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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及火控系统,具体涉及一种基于不稳定平台的火炮弹丸炮口初速修正方法。
技术介绍
1、现代战争中,采用火炮对目标进行打击是一种重要作战手段。为了实现快速、准确地对目标进行打击,现代火炮武器系统一般配置火控系统,通过跟踪传感器测量出目标位置数据后,火控设备进行目标航迹处理,并求取射击诸元,带动火炮对目标进行瞄准。
2、火炮武器系统为保证打击精度,通常需要对弹丸炮口初速进行修正,因此,准确的获取弹丸初速至关重要。目前,计算火炮射击诸元的方法主要有基于弹道微分方程组和基于射表两类方法,这两类计算方法都考虑到了弹丸炮口初速。基于弹道微分方程组的计算方法是把弹丸炮口初速作为方程组的初值处理的,只要得到准确的弹丸初速,就可以进行精确的修正。基于射表的计算方法则是把弹丸炮口初速作为弹道气象修正量进行处理,其中相对火炮炮口的弹丸初始作为弹道修正量,根据该速度相对表定速度的改变量进行修正,火炮载体平台的运动则是作为航行风折算到气象修正量中进行修正,火炮随动的运动以及载体平台纵摇、横摇引起炮口弹丸初速变化没有得到修正。
技术实现思路
1、本专利技术公开的一种基于不稳定平台的火炮弹丸炮口初速修正方法,目的是为了提高通过得到准确的火炮弹丸炮口初速,以提高火控系统诸元解算的精确性,从而提升火炮对目标的毁伤效能。
2、为达到上述专利技术目的,本专利技术采用如下技术方案:一种基于不稳定平台的火炮弹丸炮口初速修正方法,所述火炮弹丸炮口初速包括弹丸脱离炮口时弹丸相对炮口的速度、火炮随
3、所述弹丸脱离炮口时弹丸相对炮口的速度,通过安装在炮口处的测速雷达测量;
4、火炮随动运动引起的炮口速度包括弹丸出炮口时刻火炮随动运动的方位、俯仰角速度;根据炮口至火炮方位、火炮俯仰回转中心1的距离,将弹丸出炮口时刻火炮随动运动的方位、俯仰角速度折算为炮口的线速度,对火炮随动运动引起的炮口速度进行修正;
5、所述载体平台运动的速度,通过载体平台上安装的惯性导航系统测量;载体平台运动的速度所引起的炮口弹丸速度修正,将载体平台航速叠加到火炮弹丸炮口初速中;
6、载体平台纵摇角速度,通过安装在火炮位置的捷联装置测量;载体平台纵摇角速度所引起的炮口速度修正,根据炮口至载体平台摇摆中心1的距离,将载体平台纵摇角速度折算为炮口的线速度;
7、载体平台横摇角速度,通过安装在火炮位置的捷联装置测量;载体平台横摇角速度所引起的炮口速度修正,根据炮口至载体平台摇摆中心1的距离,将载体平台横摇角速度折算为炮口的线速度;
8、具体包括如下步骤:
9、s1:通过测量得到弹丸脱离炮口时弹丸相对炮口的速度vc;
10、s2:计算载体平台不稳定参考系下火炮随动运动引起的炮口速度vs,分别得到vs在x,y,z轴的速度分量;
11、s3:测量得到在地理参考系下载体平台运动的速度vh;
12、s4:计算载体平台横摇角速度引起的炮口速度vθ,分别得到炮口速度vθ在载体平台不稳定参考系下x,y,z轴的速度分量;
13、s5:计算载体平台纵摇角速度引起的炮口速度vψ,分别得到炮口速度vψ在x,y,z轴下的速度分量;
14、s6:将弹丸脱离炮口时弹丸相对炮口的速度vc、火炮随动运动引起的炮口速度vs、载体平台横摇引起的炮口速度vθ和载体平台纵摇引起的炮口速度vψ由载体平台不稳定参考系经过转动得到平台地理参考系下的各速度;θ为横摇角,ψ为纵摇角,cω为航向角,定义载体平台上一点在载体平台不稳定参考系o-xbybzb中的位置矢量为rb,在坐标轴o-xbybzb上的投影记为
15、所述位置矢量rb的变换过程如下:
16、s61:将载体平台不稳定参考系o-xbybzb绕yb轴转-θ后,形成地理参考系o-x1y1z1,根据投影关系,将载体平台不稳定参考系o-xbybzb和地理参考系o-x1y1z1之间的坐标变换写成矩阵形式为:
17、
