火炮复瞄精度测试中经纬仪的最佳布站研究.docx
- 文档编号:11748733
- 上传时间:2023-06-02
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:19.67KB
火炮复瞄精度测试中经纬仪的最佳布站研究.docx
《火炮复瞄精度测试中经纬仪的最佳布站研究.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《火炮复瞄精度测试中经纬仪的最佳布站研究.docx(10页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
火炮复瞄精度测试中经纬仪的最佳布站研究
火炮复瞄精度测试中经纬仪的最佳布站研究
火炮复瞄精度测试中经纬仪的最佳布站研
究
第28卷第5期
2007年5月
兵工
ACTAARMAMENTARII
Vo1.28NO.5
Mav2007
火炮复瞄精度测试中经纬仪的最佳布站研究
董起J顷,姜涛,苏成志
(长春理工大学机电工程学院,吉林长春130022)
摘要:
影响火炮射击精度的主要因素之一是火炮发射后的变位量,为了提高火炮射击精度,必
须对火炮变位量进行有效的高精度检测,即火炮复瞄精度检测.文中提出了一种采用经纬仪最佳
布站对火炮复瞄精度进行非接触测量的新方法.试验结果表明,该检测方法操作组装简单方便,机
动性好,适合野外或室内各种复杂工作环境.
关键词:
仪器仪表技术;测试技术;火炮变位量;复瞄精度;最佳布站中图分类号:
TH761.1文献标志码:
A文章编号:
1000—1093(2007)05—0513—03TheodoliteOptimalDispositioninArtilleryDuplicate-aimPrecisionDetection
DONGQi—shun,JIANGTao,SUCheng—zhi
(CollegeofMechanicalElectronicEngineering,ChangchunUniversityofScienceandTech
nology
Changchun130022,Jinlin,China)Abstract:
Theambulatoryamountofartillerytubeisoneoftheprimaryfactorsaffectingthesh
ooting
precisionofartillery.Anewmethodofoptimaldispositiontheoryoftheodolitewaspresentedt
odetect
theduplicate—aimprecisionofartillery.Theexperimentalresultsshowthattheoperationandtheas—semblyofthemethodaresimple,convenient,flexibleandsuitbleforindoorandoutdoorenvir
on—
ments.
Keywords:
technologyofinstrumentandmeter;measuringtechnology;ambulatequantityof
ar—
tillery;duplicate—aimprecision;optimaldisposition火炮变位量_l-2],直接影响着火炮射击精度,
特别是在远程火炮射击中,它的大小是衡量火炮性
能的重要技术指标,因此火炮复瞄精度J的检测和
评估十分重要.为提高复瞄的检测精度,对目前测
量中普遍使用的经纬仪测量法进行了研究,提出采
用经纬仪最佳布站方法对火炮进行复瞄精度检测.
1复瞄精度测量原理
测量系统_4J由两台经纬仪和标记点组成,测量
时标记点固定在被测对象上,经纬仪调成水平,经互
相对瞄建立的经纬仪测量坐标系如图1所示,设A
和B为两台电子经纬仪的布站点,P为任意被测
点.以经纬仪A的三轴中心为坐标原点,A和Ba
的连线为x轴,过A点的铅垂方向为z轴,y方向
可由右手法则确定,这是以大地为基准的经纬仪测
量坐标系,BP"为B,P在测量坐标系中的投影
收稿日期:
2004—12—20
点,Ba点的坐标为(s,o,o),P点的坐标为(Xe,
Yp,zp),A点的坐标为(0,0,0).设经纬仪A和B
测得P点的方位角和俯仰角分别为(nPA,)和
(n阳,),则P点坐标为
厂一!
竺
^P一'tana
pB——tanapA
yP=——
S
—
t
_=
anav
—
B…
Ld11
t肌,
(1)ana』p—up^'llIpB——tanapA…,z.
=
StanavB
seCapAtanPLd11厶一p,
'tan一tanP1…
根据
(1)式可求出空间任意点坐标.由于火炮的发射振动会引起经纬仪测量坐标系走动而造成的测量误差.还有可能造成经纬仪的损坏,因此,在检测的过程中采用地标法,在地面上作两个标记点G,和G,(图1,图2中Gl对应A点,G2对应B&点),因此,每次火炮发射前取走经纬仪,发射后把经纬仪
514兵工第28卷
放到地标G,和G2处再重新进行静态测量,同时在火炮炮管上作两个标记点作为测量的合作目标,如
图2所示,设火炮初始位置记为D,E.,火炮发射后位置记为C,E2,由
(1)式求得火炮初始位置坐标为D(XD,yD,ZD),E1(.,.,.)火炮发射后位
置坐标位C(xc,yc,zc),E2(,,zE),则
图1经纬仪测量坐标系原理图
Fig.1Measuringprincipleoftheodolitecoordinates
图2地标法复瞄精度测量原理图
Fig.2Themeasuringprinciplefigureofground—label
duplicate-aimprecision火炮初始位置方位角和俯仰角为
a雎=arctan
(.
v
.
D-
..
