天幕靶光源的设计

天幕靶在室内使用时必须配备非常稳定的人工光源,为解决天幕靶在室内使用时的采光问题,该文根据天幕靶的视场特点和对光源稳定性的要求,提出用超高亮度的发光二极管做发光基体,并利用机械结构将其拼成扇形以适应天幕靶的视场要求.该光源结构简单,使用方便,采用恒流供电,经过试制样机试验,它发出的光强度既高又非常稳定.该光源不仅满足了天幕靶室内测速的要求,而且有利于提高天幕靶的灵敏度.

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。

天幕靶灵敏度标定方法研究

天幕靶探测灵敏度是天幕靶重要的性能指标,目前使用的天幕靶灵敏度标定方法和表征参数不能准确的表征天幕靶的灵敏度.分析了天幕靶的工作原理和灵敏度机理,给出了光学镜头参数、被测弹丸长度与灵敏度之间的关系公式,提出了一种用小口径弹丸标定灵敏度的方法,推导了倍弹径数标定修正公式.通过气枪弹试验验证,研究的标定方法可行,给出的倍弹径数对实际使用具有明确的指导意义.

天幕靶技术研究进展

天幕靶是常规靶场常用的测量仪器,因其操作简便、成本低、测试精度高、稳定可靠性好等优点,在测量飞行物体速度、立靶密集度等方面得到广泛应用.文中分析了天幕靶工作机理,总结了近年来科研工作者在解决天幕靶视场小、灵敏度低、时间信息提取误差大等关键问题时所采用的技术和天幕靶技术的应用,展望了今后的发展趋势.

基于天幕靶的弹丸过靶信息探测提取方法的研究

天幕靶是一种探测弹丸通过空间预定平面时刻的触发传感器,天幕具有一定厚度,并不是一个没有厚度的理想平面,弹丸也并不是一个规则的理想圆柱,所以弹丸穿过天幕不是一个时间点而是一个时刻段。研究弹丸穿过天幕的时间段内哪个时刻点更精确的代表弹丸穿过天幕的时刻点,从而触发计时仪,才能更精确的实现弹丸测速。通过论述弹尖、弹底和幕中触发方式的弹丸过靶信息提取方式,以天幕厚度与测试精度之间的关系为出发点,构建了弹丸穿过光幕的几何计算模型,分析了弹长与幕厚的不同关系下的弹丸过靶信息提取的方法。

基于天幕立靶的两种弹着点坐标测量算法

针对天幕立靶弹着点坐标的测量问题,提出一种基于解析几何法的弹着点坐标测量算法。以天幕立靶为基础,建立弹着点坐标系,分别利用几何三角法和解析几何法推导简单双"N"形天幕立靶弹着点坐标测量公式,并给出了计算实例。分析结果证明:2种方法中,几何三角法适用于比较简单规则的双"N"形光幕,而解析几何法容易编制程序,适应于各种幕形。

天幕靶人工光源的设计

针对天幕靶在使用时必须有非常稳定的光源,为了实现天幕靶能够全天候测量以及在室内测量,设计采用LED作为天幕靶的人工光源;分析了LED的特性,提出用超高亮度平头发光二极管作为人工光源,通过器材设计半径为5m的扇形形状LED光源。采用恒压供电,经过试验,该光源满足天幕靶在阴天或室内光线比较暗时测速的要求,而且对天幕靶的灵敏度有大幅度的提高。

天幕靶灵敏度的标定方法与试验

天幕靶探测灵敏度是天幕靶重要的性能指标。分析了天幕靶的工作原理和灵敏度机理,给出了光学镜头参数、被测弹丸长度与灵敏度之间的关系公式,提出了一种用小口径弹丸标定灵敏度的方法,推导了倍弹径数标定修正公式。通过气枪弹试验验证,文中研究的标定方法可行,给出的倍弹径数对实际使用具有明确的指导意义。

广角天幕靶靶距测量方法改进

为了提高现有广角天幕靶的靶距测量精度,提出了一种采用激光瞄准对两台广角天幕靶进行布放和调整的方案.将激光器安装于每台广角天幕靶的箱体上,使得激光器发出的激光束与天幕靶光幕面垂直,现场布靶时用两台天幕靶的激光器相互瞄准,便可以使两台广角天幕靶光幕面达到较高平行度,同时保证两靶高度一致,从而提高广角天幕靶的靶距测量精度,使靶距测量误差由原来3‰减小到0.04‰.

