大口径弹丸光幕靶测速技术

针对大口径弹丸速度测试的需求,提出了一种采用光幕靶测试大口径弹丸飞行速度的测试方法;在光幕靶工作原理的基础上,分析了大口径弹丸穿过光幕时的信号特征,通过几种测速算法的比较,得出现有单一测速算法的缺点,并提出了一种适应性测速算法。根据不同类型弹丸过靶波形的特点,建立软件适应性测速算法;由分析可知,设计的测速算法能够满足大口径弹丸光幕靶测速需求。     

基于相关系数的识别算法在破片测速中的应用

针对破片速度测试中基于接触型靶和高速相机法存在测试范围小、精度低等问题,提出了激光光幕测速中基于相关系数识别算法.该算法通过计算破片过靶信号中两波形间的相关系数值,确定其相关性,进而找出对应破片.实验表明:基于该识别算法的破片测速方法可很好地用于激光光幕测速中多个破片过靶信号的识别,得到破片穿过激光光幕时的速度.该法能满足高精度破片速度测试的需要,可广泛地用于破片测速中.     

基于快速互相关的跨声速弹丸测速方法研究

针对室内千米靶道内镜头式光幕测速系统无法对跨声速弹丸速度进行有效测量的问题,采用外弹道学理论与MATLAB仿真技术计算跨声速测速点弹丸飞行速度理论值,使用快速互相关算法处理镜头式光幕测速系统在测速点的弹丸过幕信号,得到该测速点的实测速度值集合,以理论速度值为参考,从速度值集合中选取接近理论值的速度并进行误差分析。采用5.8 mm步枪弹进行实弹验证,实验所得的接近理论速度值的实测速度与理论值之间的相对误差小于0.3%。该方法解决了由于弹丸激波作用测速光幕产生干扰信号带来的影响,为跨声速弹丸速度的准确测量提供一种新思路。     

激光测速靶前端电路设计

为了提高光幕靶法测速系统的性能,提出一种激光光幕靶前端电路的设计方案。使用PIN光敏二级管阵列作为激光光幕靶接收部分的传感器,根据PIN光敏二级管的特性设计前置放大电路,将微弱光信号转换为电信号并进行预放大;提出采用消除误差的PIN管阵列新技术,并选用仪表放大电路进行后级放大。结果表明:该方案能避免环境因素对信号的影响,提高系统的信噪比,改善激光测速仪的性能。     

激光复合光幕靶测速系统设计

针对天幕靶存在不能全天候测试的缺点,文中以点状阵列激光为发射光源,两列二极管作为接收器件,设计了一套激光复合光幕靶测速系统。与普通的光幕靶测速系统相比,该系统可以实现对同一位置弹丸速度的两次测量。且利用CPLD实现对蚊虫、飞鸟,冲击波等干扰信号的剔除。经实弹测试,结果表明:该系统精度高、抗干扰能力强,且与天幕靶相比,不依赖自然光,受外界自然环境影响较小。满足靶场测试要求。     

高射频光电靶及其校验方法研究

针对高射频武器系统弹丸速度测量的特点,采用半导体激光器产生了点光源,经石英棒、凸透镜及螺纹透镜形成了1 m的测试光幕;利用集成光敏二极管阵列将弹丸穿越测试光幕引起的光通量的变化转换为电信号,设计了高射频光电测速系统.探讨了靶距误差产生的原因,确定了测速精度优于0.1%;设计了模拟校验器及基于3支12.7 mm专用发射装置的程控发射系统,考核了光电靶的测速性能及测频性能,测试结果表明,该光电靶的测频能力达到了20万发/分.     

