[發(fā)明專利]爆炸點(diǎn)位置自動(dòng)測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010151989.8
• 申請(qǐng)日: 2010-04-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101793516A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔凱翔;崔忠偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京領(lǐng)邦儀器技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01C11/02
• 分類號(hào): G01C11/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種爆炸點(diǎn)位置的自動(dòng)測(cè)量裝置，能夠用于炮彈、炸彈、導(dǎo)彈等運(yùn)動(dòng)爆炸體 的隨機(jī)爆炸位置的測(cè)量，以確定引爆控制的精度，對(duì)引爆裝置的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

背景技術(shù)

很多運(yùn)動(dòng)爆炸體的爆炸位置是不確定的，爆炸發(fā)生的時(shí)間是隨機(jī)的。這些運(yùn)動(dòng)爆炸體的 爆炸位置通過(guò)引爆控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。武器彈藥是一種典型的運(yùn)動(dòng)爆炸體，引信是控制爆炸部 引爆的重要部件，其控制精度直接影響武器彈藥的毀傷效果。引信控制精度通過(guò)測(cè)量爆炸時(shí) 爆炸體與目標(biāo)的相對(duì)位置來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，爆炸時(shí)兩者的相對(duì)位置越接近于設(shè)定值，引信的控制 精度越高，毀傷效果越好。例如攻擊地面目標(biāo)的引信可以根據(jù)不同的攻擊目標(biāo)設(shè)定不同的爆 炸高度，對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)需要測(cè)量爆炸點(diǎn)的高度；攻擊空中目標(biāo)的引信可以根據(jù)不同的攻擊 目標(biāo)設(shè)定不同的爆炸距離，對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)需要測(cè)量爆炸點(diǎn)與目標(biāo)的空間直線距離。因此， 爆炸點(diǎn)位置測(cè)量在各類運(yùn)動(dòng)爆炸體的引爆控制精度評(píng)價(jià)，特別是在武器彈藥引信性能評(píng)價(jià)方 面有廣泛的應(yīng)用，是一種重要的試驗(yàn)測(cè)量評(píng)價(jià)手段。

