一种基于闭环校射系统的局部射表编制方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于闭环校射系统的局部射表编制方法，基于修正质点弹道方程组和高效的R

【技术实现步骤摘要】
一种基于闭环校射系统的局部射表编制方法


[0001]本专利技术属于外弹道学弹道修正理论、炮兵射击学、火炮武器系统应用
，特别是一种基于闭环校射系统的局部射表编制方法。

技术介绍

[0002]凡射表编制，必须进行射表试验，而射表试验的核心是对结果的准确测量。对于一般的火炮武器系统实际作战，很难满足这一条件，局部射表无法实现。但随着闭环校射系统的应用，弹道数据链和信息链被建立起来，则局部射表编制具有了实际可行性。闭环校射系统由弹载系统和地面系统两部分组成。弹载系统含有弹丸转速测量装置和卫星定位测量装置：转速测量装置在火炮弹丸膛内运动时就上电并工作，可测得每发射弹的炮口转速并且随着弹丸的飞行，可测得飞行弹道上的弹丸转速卫星定位测量装置用于实时接收卫星定位信号并将信号传输给地面系统，地面系统实时接收弹丸的卫星定位信号，并将其传输给计算机进行处理，计算机解算该发弹的落点，之后根据落点与目标的偏差确定射击诸元修正量(含射角修正量、方向修正量)并传输给火控系统，从而实现闭环校射。
[0003]值得说明的是，由于存在“局部”这一限制，本专利技术局部射表并不是、也不能取代现有普通射表，而只能作为一种重要的补充，二者共同保障火炮武器系统在全天候、广域作战条件下的射击精度。局部射表只能在一定范围内使用(如围绕目标点正负5～10公里)，超出这一范围，误差会变大(甚至不如普通射表)。
[0004]当前及未来战场环境复杂、随遇多变，原先为地面火炮武器系统配备的普通射表(在标准条件下编制)，在复杂战场条件下(如高原环境、极寒环境)使用时，有可能出现诸元解算不准确甚至偏差很大的情况，不利于火炮武器系统效能的发挥。
[0005]射表在实际应用时，针对当地战场，通过各种方式(如测量、预测等)取得初速、气压、气温、风等参数的实际值，通过与对应标准值比较获得弹道偏差，从而得到此次作战条件下的实际弹道，由实际弹道可解算出火控系统的输入诸元(射角和方向)。由于编制射表时，数学模型中的符合系数为已知值，一般是根据某时某地的射表试验数据确定出来的。符合系数是用最小化理论使预测参数和弹道性能之间平均偏差最小的一组经验参数，用于填补理论计算弹道与实际结果之间差异的参数。为了提高射表精度，通常尽可能地将射表试验条件控制得接近于标准条件。
[0006]然而，随着战场条件日益复杂，现有射表的上述局限性有可能被放大，此时将不可避免地加大武器系统的射击误差。例如，某次实际作战是在高原、大风雪环境下，而射表编制所用符合系数是在平原、平稳气象条件下获得的。两种条件不但差异大，而且现有理论模型也无法准确描述。此时，火炮武器系统按现有射表确定的射击诸元进行射击，其落点可能大大偏离目标，严重影响火炮武器系统的命中率。