天幕靶测速系统标定技术的研究

针对检定天幕靶测速系统的整体性能用实弹测量,操作繁琐、精度不确定的现状,提出了一种基于动态模拟弹丸飞行装置的标定方法。用单片机精确控制光源亮暗,来模拟实弹飞行进入天幕靶视场的遮光作用和飞行姿态,与真实弹丸进入天幕靶视场的时间严格一致,特性相近,实现模拟弹丸速度精确可控。应用该模拟装置对天幕靶测速系统进行标定实验,结果表明,该装置制作简单,操作方法简便,标定出天幕靶测速系统的测量精度为0.129%.此标定技术可作为定量检验天幕靶测速系统的一种常规方法,具有很高的实用价值。

测速天幕靶幕面空间位置检测方法

针对现有的天幕靶幕面空间位置参数检定方法需要拆卸的不足,提出一种不拆卸天幕靶对其探测幕面位置检测的方法。以经纬仪建立基准面,采用放置在基准面内特制的频闪小光源和设定天幕靶输出阈值的方式,根据小光源作用在天幕靶上有信号输出时平移台相对基准面的移动距离,实现天幕靶幕面空间位置参数的检测。将天幕面相对基准位置倾斜2′、-2′、-5′时,所测幕面倾斜角度与实际幕面倾斜角度间误差均小于1′,试验结果表明天幕靶幕面位置检定方法精度优于±1′,与理论分析相一致。该方法不需要拆卸天幕靶,节省了时间,能用于使用中天幕靶的检定。

天幕靶灵敏度自适应控制技术研究

为了解决天幕靶的探测灵敏度受外界环境光变化影响引起探测性能不稳定的问题,提出了一种基于天空亮度自适应调节的天幕靶灵敏度稳定的方法;对天幕靶的探测灵敏度模型进行了分析,确定了天空背景亮度、噪声和弹丸口径和速度等为主要影响因素;通过控制光通量、改变偏置电阻以及调整电路增益等手段,有效地实现了灵敏度自适应稳定的要求;经实弹试验验证,天幕靶输出信号的幅值波动范围减小为原来的35%,实现了天幕靶适应性强且灵敏度稳定的要求。

外弹道参数天幕立靶测量误差分析

为了分析外弹道参数天幕立靶的测量误差,评价测量参数的精确性,结合天幕立靶的测试原理和天幕结构,研究了误差产生的因素和误差传递关系,根据试验中测得的弹道参数对天幕立靶的测量误差进行了分析,从理论上计算了五个测量参数的误差范围。通过实弹试验,对天幕立靶测得的弹丸倾角、偏角以及着靶坐标与纸靶测得的参数进行了对比,对测得的速度参数进行了对比,数据基本吻合,天幕立靶测得的数据误差均在所分析的误差范围内。试验证明,天幕立靶是一种精度高,稳定可靠的测试仪器。

天幕立靶探测光幕响应时间一致性测量方法研究

为验证弹丸穿过天幕立靶时6个光幕响应时间是否一致,以提高测试设备测速精度,提出了一种用于检测天幕立靶光幕响应时间一致性的测量方法,设计了一种基于该测量方法的模拟弹丸过幕信号源测试装置。该装置调用存储在ROM中的弹丸轮廓数据,经DA转换控制两路光源间隔亮暗变化一次,用于模拟弹丸依次穿过探测光幕所遮挡的光能量变化。利用信号采集与处理仪同步采集两路输出信号时间间隔,与装置设定时间间隔的差值比较完成测试。测试结果表明:输出两路信号的时间间隔与设定时间间隔间的差值均小于1μs,满足6个光幕响应时间一致性技术指标要求,该测试装置及测量方法可用于天幕立靶光幕响应时间一致性测量。

