[發(fā)明專利]一種彈丸滾轉(zhuǎn)角不模糊測量方法

有效

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• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN111183737B
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設計）人: 習遠望;劉輝;費濤;楊軍;張江華;劉逸平
• 申請（專利權）人: 西安電子工程研究所
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;F41G7/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明涉及一種彈丸滾轉(zhuǎn)角不模糊測量方法，在駕束制導系統(tǒng)中，為了降低系統(tǒng)的實現(xiàn)難度，目標跟蹤照射雷達通常采用相位相參、頻率等差遞增的四個波束，在方位、俯仰兩個平面內(nèi)形成差波束實現(xiàn)目標跟蹤。四路毫米波照射信號經(jīng)過彈載正交極化接收機兩通道接收處理后輸出四路相參中頻信號。利用垂直極化通道與水平極化通道相同頻率中頻信號的幅度比值求反正切值來測量彈丸滾轉(zhuǎn)角。然后，對信噪比較大的通道輸出的頻率比為2∶1、相位相參的兩個中頻信號進行求和與門限檢波處理。最后，通過正負門限檢波輸出信號的頻率來解滾轉(zhuǎn)角測量的180°模糊。

技術領域

本發(fā)明屬于精確制導領域，涉及彈丸滾轉(zhuǎn)角實時測量技術，具體是一種毫米波駕束制導系統(tǒng)中彈丸滾轉(zhuǎn)角的不模糊測量方法。

背景技術

將常規(guī)火炮彈藥技術與毫米波制導技術、彈道修正技術相結合，研制新型毫米波駕束制導彈藥，在不改變原有常規(guī)彈藥武器系統(tǒng)作戰(zhàn)使用的前提下，使原有武器系統(tǒng)具有制導能力，這樣不僅滿足了常規(guī)武器制導化的需求，而且彈炮通用，在使用性和經(jīng)濟性方面都帶來很多好處。縱觀國內(nèi)外各種不同的制導技術和彈道修正技術，最關鍵的一點總是離不開實時獲取與利用精確的彈道參數(shù)，尤其以姿態(tài)數(shù)據(jù)的獲取最為重要。只有實時準確地獲取了有用的彈道參數(shù)，才能正確解算出彈道偏差，進而確定修正力系以及修正時機，提高彈道修正彈的精度。在毫米波駕束制導系統(tǒng)中，為了對彈丸的彈道進行修正，不但需要測量彈丸在空間的位置，通常還需要實時測量彈體相對大地的滾轉(zhuǎn)姿態(tài)角信息。

當前國內(nèi)外測量滾轉(zhuǎn)姿態(tài)的方法各有優(yōu)缺點：利用GPS測量精度高，但是容易受到干擾；利用太陽方位角遙測法的成本比較高，不可能在現(xiàn)有彈藥的基礎上大量裝備：而利用加速度計測量方法產(chǎn)生的初始對準誤差有積累效應，目前仍未能有效解決。利用二維磁阻傳感器測量轉(zhuǎn)速的原理實時解算彈丸滾轉(zhuǎn)角的缺點是測量精度不高，一般只能達到±5°，并且抗干擾能力差，并且與彈上其他系統(tǒng)之間的電磁兼容問題難以解決。

利用射頻信號極化、幅度和相位等信息為參考進行滾轉(zhuǎn)角測量，具有原理簡單、可以全天候工作、抗高過載能力強、頻響好、體積小、重量輕、價格便宜等優(yōu)點。典型的彈丸滾轉(zhuǎn)角不模糊測量方法如美國專利技術(Patent Number 6016990)。為了實現(xiàn)滾轉(zhuǎn)角不模糊測量，該專利要求彈上發(fā)射裝置發(fā)射兩個相參照射信號，其頻率比值為2∶1，這就對彈載發(fā)射系統(tǒng)的工作帶寬提出了極高的要求(至少要滿足倍頻程的要求)。這在毫米波頻段實現(xiàn)的技術難度較大，實現(xiàn)成本較高。首先，彈上設備的體積重量受到嚴格限制，彈上不宜搭載復雜的功率發(fā)射裝置。其次，地面設備測得滾轉(zhuǎn)角后還要通過其他通訊方式通知彈丸以實現(xiàn)彈道修正，這又會造成額外的設備量，因此該方法并不具備工程實用性。

發(fā)明內(nèi)容

為了避免現(xiàn)有技術的不足之處，本發(fā)明提出一種彈丸滾轉(zhuǎn)角不模糊測量方法，

一種彈丸滾轉(zhuǎn)角不模糊測量方法，目標跟蹤照射雷達采用水平極化或垂直極化方式向空間輻射四個頻差固定相位相參的毫米波目標照射波束信號，雙通道彈載正交極化接收機接收該四個毫米波信號；其特征在于彈丸滾轉(zhuǎn)角不模糊測量方法的步驟如下：

步驟1：彈載接收機接收兩路相互正交的接收通道實際輸出連續(xù)波中頻信號的幅度分別為U′_A和U′_B：

步驟2：根據(jù)下式計算得到彈載接收機的正交極化接收通道信號幅度U_A和U_B的真值

其中：β為彈載接收機兩路正交極化接收通道的天線極化方向之間的夾角；

步驟3：比較正交極化接收通道信號U_A和U_B解算出彈體瞬時滾轉(zhuǎn)角α

步驟4：確定滾轉(zhuǎn)角α的象限，具體步驟如下；