技术实现思路

[0007]由于当前及未来战场面临着环境复杂、随遇多变、条件恶劣等极端工况，本专利技术通
过充分挖掘、利用闭环校射系统及火炮武器系统的数据链和信息链，专利技术了局部射表，目的就是为了增强地面火炮武器系统对复杂战场条件的适应能力，确保地面火炮武器系统在各种条件下的射击精度，并为指挥、精准火力运用等提供弹道信息技术保障。
[0008]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0009]一种基于闭环校射系统的局部射表编制方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1、建立射表编制用弹道方程组：建立包含阻力系数符合系数k
cx
、升力系数符合系数k
cy
、马格努斯力系数符合系数k
cz
、符合当量纵风符合当量横风的弹道方程组；
[0011]步骤2、选取高效弹道方程组数值积分方法：采用R
‑
K
‑
F数值积分方法求解弹道方程组，得到弹丸飞行弹道的理论计算值(速度、距离、侧偏、高度等)。
[0012]步骤3、联立确定全部符合系数：对每个符合系数建立对应的符合对象，将符合系数带入代入弹道方程组，符合对象的实测均值与理论计算均值之差要达到要求的最小值，则符合计算结束，否则调整符合系数直至满足精度要求；
[0013]步骤4、确定当量气象条件：利用气象保障系统的实测气压、气温，与符合出的当量纵、横风相结合，构建射表编制用当量气象条件；
[0014]步骤5、估算火炮武器系统的命中概率：发校射弹预测出弹丸的实际落点统计出校射弹在实际条件下的射程概率误差和侧偏概率误差，调取原武器系统射表在相同射距离条件下的射程概率误差和侧偏概率误差，求出对应符合系数，得到实际条件下其他射距离上射程和侧偏概率误差；结合实际条件下正式弹的诸元误差，进一步估算局部火炮武器系统命中概率；
[0015]步骤6、建立适配的射表内容与格式：采用前述弹道方程组、数值积分方法、符合系数、当量气象计算出射表。
[0016]本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：
[0017](1)表载信息与当地环境匹配，可使火炮武器系统快速实施效力射，特别是在复杂、恶劣等战场环境下，可有效确保火炮武器系统的射击精度。
[0018](2)篇幅有限，便于现场纸质输出、携带或装入小型便携式电子设备，有利于野战条件下的使用。
[0019](3)为精准火力运用、作战决策等提供全面、可靠的实时数据；同时，也可作为数据积累，后续以数据驱动的方式修正武器系统的原射表。
[0020](4)实现本专利技术的技术方案广泛应用了成熟的弹道理论与技术方法，可快速、准确、方便地实现现场编制。
附图说明
[0021]图1为局部射表的编制流程图。
[0022]图2为与火控弹道模型的接口关系框图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的介绍。
[0024]除了地面火炮武器系统所配备的气象保障系统、导航定位系统及其他测量系统(如初速雷达、药温传感器等)之外，本专利技术还要基于前面已经介绍的闭环校射系统提供的
相关功能。
[0025]图1所示气象保障系统可提供实测气象(气温、气压、风等随高度的变化)，导航定位系统可提供炮位和目标的坐标位置(如经、纬度和高程)、射击方向α
N
等，其他测量保障如初速雷达可实测弹丸初速v0、药温传感器可实测发射药温度等。闭环校射系统包括弹载系统和地面系统，弹载系统的卫星定位测量装置实时测得弹丸的飞行弹道数据(位置(x,y,z)和速度v)，并由弹载数传电台和发送天线实时传送给地面系统，地面系统的进行弹道滤波和弹道预报，可解算出该发弹丸的落点信息(射程x
C
、侧偏z
C
以及全弹道飞行时间t
C
)。
[0026]上述闭环校射系统、气象保障系统、导航定位系统等提供的测量(或预测)数据，用于确定射表编制用数学模型。该数学模型的确定包括：a)带射程符合、侧偏符合、飞行时间符合、当量纵风符合、当量横风符合的修正质点弹道方程；b)高效的微分方程数值积分方法，提高现场计算的效率；c)符合系数的联立迭代求解过程。由此可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于闭环校射系统的局部射表编制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立射表编制用弹道方程组：建立包含阻力系数符合系数k
cx
、升力系数符合系数k
cy
、马格努斯力系数符合系数k
cz
、符合当量纵风符合当量横风的弹道方程组；步骤2、选取高效弹道方程组数值积分方法：采用R
‑
K
‑
F数值积分方法求解弹道方程组，得到弹丸飞行弹道的理论计算值(速度、距离、侧偏、高度等)。步骤3、联立确定全部符合系数：对每个符合系数建立对应的符合对象，将符合系数带入代入弹道方程组，符合对象的实测均值与理论计算均值之差要达到要求的最小值，则符合计算结束，否则调整符合系数直至满足精度要求；步骤4、确定当量气象条件：利用气象保障系统的实测气压、气温，与符合出的当量纵、横风相结合，构建射表编制用当量气象条件；步骤5、估算火炮武器系统的命中概率：发校射弹预测出弹丸的实际落点统计出校射弹在实际条件下的射程概率误差和侧偏概率误差，调取原武器系统射表在相同射距离条件下的射程概率误差和侧偏概率误差，求出对应符合系数，得到实际条件下其他射距离上射程和侧偏概率误差；结合实际条件下正式弹的诸元误差，进一步估算局部火炮武器系统命中概率；步骤6、建立适配的射表内容与格式：采用前述弹道方程组、数值积分方法、符合系数、当量气象计算出射表。2.根据权利1所述的基于闭环校射系统的局部射表编制方法，其特征在于，弹道方程组如下：其中，其中，
式中：为外力在速度坐标系中的三分量；M
ξ
为绕弹轴方向的力矩；v,θ
a
,ψ2分别为弹丸速度、弹道倾角和弹道偏角；m,C,l,d,S分别为弹丸质量、极转动惯量、弹长、弹径、弹丸特征面积；t为时间；ρ为大气密度；g为重力加速度；v
y
为铅直方向的速度分量；δ
2p
,δ
1p
分别为弹丸动力平衡角的侧向和纵向分量；c
x0
,c
′
y
,c
′
z
,m
′
xz
,m
′
z
,m
″
y
分别为弹丸的零升阻力系数、升力系数导数、马格努斯力系数导数、极阻尼力矩系数导数、静力矩系数导数、马格努斯力矩系数导数；Ω
E
,Λ，α
N
分别为地球自转角速度、当地纬度、射向；v
r
为弹丸相对速度，v
rξ
为弹丸相对速度在沿弹轴的分量；分别为风速矢量在速度坐标系中的三分量；δ
r
为弹丸相对速度矢量与弹轴形成的攻角，即相对攻角；δ
p
为总的动力平衡角。3.根据权利1所述的基于闭环校射系统的局部射表编制方法，其特征在于，阻力系数符合系数k
cx
、升力系数符合系数k
cy
、马格努斯力系数符合系数k
cz
、符合当量纵风符合当量横风建立对应的符合对象分别为最大弹道高处的实测速度v
K
、最大弹道高处的实测侧偏z
K
、预测的全弹道飞行时间t
...

【专利技术属性】
技术研发人员：常思江，徐亚栋，陈琦，李岩，陈龙淼，陈红彬，王满意，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：