高射速火炮连发初速测试技术

针对火炮连发初速测试的现状和需求,提出一种高射速连发初速测试方法及系统。利用数据采集仪代替计时仪,直接对天幕靶输出的弹形模拟信号进行采集,再经过广义相关算法,测试出每发弹丸经过两靶的飞行时间,根据两靶的距离以及飞行时间,从而计算出每发射丸的飞行速度,实现了在高射速、长连射发数、多目标等环境下的火炮连发初速测试。经在高射速小口径火炮上进行多次验证表明,该方法能满足高射速连发初速的测试需求,实现初速、立靶密集度与测试项目相结合,减少试验用弹量,提高工作效率。

装于活动靶车的立靶测试系统光幕结构与误差分析

针对车载环境,提出了一种将六幕天幕立靶测试系统装于运动轨道车上的车载立靶光幕结构。文中分析了在活动靶车上有限的空间内测试系统的光幕结构,对测试系统的射击精度,其中包括:方位角、俯仰角误差以及位置误差,进行了误差分析并在M atlab上进行了仿真,分别比较了各个参数对于测量结果的影响。结果表明提出的光幕结构是适合于活动靶车的最佳光幕结构。

基于双经纬仪和弹孔屏的天幕立靶密集度现场校准方法

射击密集度是评定速射武器射击效果的重要参数,而天幕立靶测试系统广泛用于速射武器的密集度测量。但是由于天幕立靶受到运输、反复安装和搬移、外场环境温度变化、长时间使用等因素影响,导致密集度测量误差变大。针对天幕立靶密集度现场校准问题,提出了一种基于双经纬仪和高精度弹孔屏配合的校准方法。该方法利用双经纬仪交会测量弹孔屏上的弹孔坐标,根据所测量的弹孔坐标利用密集度公式计算密集度参数,并与天幕立靶所测得的密集度参数进行对比,完成现场校准。开展实弹射击,并对基于双经纬仪配合弹孔屏方法测量所得的密集度进行不确定度评估,结果表明:该方法测量所得的密集度不确定度为1.6 mm,可用于天幕立靶密集度的现场校准。

基于嵌入式的天幕靶触发自适应控制技术研究

针对天幕靶室外使用时受天空自然光亮度变化和系统噪声的影响,设计了一种基于嵌入式的天幕靶自适应控制系统。根据天幕靶光学系统原理和信号处理电路设计,建立系统信号幅值和噪声的数学模型,通过嵌入式控制,实现程控运算放大器和程控低通滤波器,使天空自然光亮度和电压增益呈线性关系,系统噪声处于滞回比较器回差电压范围内,有效实现了天幕靶的触发自适应控制。经试验测试验证,天幕靶系统信号幅值输出稳定,噪声水平得到有效控制,解决了天空自然光亮度和系统噪声对天幕靶触发稳定性的影响。

双经纬仪标定幕面方程的优化

为了提高双经纬仪标定天幕立靶光幕中心面的精度,文中利用双经纬仪进行了幕面方程的优化标定.建立了以测量空间中测点误差最大值函数为目标函数的测量模型;采用基准尺反解基线,建立了以基线误差函数为目标函数的基线优化模型.仿真结果表明:当双经纬仪基线长为4.4m时,基准尺垂直放置中心于xoy平面坐标点(1 000mm,1 000mm)时,基线误差为0.055mm.经试验验证,得到弹丸与散布中心横向偏离程度的标准差为1.7mm,纵向标准差为1.9mm.

天幕立靶测量模型精确标定方法研究

针对天幕立靶测量密集度参数的测量模型精确标定问题,本文提出了一种室内主动搜索扫描式精确标定天幕立靶光幕平面方程的方法.根据天幕立靶测量原理,采用激光点光源主动搜索光幕方式,确定光幕中心面,配合光栅尺平移台、示波器、专用门型架及双经纬仪等设备,完成了天幕立靶光幕平面方程的精确标定.搭建了2.6 m×1.6 m×2.6 m的室内标定实验装置,获得了天幕立靶测试系统各个光幕的平面方程,并对标定的天幕立靶进行了实弹射击比对试验,结果表明,在有效靶面3 m×3 m范围内,天幕立靶着靶坐标测量精度优于6.9 mm.