[發(fā)明專利]一種模擬彈藥飛行軌跡測量系統(tǒng)和非通視對抗訓(xùn)練方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210706345.3
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115218718B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方建芳;陳峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍總參謀部第六十研究所
• 主分類號: F41A33/00
• 分類號: F41A33/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 吳庭祥

1.一種模擬彈藥飛行軌跡測量系統(tǒng)，其特征在于，包括光傳感器和光源陣列、空間定位模塊、光模擬彈藥發(fā)射模塊、圖像采集模塊和彈道計算模塊；

所述彈道計算模塊分別與光傳感器、空間定位模塊、圖像采集模塊電性連接；

所述光傳感器和光源陣列安裝在遮蔽物上，每一個光傳感器分別與一個對應(yīng)的光源電性連接，并通過數(shù)據(jù)通信接口連接彈道計算模塊，每個光源的空間位置在安裝時已經(jīng)確定；

所述空間定位模塊用于測量武器、人員和裝備的空間位置，并將測量數(shù)據(jù)傳輸至彈道計算模塊；

所述光模擬彈藥發(fā)射模塊接收到武器擊發(fā)信號后，發(fā)射能夠被光傳感器接收的光模擬彈藥信號；

所述圖像采集模塊包括圖像傳感器，圖像傳感器安裝在武器上，用于接收光源的光信號，并測量出光源在圖像傳感器的成像位置，并將測量結(jié)果傳輸至彈道計算模塊；

所述彈道計算模塊用于：接收光傳感器的數(shù)據(jù)，獲得被點亮光源的空間位置；接收光源在圖像采集模塊的圖像傳感器上成像位置數(shù)據(jù)，計算出武器的瞄準線在水平和垂直兩個方向相對于點亮的光源與武器連線之間的角度；接收空間定位模塊測量的武器的空間位置數(shù)據(jù)；計算出武器發(fā)射彈藥的飛行軌跡；

所述光模擬彈藥發(fā)射模塊接收到武器擊發(fā)信號后，發(fā)射編碼光信號；編碼光信號的方向與武器彈藥的飛行方向一致，并且編碼光信號的光束在水平方向和垂直方向的發(fā)散角度在有效射擊范圍內(nèi)覆蓋1個以上光傳感器；

安裝在遮蔽物上的每一組光傳感器和光源均有唯一編號；所述光傳感器能夠接收光模擬彈藥發(fā)射模塊發(fā)射的光模擬彈藥信號并解碼；當(dāng)所述光傳感器接收到光模擬彈藥信號后，控制對應(yīng)的光源發(fā)射單一波長的光，并在設(shè)定的時間內(nèi)熄滅；

所述圖像采集模塊還包括成像鏡頭，圖像傳感器在成像鏡頭后部；成像鏡頭和圖像傳感器組合后具有確定的視場角；鏡頭的方向與武器的瞄準方向一致；

所述系統(tǒng)執(zhí)行如下步驟：

步驟a1，在武器上安裝光模擬彈藥發(fā)射模塊、圖像采集模塊和空間定位模塊，通過校準預(yù)先獲取武器瞄準點在圖像傳感器的成像位置；空間定位模塊將實時定位信息傳輸至彈道計算模塊；

步驟a2，光模擬彈藥發(fā)射模塊接收到武器的擊發(fā)信號后，發(fā)射包含武器編號信息的光信號；

步驟a3，光傳感器接收到光模擬彈藥發(fā)射的光信號后進行解碼，解析出武器的編號信息，同時點亮對應(yīng)的光源1次；并記錄接收到光信號的時間；將光傳感器和光源的編號、武器編號信息和點亮光源的時間傳輸至彈道計算模塊；

步驟a4，圖像采集模塊接收到點亮的光源信號后，測量出光源在圖像傳感器上成像位置；由于視場角已知，武器瞄準點在圖像傳感器的成像位置已知，計算出光源與武器的連線相對于武器瞄準線在水平和垂直方向的角度；

步驟a5，彈道計算模塊對點亮光源的時間和圖像采集模塊接收到的光源信號的時間進行匹配，確定在圖像采集模塊成像的光源的編號及其空間位置、發(fā)射模擬彈藥的武器編號及其空間位置；已知武器的空間位置、光源的空間位置、光源與武器的連線相對于武器瞄準線在水平和垂直方向的角度，計算出武器在空間坐標中的瞄準線；由于瞄準線與武器的彈道關(guān)系是確定的，計算出武器發(fā)射模擬彈藥在空間坐標中的飛行軌跡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種模擬彈藥飛行軌跡測量系統(tǒng)，其特征在于，步驟a4包括：已知水平方向視場角FOV_x，垂直方向視場角FOV_y，圖像傳感器水平尺寸A_x，圖像傳感器垂直尺寸A_y，光源在圖像傳感器上成像的水平位置G_x、垂直位置G_y，瞄準線在圖像傳感器上成像的水平位置M_x、垂直位置M_y；

通過如下公式求解光源與武器的連線相對于武器瞄準線在水平方向的角度θ_x、垂直方向的角度θ_y：

θ_x＝(FOV_x/A_x)_*(M_x-G_x)

θ_y＝(FOV_y/A_y)_*(M_y–G_y)

圖像采集模塊將光源相對于武器瞄準線在水平和垂直方向的角度數(shù)據(jù)、接收到光源信號的時間傳輸至彈道計算模塊。

3.一種非通視對抗訓(xùn)練方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1～2任一項所述的系統(tǒng)，執(zhí)行如下步驟：

步驟b1，在參訓(xùn)人員身上、或裝備上安裝空間定位模塊，空間定位模塊將參訓(xùn)人員的實時空間定位信息、或裝備的實時空間定位信息傳輸至彈道計算模塊；

步驟b2，參訓(xùn)人員操作武器發(fā)射模擬彈藥后，通過模擬彈藥飛行軌跡測量系統(tǒng)，計算出模擬彈藥在空間坐標中的飛行軌跡；

步驟b3，彈道計算模塊根據(jù)彈藥的穿透性能和遮蔽物的抗穿透性能，判斷彈藥能否穿透遮蔽物；如果不能穿透遮蔽物，則未命中目標；如果能夠穿透目標，則將彈藥在空間坐標中的飛行軌跡延長至遮蔽物后面，如果在延長線上有參訓(xùn)人員或裝備，則該參訓(xùn)人員或裝備被命中，否則未命中目標。