行测量及评价实验。置信区间为95%时,评定直径测量的扩展不确定度为0.08 mm,具有可靠的理论依据和较稳定的评定结果。此不确定度评估方法可结合实际测量系统在各种直径测量中进行推广使用。     

速射身管武器外弹道弹丸同时穿过光幕概率分析

在速射身管武器射击密集度试验中,一个身管先后射出的多发弹丸可能会同时穿过一个光幕面。 在此情况下,某些光电靶测试系统无法测量到弹丸的外弹道参数。为了能获得这些测量值,必须对此现象做出定性分析,为选择出一种合理的光电靶测试系统来提供参考。对弹丸同时穿过光幕的现象做出简化数学描述;基于弹丸速度确定及不确定两种条件,分别构建弹丸同时穿过光幕概率的两种数学模型;根据最优化数学模型获得弹丸同时过幕的概率与其飞行距离的变化规律,确定了弹丸过幕的概率临界距离、直射距离上最大过幕的概率以及任意距离段上弹丸同时过幕的概率3项重要参数。经试验验证,经过合理选择的光电靶测试系统,可避免弹丸同时过幕而对试验数据造成的影响。     

垂直阵时反聚焦的目标被动定位方法研究

时间反转被动定位技术是一种可以在无需目标合作的条件下,实现被动相干源能量时空自适应聚焦,确定浅海被动目标位置的信号处理技术.提出了垂直阵时反被动定位(APTRM)技术的具体实现方法,为提高算法的处理增益、定位精度和定位稳健性,对算法进行了改进.进行了水池实验和海试,试验结果验证了所提算法的正确性和实用性.研究结果表明:...     

TDI-CCD光靶弹着点坐标测量误差分析

TDI-CCD光靶测量精度是衡量其性能的一个重要指标,为分析光靶坐标的测量误差,将靶心及靶面边缘的若干个点作为误差计算的特征点,对光靶的结构参数进行了优化设计.通过计算和仿真,得到了光靶测试范围内各点坐标综合误差分布.在搭建CCD光靶实验系统的基础上,用模拟弹丸验证了靶面坐标的测量误差.结果表明,CCD靶面弹丸落点坐标近似等于木靶靶面的落点坐标,实验结果与计算吻合较好.     

一种基于武器效用的武器目标分配模型

为解决武器优化分配中存在的2个问题,提出一种基于武器效用的武器目标分配模型。通过两类武器的效用分析,把目标达到期望毁伤概率作为武器效用最大的起点,设置两类武器的效用函数,以最大武器效用为准则,建立武器分配的线性整数规划模型,并对比2种模型的结果。实践结果证明：新模型求解分配的速度快耗时短,可满足战场需求,且结果更加合理。     

CCD 立靶密集度测量精度分析

针对立靶密集度对武器系统性能的重要性并基于 CCD 立靶密集度测量原理,对 CCD 立靶坐标测量精度进行仿真分析,推导出密集度测量的相关计算公式。对密集度测量精度进行了分析,提出了提高设备测量精度的技术措施。     

相控阵天线测量校准方法分析与比较

对近场扫描法、旋转电矢量法、换相测量法和互耦校准法等相控阵天线新型测量校准方法进行了研究,阐述了各方法的基本原理,重点分析了国内外在这些领域的最新研究成果,并从场地、复杂性、效率、精度、应用情况等方面对比了各方法的优势和不足。     

基于地面坐标系偏置法的导弹制导半实物仿真目标模拟能力拓展方法

针对在导弹制导半实物仿真试验中目标模拟能力受阵列视场角范围限制的问题,引入虚拟地面坐标系,将原本与实验室坐标系重合的地面坐标系偏置后进行半实物仿真试验。详细推导了转台姿态和阵列上目标辐射位置的变换方法,给出了地面坐标系偏置角度的确定原则,并针对地面坐标系只在方位上进行旋转的情形进行了讨论。仿真结果表明,应用地面坐标系偏置法可突破阵列视场角范围对目标角位置模拟的限制,有效的拓展了导弹制导半实物仿真系统的目标模拟能力。     

基于红外发光二极管和光敏元件阵列的光电靶

室内大靶面立靶精度测试系统一直是外弹道测试领域研究的热点.目前国内已出现的单靶面激光精度靶存在靶面增大后灵敏度不够、精度不高的问题.基于红外发光二极管和光敏元件阵列的光电靶可以提高灵敏度,有效地增大靶面.弹丸的探测通过X和Y方向各一组光传感器来完成,在靶面上与光传感器对应的另一侧装有红外LED光源,靶面的有效探测区域由光传感器与光源形成的光幕确定.弹丸通过靶面时由邻近的几个传感器单元探测到,并通过软件精确识别确定弹丸过靶的坐标.传感器通过设置灵敏度,可仅探测快速移动的物体,避免误触发.单靶能够测量射击精度、射击频率,给出弹序、弹丸的X、Y坐标和R50与R100,当连接两套或更多光电靶时可测量弹丸飞行速度和弹丸偏角及倾角.