彈丸炮口初始速度和姿態(tài)測(cè)量方法分析與比較

秦 麗，范建英，李 杰，劉 俊

(1.中北大學(xué) 電子測(cè)試技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030051；2.中北大學(xué) 儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測(cè)試教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030051)

隨著現(xiàn)代精確武器的日益發(fā)展，常規(guī)彈藥制導(dǎo)化改造是準(zhǔn)確武器打擊的主要發(fā)展方向[1]。炮口初始參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量直接關(guān)系到外彈道解算精度，影響彈丸的命中率。炮口初始參數(shù)是指彈丸發(fā)射出炮口時(shí)擺脫燃?xì)鈱?duì)其的作用且仍保持慣性作用時(shí)所測(cè)量的參數(shù)。其中，炮口初始速度和初始姿態(tài)是常規(guī)彈藥炮口初始數(shù)據(jù)的主要參數(shù)，由于彈丸飛行出炮口時(shí)的高旋轉(zhuǎn)、高過(guò)載運(yùn)動(dòng)且伴有高溫高壓的火藥燃?xì)狻熿F等惡劣環(huán)境的影響，使得測(cè)量炮口初始速度、初始姿態(tài)角比較困難。

國(guó)內(nèi)外研究者已提出采用外測(cè)法和內(nèi)測(cè)法獲取炮口初始速度和初始姿態(tài)信息。外測(cè)法需要借助發(fā)射平臺(tái)或彈體外部?jī)x器設(shè)備，如激光測(cè)速、毫米波測(cè)速雷達(dá)測(cè)速、太陽(yáng)方位角原理測(cè)姿態(tài)、高速攝像機(jī)測(cè)姿態(tài)等[2-6]；內(nèi)測(cè)法是直接將測(cè)量單元或系統(tǒng)安裝于彈體內(nèi)部來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量彈丸信息并且進(jìn)行彈道解算，如光學(xué)原理測(cè)速度與姿態(tài)、磁感應(yīng)原理測(cè)速度與姿態(tài)等方法。在詳細(xì)介紹幾種典型彈丸炮口初始速度和姿態(tài)測(cè)量方法的基礎(chǔ)上，分析比較了各種測(cè)量方法的特點(diǎn)，根據(jù)當(dāng)前的研究現(xiàn)狀和實(shí)際應(yīng)用需要，提出了該領(lǐng)域的發(fā)展方向，為進(jìn)一步工程運(yùn)用奠定了基礎(chǔ)。

1 炮口初始速度和初始姿態(tài)測(cè)量原理

1.1 外測(cè)法測(cè)量

早期研究者利用外測(cè)法測(cè)量彈丸炮口初始參數(shù)是將測(cè)量裝置安裝于炮口上或炮管外，事后借助發(fā)射平臺(tái)進(jìn)行彈道解算，其依賴(lài)于一定的外界環(huán)境來(lái)測(cè)量相關(guān)信息。……