一种基于终点弹道气动噪声及落地声分析的未爆弹探测技术

针对常规兵器靶场试验、部队训练及演习过程中非爆弹定位困难的问题,介绍了一种采用低成本声学传感器的终点弹道未爆弹探测技术。根据弹着区范围,布置若干声学传感器,保证其测量范围覆盖整个弹着区。对于每一个声学传感器采集到的气动噪声及落地声信号,执行以下计算步骤：采用快速傅里叶变换与拉普拉斯小波分析技术进行声学信号的降噪与增强;采用短时能量、短时幅度以及短时过零率进行气动噪声与落地声端点检测;采用小波包分析技术提取降噪增强后声学信号的特征;采用基于最小距离的阈值准则进行终点弹道气动噪声及落地声的识别。靶场试验未爆弹落点粗定位结果显示,文中所提技术可用于未爆弹落地点定位,定位精度可达10 m.     

基于菱形阵列的弹丸落点定位模型研究

利用地震波进行弹丸落点定位时,地震波传感器的布阵方法及解算模型直接影响着弹丸落点定位的准确性.针对55～157 mm口径弹丸落点定位的要求,基于时差法建立了弹丸落点定位数学模型,分析了基于地震波的弹丸落点定位方法在3 km×3 km靶场区域内的适用范围;利用MATLAB对定位误差进行仿真计算,确定了模型参数,验证了菱形阵列的适用性.     

基于声学传感网络的弹着点定位系统

为了改变广域靶场内火炮系统弹道点测试依靠人工报靶的现状,建立了基于多声学传感器节点的弹丸落点声学测量系统,以实现脱靶量的实时准确测量。在考虑温度和风速等气象环境的影响下,利用阵列定向的网格搜索方法和TDOA定位方法,设计了适用于火炮弹丸声学传感网络目标定位的算法,通过模拟试验和静爆试验进行了测试。结果表明:测试区域边长在300 m量级时定位误差小于1 m,测试区域边长在3 km量级时定位偏差在6 m以内,因此该系统可用于弹着点实际定位测量,对实践应用具有重要意义。     

三角形五元十字混合阵列弹丸落点定位方法

针对靶场弹丸回收试验中弹丸落点定位精度低的问题,提出基于三个五元十字阵列组成三角形混合阵列的定位方法。该方法通过将三个五元十字阵列的中心传感器放置成为三角形阵列,以此组成混合阵列对弹丸落点定位,解决了五元十字单基阵定位精度低、双基阵对于特殊范围落点定位误差大的问题。仿真试验结果表明,采用混合阵列对弹丸落点定位的精度误差在1%以内,满足靶场对弹丸落点的全域定位精度要求。     

差分GPS外弹道测量系统的设计与实现

通过对目前靶场测量手段存在的不足进行分析，提出用GPS伪距差分和载波相位差分技术与测控设备进行一体化设计，实现靶场外弹道高精度的测量方案。给出了系统实施的原理图和软件流程图，通过对该方案的数据处理结果的分析，与靶场现有的测量方法定位结果相比较表明，所提出的方法不仅能够提高精度，而且可以极大地改善靶场的测量环境。     

洛马公司联合空地导弹击中6km外目标

2010年11月17日,在洛马公司自筹资金进行的联合空地导弹(JAGM)试射中,导弹击中了6 km外的主战坦克。此次试验在美国新墨西哥州白沙靶场进行,采用生产型导弹,用于验证致冷三模导引头的红外成像传感器,并可拓展射程,兼备发射前     

基于地磁原理的计转数传感器技术研究

本文在地磁场基本理论的基础上，建立了地磁计转数传感器在均匀地磁场中产生感应电动势的数学模型，从理论上推导了感应电动势的计算方法，并对地磁计转数传感器的应用进行了讨论，分析了其盲区问题。提出了地磁计转数传感器的基本结构，该结构的传感器已经在152mm火炮发射弹药中进行了靶场实验研究，得到了较为理想的试验数据。可以期望将其应用在弹丸中，实现其精确起爆控制。     

差分GPS定位技术在外弹道测量中的应用

对三种差分GPS定位方法进行分析，给出了靶场外弹道测量中比较适用的差分GPS定位方法，实际测量数据计算结果表明：在外弹道测量中使用伪距差分定位方法既实用又有效。     

靶场末区多传感器数据配准研究

从工程应用观点出发研究靶场末区多传感器数据融合系统设计,通过分析各传感器的特点,给出了一种具有全天候和可靠测量的靶场末区融合系统结构;主要研究了融合系统中光电经纬仪时间和空间的数据配准方法,并给出靶场末区多传感器数据融合处理的主要步骤.试验结果证明,该融合系统能够提高落点测量的可靠性和精度.     

基于太阳方位角原理的炮弹飞行姿态遥测

本文根据常规兵器外弹道弹丸飞行姿态测试这一应用需求，采用数字测量技术及弹载预处理技术，对太阳方位角遥测系统进行了研究。文中给出了太阳方位角测量原理及太阳方位角传感器数学模型，提出并实现了数字太阳方位角遥测系统。该系统实际用于1．8万g炮射环境的靶场测试，首次在我国获得了高g弹丸在外飞行弹道上的太阳方位角数据，并由此获得了弹丸的章动、进动和转动等信息，可用于旋转稳定弹的飞行姿态测量。     

