[發(fā)明專利]基于雷達(dá)多普勒數(shù)據(jù)的彈丸章動(dòng)角提取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310354554.7
• 申請(qǐng)日: 2013-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN103453806A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冷雪冰;郭文勝;楊中文;徐旭;劉志學(xué);初建海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 冷雪冰
• 主分類號(hào): F42B35/02
• 分類號(hào): F42B35/02
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 王薇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于雷達(dá)多普勒數(shù)據(jù)的彈丸章動(dòng)角提取方法，即用雷達(dá)對(duì)飛行的炮彈、火箭彈進(jìn)行章動(dòng)角測(cè)量，屬于測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)外彈丸測(cè)量彈丸章動(dòng)角主要有紙靶、光學(xué)、傳感器遙外測(cè)等方法。紙靶法的優(yōu)點(diǎn)是成本低、方法簡(jiǎn)單，不足之處在于只適應(yīng)于低伸彈道，往往用于試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)有限的條件。狹縫攝影測(cè)量和光學(xué)法的特點(diǎn)是測(cè)試精度高，但實(shí)施過程復(fù)雜、易受氣象條件的限制，設(shè)備量和投資成本都非常大。遙測(cè)法雖然能夠獲得較長彈道范圍的姿態(tài)數(shù)據(jù)，但在彈丸上安裝傳感器等設(shè)備有很大的難度，只有極少數(shù)彈丸安裝了彈載遙測(cè)設(shè)備。對(duì)于沒有安裝彈載遙測(cè)設(shè)備的彈丸，不能使用遙測(cè)方法進(jìn)行章動(dòng)角測(cè)量。雷測(cè)設(shè)備通常作用距離遠(yuǎn)，且測(cè)量數(shù)據(jù)含有豐富的彈丸運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息，可以通過數(shù)據(jù)分析獲得彈丸章動(dòng)角參數(shù)。

目前，國內(nèi)外所進(jìn)行的彈丸飛行試驗(yàn)通常有兩種:一種是室內(nèi)靶道的自由飛行試驗(yàn)，另一種是野外靶場(chǎng)的自由飛行試驗(yàn)。以下的文章和專利文獻(xiàn)，基本覆蓋了該領(lǐng)域主要的背景技術(shù)。我們分幾個(gè)類型介紹文獻(xiàn)的主要貢獻(xiàn)以及缺點(diǎn)。

紙靶法

紙靶法始于1920年，是目前國內(nèi)對(duì)彈丸飛行姿態(tài)的重要測(cè)試手段。紙靶測(cè)量技術(shù)是在彈道上布置一系列垂直紙靶，通過測(cè)量彈丸穿過紙靶留下的彈孔形狀、尺寸，推算彈丸穿過紙靶時(shí)的攻角、進(jìn)動(dòng)角、滾轉(zhuǎn)角及質(zhì)心坐標(biāo)，獲取彈丸飛行姿態(tài)。

紙靶法存在難以克服的缺點(diǎn)是靶紙會(huì)對(duì)彈丸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生干擾，將使彈丸運(yùn)動(dòng)的規(guī)律發(fā)生變化，從而使測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生誤差；二是攻角紙靶的測(cè)量精度與彈丸形狀和人的主觀因素關(guān)系很大，精度不易保證。紙靶法只適應(yīng)于低伸彈道。

1．單長勝.攻角紙靶測(cè)量技術(shù)[J].飛行器測(cè)控技術(shù)，1994，3：27-34

紙靶具有簡(jiǎn)便、直觀、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在許多國家都有應(yīng)用。但人工判讀費(fèi)時(shí)、費(fèi)工，而且人為主觀因素影響較大。

2．劉世平,易文俊.?彈丸飛行姿態(tài)的計(jì)算機(jī)采集與處理[J]?.彈道學(xué)報(bào)，2001.09，13（3）：73-78

利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像采集與處理,實(shí)現(xiàn)紙靶彈孔圖像自動(dòng)判讀和數(shù)據(jù)處理。該方法結(jié)果重復(fù)率高,受人為主觀因素影響較小。

狹縫攝影測(cè)量

狹縫攝影是一種特殊的攝影技術(shù),它是利用成像面的運(yùn)動(dòng)來補(bǔ)償目標(biāo)的高速運(yùn)動(dòng)(通過成像面附近的狹縫控制底片的感光),從而獲得一幅大尺寸、清晰的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的掃描圖片,供觀察者分析。這種掃描是兩維的,其中一維坐標(biāo)反映目標(biāo)的空間信息,另一維反映目標(biāo)的時(shí)間信息。狹縫攝影測(cè)量通常用于固定靶道低伸彈道測(cè)量。

1．周全,王飛行,文貢堅(jiān).基于狹縫攝影的靶場(chǎng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)測(cè)量綜述[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010，19:54-57

狹縫攝影測(cè)量在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)不同時(shí)刻通過特定位置時(shí)，通過掃描成像方式獲取縫隙影像,記錄目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),進(jìn)而采用特定的圖像解譯與測(cè)量分析方法實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)速度、加速度、姿態(tài)、章動(dòng)角和轉(zhuǎn)速等參數(shù)測(cè)量。

狹縫攝影測(cè)量被廣泛應(yīng)用，但傳統(tǒng)的光機(jī)式狹縫攝影機(jī)存在操作不太方便,人工參與較多,后期處理繁瑣等問題，電子式狹縫攝影機(jī)可以提高實(shí)時(shí)和事后判讀的精度,并通過數(shù)字計(jì)算機(jī)控制,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量。

2．朱新宏，張永生.某武器外彈道飛行姿態(tài)測(cè)試方法探討[J].測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào)，1998，12（3）：120-124

一種使用雙鏡頭狹縫攝影對(duì)某武器系統(tǒng)飛行姿態(tài)測(cè)試的方法。通過多個(gè)斷面逐步感光形成的彈丸影像，可以測(cè)量彈丸的外彈道參數(shù)，如攻角、速度、轉(zhuǎn)速。

3．劉同現(xiàn),宋衛(wèi)東,宋丕極,張進(jìn)忠.線陣CCD在彈丸飛行姿態(tài)測(cè)量中的應(yīng)用[J].軍械工程學(xué)院學(xué)報(bào)[J].2002.09，14（3）：23-25，22

一種應(yīng)用線陣CCD技術(shù)測(cè)量飛行彈丸攻角的方法。由于與彈丸無接觸,對(duì)彈道沒有影響,且與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)圖像處理緊密結(jié)合。此方法的缺點(diǎn)在于測(cè)試精度受系統(tǒng)的器件性能影響較大。同時(shí),由于光學(xué)成像系統(tǒng)的架設(shè)問題,系統(tǒng)僅能局限于平直彈道的測(cè)試。

4．李金珂,陳良益.基于線陣CCD的彈道同步式狹縫攝影系統(tǒng)[J].激光與紅外，2009.03，39（3）：300-303　　

論述了一種高速線陣CCD狹縫攝影系統(tǒng)的原理及組成，采用彈道同步式掃描攝影法,以章動(dòng)角測(cè)量為例的測(cè)量方法。該系統(tǒng)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)狹縫攝影的缺陷,能快速準(zhǔn)確的獲取運(yùn)動(dòng)彈丸圖像,實(shí)現(xiàn)彈道初始參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量，但系統(tǒng)的測(cè)量精度會(huì)受到CCD像元尺寸、掃描速度限制。

5．姜壽山，雷志勇.?線陣CCD測(cè)量彈丸飛行姿態(tài)方法的研究[J].西安工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，1998.06，19（2）：87-91