現(xiàn)有的用于爆炸點(diǎn)位置測(cè)量的裝置有炮彈爆炸高度測(cè)量裝置?，F(xiàn)有的炮彈爆炸高度測(cè)量 裝置采用下列三種方法：1、標(biāo)桿比對(duì)測(cè)量。將一個(gè)或多個(gè)標(biāo)有固定間距條紋的標(biāo)桿垂直設(shè)置 在預(yù)設(shè)爆炸點(diǎn)附近，在距預(yù)爆炸點(diǎn)安全距離外用一臺(tái)高速攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)預(yù)設(shè)爆炸點(diǎn)區(qū)域，在發(fā) 射運(yùn)動(dòng)爆炸體后啟動(dòng)高速攝像機(jī)開(kāi)始拍攝，爆炸發(fā)生后停止攝像機(jī)拍攝，在拍攝的錄像中查 找到爆炸點(diǎn)清晰的一幅圖像，通過(guò)與標(biāo)桿上的間距條紋進(jìn)行比對(duì)，估算出爆炸點(diǎn)的高度數(shù)據(jù)。 這種方法存在的主要問(wèn)題是：由于爆炸體的運(yùn)動(dòng)受到各種因素影響，實(shí)際爆炸點(diǎn)與預(yù)設(shè)爆炸 點(diǎn)總存在偏離，有時(shí)偏離還相當(dāng)大，攝像視覺(jué)誤差會(huì)導(dǎo)致與標(biāo)桿對(duì)比時(shí)得出的位置誤差難以 控制，測(cè)量精度很低。這種方法目前仍在實(shí)際使用。2、經(jīng)緯儀高速攝像機(jī)測(cè)量。將兩臺(tái)高速 攝像機(jī)分別安裝在兩臺(tái)經(jīng)緯儀上，將這兩套設(shè)備分別安裝在預(yù)設(shè)爆炸點(diǎn)安全距離外，對(duì)準(zhǔn)預(yù) 設(shè)爆炸點(diǎn)區(qū)域，用經(jīng)緯儀分別測(cè)出兩臺(tái)高速攝像機(jī)的距離和位置信息，在發(fā)射運(yùn)動(dòng)爆炸體后 啟動(dòng)高速攝像機(jī)開(kāi)始拍攝，爆炸發(fā)生后停止攝像機(jī)拍攝，在兩臺(tái)攝像機(jī)的錄像中查找到同一 時(shí)間拍攝的爆炸點(diǎn)清晰的兩幅圖像，運(yùn)用兩臺(tái)攝像機(jī)的位置信息，通過(guò)攝像測(cè)量原理解算， 得到爆炸點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)。這種方法存在的主要問(wèn)題是：攝像機(jī)在低速攝像時(shí)圖像分辨率高， 在高速拍攝時(shí)圖像分辨率低(如美國(guó)SVSi公司的GIGAVIEW高速攝像機(jī)，在每秒532幀的拍 攝速度時(shí)可獲得1280×1024分辨率的圖像，在每秒17045幀的拍攝速度時(shí)卻僅可獲得1280 ×32分辨率的圖像)。炮彈等運(yùn)動(dòng)的爆炸體運(yùn)動(dòng)速度很快，必須采用高速拍攝才能撲捉到爆 炸的瞬間圖像，這必然造成圖像分辨率的下降，從而導(dǎo)致爆炸點(diǎn)位置測(cè)量精度降低，如果降 低拍攝速度，動(dòng)態(tài)圖像的時(shí)間間隔就增加，撲捉爆炸瞬間的時(shí)刻就不準(zhǔn)確，這也必然增大爆 炸點(diǎn)位置測(cè)量誤差。此外，由于是在爆炸體發(fā)射后即開(kāi)始錄像，在錄像中查找爆炸瞬間的圖 像需要花費(fèi)時(shí)間。所以，盡管“經(jīng)緯儀高速攝像機(jī)測(cè)量”比“標(biāo)桿比對(duì)測(cè)量”精度有所提高， 但由于圖像的分辨率與攝像速度無(wú)法同時(shí)兼顧，爆炸點(diǎn)位置測(cè)量精度也無(wú)法進(jìn)一步提高，測(cè) 量效率也不高，同時(shí)分辨率高拍攝速度快的高速攝像機(jī)價(jià)格昂貴(如美國(guó)SVSi公司的 GIGAVIEW高速攝像機(jī)盡管分辨率不高，每臺(tái)價(jià)格卻高達(dá)13萬(wàn)元)，限制了其推廣使用范圍。 目前，這種方法仍是爆炸點(diǎn)高度測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)方法。為了改進(jìn)這種測(cè)量方法，有人提出用數(shù)碼 照相機(jī)替代高速攝像機(jī)，并較好地用于夜間禮花彈的爆炸高度測(cè)量，但無(wú)法在白天(或?qū)Ρ? 炸亮度不夠的武器彈藥)進(jìn)行測(cè)量，如用手工連拍方式撲捉爆炸圖像，撲捉難度很大，圖像 時(shí)間間隔長(zhǎng)，不能滿足測(cè)量精度要求，因此這種測(cè)量方法一直沒(méi)有得到顯著改善。3、聲音錐 體定位法。該方法可用于無(wú)線電引信彈藥爆炸高度的測(cè)量，包含一套無(wú)線電接收器和三套炸 聲接收器，炸聲接收器和無(wú)線電接收器具有統(tǒng)一時(shí)鐘。在彈藥接近目標(biāo)時(shí)，無(wú)線電引信工作 發(fā)出無(wú)線電波，彈藥爆炸時(shí)引信的無(wú)線電部件停止工作，無(wú)線電接收器通過(guò)探測(cè)無(wú)線電部件 信號(hào)，記錄其停止工作的時(shí)刻，爆炸聲波先后傳播到三套炸聲接收器，三套接收器記下聲音 到達(dá)的時(shí)刻，與無(wú)線電接收器記錄的爆炸時(shí)刻相減，再乘以聲音的傳播速度即可得到三套炸 聲接收器與爆炸點(diǎn)的距離，然后利用三套炸聲接收器的距離信息解算得到爆炸點(diǎn)的高度。這 種方法只是處于原理探索階段，目前沒(méi)有見(jiàn)到實(shí)際應(yīng)用，其主要問(wèn)題是：無(wú)線電接收器和炸 聲接收器必須精確同步，時(shí)間測(cè)量精度必須非常精確，否則將引起較大的測(cè)量誤差，這在爆 炸測(cè)量范圍大、各設(shè)備相互距離遠(yuǎn)、引信的無(wú)線電信號(hào)檢測(cè)等待時(shí)間長(zhǎng)的情況下目前無(wú)法很 好地解決；爆炸沖擊波使爆炸聲速傳播情況復(fù)雜，傳統(tǒng)的測(cè)聲速法無(wú)法保證實(shí)際聲速測(cè)量精 度，由此引起的誤差對(duì)測(cè)量精度影響很大；引信無(wú)線電信號(hào)終止延時(shí)具有隨機(jī)性，無(wú)線電接 收器的延時(shí)誤差難以控制。