光子多普勒测速仪与压杆相结合的冲击波反射压力测试技术

为在强电磁干扰环境下测量爆炸冲击波的壁面反射压力,将光子多普勒测速仪(PDV)与压杆相结合,设计了一套压力测试系统。采用滑动安装结构消除探头在应力波作用下产生的轴向速度,根据杆中弹性波多次反射的压杆自由面速度曲线,提取起跳点,拟合得到了压杆声速。对压力测试系统进行了响应特性、有效测量时间和测量下限分析,并采用该系统测量了球形炸药爆炸的冲击波反射压力。研究结果表明：该系统频响低于杆表面粘贴的应变片电测系统,测量下限优于应变片电测系统;测得的球形炸药爆炸的冲击波最大反射压力为463.5 MPa,上升沿为5 μs;PDV和压杆相结合的冲击波壁面反射压力测试技术可行。     

拖曳线列阵呼吸波测量技术研究

介绍在实验室条件下拖曳线列阵呼吸波的测量技术。充满液体的拖曳线列阵悬置在水池中,在其端部实施纵向激励,则在拖曳线列阵护套内将产生由扩展波和呼吸波组成的纵波场。给出了在拖曳线列阵护套中扩展波和呼吸波的波动方程以及测量扩展波波速和呼吸波波速的实验方法。     

基于爆炸冲击波的战斗部炸点位置预测

为解决侵彻战斗部在建筑物等目标内部爆炸后的爆炸位置难以测定的问题,提出一种基于爆炸冲击波超压测试数据的炸点预测方法.基于爆炸冲击波传播速度与冲击波超压衰减规律,构建冲击波到达时间与传播距离的数学模型,将超定非线性方程组的最小二乘解转换为无约束多元非线性函数的极值求解,应用MATLAB软件的fminsearch函数计算获取炸点坐标,并应用实爆试验数据对比分析计算结果与实测结果.结果表明:该方法具有可行性,用于末端动态速度小于476.42 m/s,战斗部炸点预测的偏差在1.5 m以内.     

炮口激波折射率测量方法研究

针对炮口激波折射率测量技术问题,提出一种激波折射率测量方法。利用激光非接触测量原理,研制了炮口激波折射率测量系统,给出了激波折射率计算公式和折射率测量步骤。以某火炮为验证对象,观察到炮口激波折射现象,实现了炮口激波折射率试验测量。测量结果表明：在所选火炮炮口前方2 m处,激波折射率为1.000 480. 该方法为弹丸膛内运动姿态测量和炮口运动量测量结果误差分析提供了试验依据。     

Analysis on Venting Time of Rarefaction Wave Gun

Based on the operation principle of rarefaction wave gun, the selection and calculation methods for venting opportune moment are invastigated. Considering property of the rarefaction wave, taking the center of muzzle section as initial calculation point, supposing that at the moment projectile arrives to the muzzle, the rarefaction wave arrives to the base of projectile, the rarefaction wave velocity along the barrel can be obtained by fitting calculation of the interior ballistic data of the same closed gun and reverse deduction. And then, the optimal venting time can be found out correctly based on the rarefaction wave velocity.     

尖劈诱导斜爆轰的胞格结构的数值研究

为了揭示斜爆轰的胞格结构,基于带化学反应的Euler方程,利用五阶WENO格式,对尖劈诱导的斜爆轰进行了数值模拟,分析了其非定常的波阵面结构.结果表明,斜爆轰波阵面被分为4个区域,依次是斜激波、类ZND结构、单三波点结构和双三波点结构.根据三波点的轨迹绘制了胞格结构,其中单三波点的轨迹为平行直线,而双三波点的轨迹为倾斜的鱼鳞状结构.如移除来流在斜爆轰波切向的分速度,得到斜爆轰法向的胞格结构,其横波间距小于正爆轰胞格的横波间距,这是由于斜爆轰波中横波是爆轰波,而正爆轰波中横波是激波.     

多频连续波测量雷达脱靶量的研究

描述了一种利用多频连续波测量雷达回波信号进行事后脱靶量测量的方法。对连续波雷达检测到的导弹与靶机的空间数据进行了空间直线拟合，通过空间几何方法可以得到导弹相对靶机运动的脱靶量及脱靶时间，从而为导弹性能验证提供有效的数据。     

连续波多普勒引信的系统仿真

从系统功能的角度分析了连续波多普勒引信的原理和系统组成，并分解为相对独立的子系统。重点从信道的角度考虑建立部件的可以通用的数字模型，形成了无线电引信信息传递、信号处理、启动特性的数字模型，为引信对外部输入信号(干扰、抗干扰)的研究提供了仿真平台。采用MATLAB／Simulink按照从上而下、逐步细化的方法，建立了相应的仿真模型，最后对系统仿真模型进行了测试，并给出了仿真结果。     

沉底装药水下爆炸冲击波传播规律

应用流体动力学分析软件建立沉底装药水下爆炸仿真计算模型,对沉底爆炸过程进行了数值模拟,得到了沉底装药水下爆炸冲击波传播作用规律：沉底装药水下爆炸冲击波传播满足指数衰减规律;水底影响冲击波的传播,对于爆距较小的水底面测点反射波追上入射波形成马赫波,对于水底附近区域测点则产生水底反射冲击波或稀疏波对入射波造成增强或削弱作用。     

基于成像导引/激光测距的起爆控制算法

为解决传统侧向引信对付高速小目标存在炸点滞后问题,以成像导引头加装前视激光测距仪的制导引信一体化(Guidance Integrated Fusing,GIF)系统(简称成像GIF系统)为背景,提出基于成像导引/激光测距的起爆控制算法.该算法利用成像GIF探测系统提供的目标图像、跟踪角度、弹目距离信息,建立的基于图像处理、信息融合、数字滤波条件下的引战配合起爆控制预测算法模型,将传统的引信延迟起爆变为炸点预测起爆.仿真分析表明:该算法可有效地实现全方位、高速度和多目标类型等复杂交会条件下对目标的有效毁伤,适用于对付高速小目标.