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。     

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%.     

基于激光光幕和光电二极管阵列的立靶坐标测量

为了实现高精度、大面积的立靶坐标测量,提出了一种大面积激光光幕子弹弹着点坐标测试的新方法.采用4个扇形激光光幕相互交叉组合成大面积矩形光幕,利用光电二极管阵列测量激光光幕的光强,当子弹穿过激光光幕时,相应的光电二极管接收到信号,经信号采集和处理电路计算出子弹弹着点的坐标.对有效靶区1m×1m的原理样机进行7.62mm枪弹实弹射击实验,实验结果表明坐标测量精度达到2mm.该方法结构简单,易构造较大面积的靶面,其最大有效靶区可达到10m×10m.     

弹着点坐标的组合光幕阵列测量方法

为了精确测量兵器外弹道试验中弹丸着靶坐标,采用光电管和线阵CCD成像器件分别构建模拟光幕和图像细分光幕,3个模拟光幕与1个图像细分光幕构成四组合光幕阵列,4个模拟光幕与1个图像细分光幕构成五组合光幕阵列.给出了组合光幕阵列测量着靶坐标的原理,分析了测量误差并进行了仿真.结果表明所提方法能实现射击弹丸的弹着点坐标的测量,在2m×2m靶面测量误差小于1.7mm,与六模拟光幕阵列相比,提高了测量精度,简化了阵形结构.     

基于多线阵电荷耦合器件的炮口测速系统

利用多个线阵CCD（Charge Coupled Device）组建成测量高速运动目标运动参数及记录运动姿态的系统，通过两两CCD进行组合可以测出多个速度值，并可以通过还原弹型图像的方法进行测时修正。对测试系统和测时仪进行了原理设计，举例进行了测速仿真，结果表明：本方法具有较高的测速精度。     

基于天幕靶的弹丸飞行时间计算方法

在用天幕靶对各种弹丸的速度等外弹道参数进行测量时，往往需要测得弹丸飞越两个天幕靶靶面的时间间隔，进而计算弹丸速度、立靶坐标等其它参数。在对天幕靶输出弹丸模拟信号进行分析的基础上，提出一种用于计算弹丸飞行时间的相关算法。该算法采用数字信号处理的方法，对用数字采集仪采集到的天幕靶输出的弹丸模拟信号进行处理，可以计算得到弹丸飞过天幕靶靶面的时间间隔，经试验论证：该方法较常规方法计算时间更加准确，并且可以提高测试系统的抗干扰能力。     

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。     

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.     

基于光幕靶的曳光弹速度测量系统

针对光幕靶测试曳光弹时出现测速数据不准确的问题,在分析曳光弹发光机理的基础上,结合光幕靶探测视场的构造原理,提出了一种基于光幕靶测试曳光弹速度的方法,并设计了测量系统.设计了一种测光装置,得到测光信号,常规光幕靶测得弹形信号,通过高速数据采集仪记录2路弹形信号和2路测光信号,再由曳光弹测速算法处理,计算出曳光弹的飞行速...     

基于红外发光二极管和光敏元件阵列的光电靶

室内大靶面立靶精度测试系统一直是外弹道测试领域研究的热点.目前国内已出现的单靶面激光精度靶存在靶面增大后灵敏度不够、精度不高的问题.基于红外发光二极管和光敏元件阵列的光电靶可以提高灵敏度,有效地增大靶面.弹丸的探测通过X和Y方向各一组光传感器来完成,在靶面上与光传感器对应的另一侧装有红外LED光源,靶面的有效探测区域由光传感器与光源形成的光幕确定.弹丸通过靶面时由邻近的几个传感器单元探测到,并通过软件精确识别确定弹丸过靶的坐标.传感器通过设置灵敏度,可仅探测快速移动的物体,避免误触发.单靶能够测量射击精度、射击频率,给出弹序、弹丸的X、Y坐标和R50与R100,当连接两套或更多光电靶时可测量弹丸飞行速度和弹丸偏角及倾角.     

激光测速靶连发弹丸速度测试系统

基于LabWindows/CVI的激光测速靶连发弹丸测速系统由面板,数据采集,分析测试软件等组成.主界面显示两通道弹丸过靶波形、弹丸速度及连发弹射频.参数界面含触发通道选择、触发电平、触发延迟时间、采集频率及采集深度等设置.数据采集包括弹丸过靶波形信号、弹丸单、连发弹丸初速及其射频等参数测试.     