镜头式光幕探测灵敏度分布规律研究

针对室内大靶面探测光幕的试验与测试需求,研究了扇形光幕和矩形光幕的工程实现。分析了探测光幕的工作机理,依据光学系统的光照度分析理论,推导出弹丸在探测光幕面内不同位置穿过时引起的光通量变化量计算公式,利用Matlab计算出整个幕面的灵敏度分布规律。采用气枪弹在幕面内不同位置进行了射击试验验证。试验结果表明：弹丸在幕面内的信号幅值与仿真计算的灵敏度分布规律吻合。所得结论对大靶面探测光幕的工程设计具有参考价值。     

弹丸速度及弹着点坐标测量系统研究

为了在武器速射系统研制中同时测量弹丸速度和弹着点坐标.采用平行点激光光束交叉形成光栅光幕靶,以PCI总线构成数据采集系统.采集64路数字信号.通过分析连发弹过靶信号,提取各个弹丸过靶位置判别值以及过靶时刻.计算得到连发多弹中各个单弹速度以及弹着点坐标.室内外靶场实弹测量实验结果表明,该测试方案可以同时测量高射频连发弹弹丸速度、射频、弹着点坐标.未出现弹序误判、漏判情况.该测试方案时连发弹道武器的研制和开发及测试"金属风暴"武器、弹阵分布具有参考价值.     

高射频武器弹丸连发速度测量系统

针对常规的天幕靶与测时仪配合的测速系统因弹尾激波与炮口冲击波的干扰而无法测量高射频武器弹丸连发速度的问题,提出了一种天幕靶和数据采集仪配合的测速系统,能够实现连发速度测试.利用数据采集仪直接记录天幕靶输出的模拟信号,对采集到的信号进行分析和处理,识别弹尾激波和炮口冲击波等干扰信号,最终得到连发射击下每一发弹丸的速度和连发射频,并显示测量结果.设计的测试系统抗干扰能力强,既能单发测试又能连发测试.     

电磁轨道炮速度测量方法研究

电磁轨道炮武器系统进行发射试验时,速度是评价武器性能的一个重要参数.结合实际工程,利用平均速度测量原理,设计了基于网靶、光幕靶和阴影照相3种速度测量系统.通过在电磁轨道炮发射试验中使用3种速度测量方法,分析速度相对误差及其影响因素,比较每种测速方法的优缺点及主要适用范围.结果表明,网靶测速造价简单,比较实用;靶道阴影照相测速比较直观,能再现高速发射过程;光幕靶测速具有精度高、测量重复性好等优点.试验研究结果对评估电磁轨道炮发射性能具有指导意义.     

基于双激光幕的弹丸初速测量系统研究

弹丸初速的标称值与实际值存在着差异,此误差影响火炮的射击精度,因此有必要对弹丸的实际初速进行测定。基于双激光幕区截原理的弹丸初速测量系统,采用激光测距机和光栅尺进行距离的测量和标定,选用ARM和CPLD对测速过程进行全过程记录采集,通过平均测速法计算得到弹丸初速,对系统的测量误差进行了分析,系统样机经过实弹射击试验得到某口径弹丸的试验数据。对系统的误差分析及实弹射击证明,双激光幕测速系统在弹丸初速测量的精度和可靠性等方面有了显著的提高,可较好地进行初速的校准测量。     

基于二维速度测量的简易火控装置

基于二维速度测量的简易火控装置由火控计算机、轴角编码器、倾斜角传感器、激光测距机、键盘、目标锁定按钮、显示屏等组成.该装置可测出瞄准线转动的任意角度,能随时停止测角进行射击.由两次测距的目标径向运动信息,实现目标二维运动速度测量,改善射击精度.装置计算模型包括射角、方向角提前量的解算及其倾斜修正.     

基于小波滤波及相关分析的激光光幕破片测速信号数据处理

针对激光光幕战斗部破片测速中信号噪声起伏大和无法自动判读的问题,提出了基于小波分析和相关算法的激光光幕破片测速信号自动识别与处理方法。该方法基于离散小波变换的带通滤波性质和多分辨率分析,联合小波阈值去噪方法,对破片过靶信号进行小波滤波;结合波峰检测获取各破片过靶的特征点计时时刻,根据同一破片飞行穿越前后光幕所捕获信号的相关性对各破片波形的归属进行自动识别和数据处理。通过对12组战斗部静爆现场采集到的波形进行处理,研究结果表明：该算法能够很好地滤除激光光幕破片测速信号中的高低频噪声,破片特征点的拾取率为96.9%,破片波形的归属识别率为87.2%.     