18、s62:将地理参考系o-x1y1z1绕x1轴转-ψ后,形成参考系o-x2y2z2,根据投影关系,将参考系o-x1y1z1和参考系o-x2y2z2之间的坐标变换写成矩阵形式为:
19、
20、s63:将参考系o-x2y2z2绕zb轴转-cω后,形成参考系o-xnynzn,根据投影关系,将参考系o-x2y2z2和参考系o-xnynzn之间的坐标变换写成矩阵形式为:
21、
22、s63:结合上述三个步骤,将vc、vs、vθ和vψ变换到地理参考系下:
23、
24、s7:将地理参考系下载体平台运动的速度vh叠加到速度v0'中,得到水平地理参考系下的火炮弹丸脱离炮口初速v0:
25、v0=v′0+vh。
26、所述s2中具体采用如下方式:
27、s21:定义vε为炮口在俯仰方向的速度,vβ为炮口在火炮方位方向的速度;设火炮的俯仰角速率为ωε、火炮方位角速率为ωβ,ε为俯仰角,β为方位角,炮口p至火炮旋转中心o的距离|op|为l1,vε、vβ的幅值分别为:
28、vε=ωεl1
29、vβ=ωβl1cosε
30、s22:计算vε在x,y,z方向上的速度分量,分别为:
31、
32、s23:计算vβ在x,y方向上的速度分量,分别为:
33、
34、s24:叠加炮口在俯仰方向和火炮方位方向的速度分量,得到vs在载体平台不稳定参考系x,y,z轴下的速度分量,分别为:
35、
36、所述s4中具体采用如下方式:
37、s41:定义vθ为在载体平台不稳定参考系下载体平台横摇引起的炮口速度矢量;设载体平台的横摇角速率为ωθ,θ为载体平台横摇角,火炮旋转中心o至载体平台横摇时火炮的横摇中心线o'y'的距离|oo'|为l3,炮口p至横摇中心线o'y'的距离|pa|为l2,vθ的幅值为:
38、
39、s42:计算vθ在x,z方向上的速度分量,分别为:
40、
41、vθ在y方向的速度分量为0,定义|pc|为l4,其中γ在不同方向上定义如下:
42、
43、所述s5中具体采用如下方式:
44、s51:定义vψ为在载体平台纵摇引起的炮口速度矢量;设载体平台的纵摇角速率为ωψ,ψ为载体平台纵摇角;火炮旋转中心o至载体平台横摇时火炮的纵摇中心线o”x”的所在的x”z”平面的距离|oo”|为l6,炮口p至纵摇中心线o”x”的距离|pd|为l5,vψ的幅值为:
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1.一种基于不稳定平台的火炮弹丸炮口初速修正方法,其特征在于,所述火炮弹丸炮口初速包括弹丸脱离炮口时弹丸相对炮口的速度、火炮随动运动引起的炮口速度、载体平台运动的速度、载体平台纵摇角速度引起的炮口速度和载体平台横摇角速度引起的炮口速度;所述载体平台运动的速度基于地理参考系,其他四个速度基于载体平台不稳定参考系,进行火控解算时,将所述其他四个速度变换到地理参考系中;
2.根据权利要求1所述的基于不稳定平台的火炮弹丸炮口初速修正方法,其特征在于,所述S2中具体采用如下方式:
3.根据权利要求1或2所述的基于不稳定平台的火炮弹丸炮口初速修正方法,其特征在于,所述S4中具体采用如下方式:
4.根据权利要求3所述的基于不稳定平台的火炮弹丸炮口初速修正方法,其特征在于,所述S5中具体采用如下方式:
【技术特征摘要】
1.一种基于不稳定平台的火炮弹丸炮口初速修正方法,其特征在于,所述火炮弹丸炮口初速包括弹丸脱离炮口时弹丸相对炮口的速度、火炮随动运动引起的炮口速度、载体平台运动的速度、载体平台纵摇角速度引起的炮口速度和载体平台横摇角速度引起的炮口速度;所述载体平台运动的速度基于地理参考系,其他四个速度基于载体平台不稳定参考系,进行火控解算时,将所述其他四个速度变换到地理参考系中;...
【专利技术属性】
技术研发人员:邹和平,陈少辉,王大鹏,韩思潮,刘伟平,单新超,王昕煜,
申请(专利权)人:一重集团黑龙江专项装备科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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