大量程高射频火炮自动机运动规律测试系统的光路设计

针对需满足当前大量程、高射频火炮自动机运动规律的测试要求,基于相关研究并在总结自动机运动特点的基础上,提出一种大量程高射频自动机运动规律测试方法。利用一字线形激光器作为测试光源,经柱面平凸透镜一维扩束后照射到自动机运动机构所粘贴的原向反射屏上,原向反射屏随自动机同步运动。通过高速相机采集原向反射屏运动的图像序列,经图像处理获得自动机的运动规律。根据实际测试指标分析方法所涉及到的光学参数,对曲柄导杆机构一维运动规律进行测试,试验结果表明：在满足某型号火炮自动机行程为700 mm,理论运动最大速度为10 m／s的试验条件下,系统所测的位移和速度误差分别为0.57％和0.99％,该光路设计方案可行。     

惯性测量系统火箭橇试验图像测速方法

在惯性测量系统火箭橇试验中,目前主要采用雷达测量设备、遮光板时空测量装置测量橇体的运行位置和速度。火箭橇点火时,会产生高速度,强尾焰,大噪声和剧烈振动等外测条件,雷达测量设备、遮光板时空测量装置无法准确测量火箭橇运行的速度。为满足未来轨道延长和火箭橇多级点火越来越迫切的需求,提出火箭橇试验图像测速方法,弥补上述两种方法缺陷并提高速度测量的精度。研究了照片反求,特征点提取,速度噪声的频谱分析,橇体运行速度的计算值和平滑值,为惯性测量系统火箭橇试验提供高精度的位置速度变化模型。     

恒压驱动对激光阵列起爆系统性能的影响

为解决传统的多路激光起爆系统体积大、光能量损失的问题,设计了一种基于恒压驱动模式的激光阵列起爆电路。通过激光阵列同步实验、起爆性能实验验证了恒压驱动模式对整个起爆系统的影响,并对恒压驱动提出了改进措施。结果表明恒压驱动模式能够实现多路选择、时序逻辑起爆,采用均流法可减小多路激光同步输出的差异性。     

多路绝缘、导通检测仪的研制

为提高多路绝缘和导通电阻测量的自动化水平,以Atmega16为MCU对多点选择继电器进行控制,采用Max134作为AD转换和数据处理部件,设计开发了多路电阻检测仪。试验结果表明该仪器测量范围广、可靠性好、精度高,具有较高的应用价值,适宜推广应用。     

激光跟踪测距方法及其应用的研究

针对大型工件的几何尺寸和形状的测量问题,研究了一种激光跟踪测距方法。由双模热稳频He-Ne激光器产生的双频信号,通过拍波后,以拍波波长作为“光尺”,拍波零点对位确定拍波节点数,以同轴光路组合形成的双频激光干涉测量尾数。跟踪定位采用自适应跟踪,控制跟踪反射镜沿水平轴和垂直轴的转动,定位信号由CCD采集入射光与出射光之间的偏移量。同时,驱动系统带动两个光栅编码盘输出跟踪反射镜转动的水平角度值和垂直角度值,实现空间尺寸测量。研究的激光跟踪测量系统具有抗干扰能力强,跟踪速度快,测量精度高的特点。     

机载多普勒变化率的相差检测

在现有相差检测机载平台相对角速度的基础上,进一步给出了通过相差检测获得机载多普勒变化率的方法。和基于数字接收机信号处理的获取方法不同,基于短基线相差测量的多普勒变化率检测方法的最大特点是多普勒变化率可以被实时获取,且只要基线足够长,就能将检测多普勒变化率的测量误差控制在几赫兹之内。     

基于高速摄影技术的速度测量方法

针对目前测速实验中采用锡箔靶或金属网靶测速时存在效率低、劳动强度大、可靠性较差等缺点,提出一种更高效可靠的高速摄影速度测试方法。以测试单个某型预制破片的靶前速度为例进行高速摄影测速系统组建,分析了关键参数设置的理论依据以及处理高速摄影结果得到速度的像素点法和等比例缩放方法,并将计算结果与锡箔靶方法测得的速度值进行了对比,相对速度差均小于5 m/s。实例应用表明:该方法合理可靠,显著地提高了测速试验的效率,能够满足实际需求。     

微型多通道弹底数据采集模块设计

为进一步提高155 mm火炮的射程、威力和打击精度,设计一款微型多通道弹底数据采集模块.以现场可编程门阵列(field programmabk gate array,FPGA)为设计平台,利用其内置XADC硬核,设计8路模拟信号采集转换、数据缓存与数字防干扰,对火炮发射过程中弹底多点瞬态温度、压力数据进行测量,并通过Vivado平台进行仿真分析.仿真结果表明:该模块功能参数达到设计要求,运行稳定,具有一定的工程应用价值,可为弹底采存设备的优化设计提供参考.     

单透向烟幕干扰材料及其干扰机理研究

基于二氧化硅(SiO_2)具有良好的红外透光和散射性质,探索其在单向透射烟幕配方中的应用。基于米氏散射理论分析了烟幕云团具有单向透视性能的干扰机理。其次,利用OPAG33傅立叶变换红外遥测光谱仪测试含有不同晶型SiO_2烟幕的红外透过率。结果表明:SiO_2可以作为中远距离的单向透射红外烟幕材料,在15m距离内,当烟幕位置发生变化时,红外透过率发生明显变化。说明SiO_2粒子具有良好的前向散射性能,其衰减特性与粒子的粒径和形状有一定的关系。