带光电直流补偿的激光测速靶系统设计

为了提高弹丸速度测试的精度和抗干扰能力,提出了一种基于光电直流补偿的激光测速靶系统设计.采用了可靠性好,精度高的双启动、双停止区截激光幕速度测试方法,对抗强环境光干扰的光电直流补偿前置放大电路设计方案进行了分析.利用Microsoft VC++程序开发的速度测试软件进行了7.62mm弹丸单发速度测试实验,给出了实验波形.     

能轵别破片群飞行方向和位置的速度测量方法

针对战斗部破片过靶位置及过靶速度问题，提出了一种非接触测量方法，介绍了6个光幕靶、1个位置标识器、多路测时仪和计算机组成的测试系统的测试原理。测试系统的核心是1个由6个光幕靶组成的具有一定几何结构的光幕阵传感器。当破片从阵中飞过，多路测时仪记录破片飞过每个光幕的时刻，依据各时刻值和光幕阵的几何参数，计算出破片速度、飞行弹道的空间角度和飞行位置。所提方法可以自动识别破片的过靶位置和破片实际飞行方向上的速度，进一步工程化后可用于破片群速度测量。     

多通道同步数据采集的大当量爆炸场参数光电测试系统

针对战斗部爆炸场破片速度等参数测试中需要多点分布测试方法存在精度差,成本高的问题,提出了一种以爆炸火光作为触发信号源的多通道同步分布式数据采集系统;设计了光电触发模块将爆炸火光经过光电转换,信号调理形成触发信号源,多个数据采集单元的触发模块参数相同,保证其响应时间一致;采用多通道数据采集单元配合激光光幕破片数据采集可以构建多点测试系统;通过多次战斗部破片速度测试试验结果表明:在TNT当量为5 kg时,测试系统分别布设在距离爆心不同距离处,可以完成可靠触发并获得有效数据.     

电磁发射测量系統的设计与实现

设计了一种基于Rogowski线圈、B-dot探针、光幕靶及插入式数据采集卡(PC-DAQ)的电磁发射测量系统,开发出以动态链接库(DLL)为形式的数据处理模块,为系统的扩展和二次开发提供统一的接口,设计了具有Windows操作功能的人机交互界面,并成功地应用到实际研究中,为电磁发射系统的性能研究及技术匹配提供了数据依据。根据实验数据得出了触发放电和轨道拉弧时,整个测量系统受到了大的脉冲干扰;通过计算,可以得到本系统测量速度为l km/s时的相对误差为0.7%．     

一种具有角速度量测的多站无源目标跟踪方法

为提高多站无源目标跟踪系统的跟踪性能,将无源目标跟踪系统获取的目标角速度测量表示为目标在笛卡尔坐标系下位置与速度的非线性形式,进而提出了一种同时利用目标角度和角速度量测来提高被动跟踪精度的方法。结合Cramer-Rao下界理论,分析了在利用角速度量测信息后无源目标跟踪系统跟踪性能的改善情况。基于不敏卡尔曼非线性状态估计方法,给出了具有角速度多站无源跟踪方法的一种具体实现流程。仿真与试验结果表明,具有角速度量测的无源跟踪系统具有更优目标运动参数的估计精度。     

砷化镓半导体激光区截装置及其测时系统

多管火箭弹等在发射过程中，其离轨瞬间的时间参数需要测定，以便于与其它测试参数（如振动等）配合分析，本文介绍了一种能解决上述问题的非接触式砷镓半导体激光区截装置，解决了现有的区截装置所解决不了的问题。     

Method for Measuring Velocity of Warhead Fragments Based on Photoelectric Detection

For measuring velocity and impacting position of single fragment of warhead, a non-contact measuring method is proposed, in which a six-light-screen array, a position indicator, a multi-channel chronograph and a computer are used.The principle of measurement is described. The key device of the system is a light screen array sensor which consists of six light screens allocated with certain geometrical parameters. When the fragment flies through the light screen array, the time of passing through each of the screens is recorded by the multi-channel chronograph. According to the time data and the geometrical parameters of the array, the velocity vector and the location of the fragment can be calculated immediately. The presented method can be used to locate the fragment and to measure the real velocity on its flying direction. It can also be used to measure the velocity of a fragment swarm after the system is engineered further.