/;
.
ZD一
(XD—XE.
)+(yD—.
)+(ZD—ZE.)
同理火炮发射后,火炮方位角和俯仰角为a口=arctan(vc
c
一
-
~
/;
PcE2
Zc—ZE
(Xc—XE,)+(Yc—,
)+(Zc一,
)
则火炮发射前后方位角变位量为
口一口DE
1
一口CE
2
(2)
俯仰角变位量为
一
?
(7)
2复瞄精度最佳布站点的原理
把
(1)式代入(6)式和(7)式,再对方位角和俯仰角分别求偏导,可得到火炮发射前后的变位量误差函数[5]
f(,饵,Pin;s,日).(8)
式中:
为方位角或俯仰角的变位误差;a为A经纬仪测得的方位角;a出为B经纬仪测得的方位角;以为A经纬仪测得的俯仰角;i为测量点的个数,i=1,4;为基线长S误差;为经纬仪测量的角度误差.
由(8)式可知,火炮发射前后的变位量是经纬仪的测量角的函数,不同的测量角有不同的测量精度.因此,本文提出经纬仪最佳布站方法以提高测量精
度.最佳布站点是指在用经纬仪进行交会测量时,在被测量状态不变时,相对于被测目标参考系使被测量精度最高的两台经纬仪的在水平面内的位置.从最佳布站点的意义可知,求最佳布站点要从被测量的误差函数式开始推导,从(8)式可知,由于经纬仪基线误差和角度误差是定值.因此,当被测量误差最小时,也就求得一组最佳测量角(aiA,a,),由
(1)式反求角度对坐标的函数为
YPi
口tan一'
APi
a/B…an,(9).n——j了,J
=atan.
因此,把(9)式代入(8)式,又由于经纬仪只能在]水平内调整位置,高度不进行调整,垂直坐标为定l'值,所以被测量误差可写成坐标的函数:
=,(X,y).(10)
.j(10)式就是计算被测量最佳布站点的位置坐标形式,当S一定时,(10)式取得最小值时的一组坐(4)标值(Xi,Yi)与一组最佳测量角(a,a出,P,A)对应,从而求得了最佳布站点.
由
(2)式和(3)式可知火炮复瞄精度方位角误差]'为!
:
三
?
?
j(,)+(鑫+壶.
(11)
(6)俯仰角误差为
第5期火炮复瞄精度测试中经纬仪的最佳布站研究(.+~2ZE
1
)/d,
(XD一.)+(YD).
(12)
根据(10)式可把火炮复瞄精度误差公式由测量角的函数变换成位置坐标形式:
=f(Xc,yc,XD,yD,XE,YE.,XE,,YE,).
(13)
根据(13)式采用软件编程的方法在某区域内搜索,可求得相对于某一S的该区域内的最佳布站点,也就是(13)式取得极小值时对应的自变量取值.从上述分析可知,这种最佳布站点具有相对性和区域性,相对性是指相对于一定S,不同的S有不同的最佳布站点,当S一定时可能取到的最佳测量角也就一定了,这种性质实质上是最佳测量角之间互相关联性的体现;区域性是指由于测试实际情况影响,不能得到全空间的最佳布站点,只能得到某区域内最佳布站点,但对提高测量精度很有意义.3复瞄精度系统仿真试验
通过对比试验验证最佳布站原理正确性.经纬仪最佳布站的测量方法如下:
用经纬仪测量一次被测对象,测出被测对象在测量坐标系中的状态,根据此状态采用(13)式算出经缔仪相对于被测对象布站位置,表1是根据经纬仪最佳布站原理某次测量获得的仿真数据,分别把点D和E的方位角和俯仰角初值代入
(1)式,将求得的坐标值代入(6)式和(7)式,求得炮身在经纬仪坐标系中方位角和俯仰角初值,同理分别将点D和E方位角和俯仰角复瞄值代入
(1)式,将求得的坐标值代入(6)式和(7)式,求
得炮身在经纬仪坐标系中方位角和俯仰角复瞄值,最后将初值和复瞄值做差即可求得炮身方位和俯仰变位量.
表1采用最佳布站获得测试数据
Tab.1Measuringdatabyoptimaldisposition
炮身位置及变位量
A经纬仪测量值B经纬仪测量值
初值复瞄初值复瞄
左方位角
左俯仰角
右方位角
右俯仰角
27265129634556513.47100'31.20"
86.5929"81.2538"87.224280.3953"
29024…127615139334317918888338326258836《833514
方位变位量7rail
俯仰变位量/rail
0.022
0.012
表2是经纬仪随意布站某次测量获得仿真数据,采用上述方法计:
炮身方位和俯仰变位量.经过多次分别采用最佳布站和随机布站仿真测量得知,采用最佳布站原理对火炮变位量进行测试精度高于一般随机布站测试精度(这里测试精度的高低与测试人员的经验有关系).
表2采用随机布站获得测试数据
Tab.2Measuringdatabyrandomdisposition
A经纬仪测量值B经纬仪测量值
炮身位置及变位量————
初值复瞄初值复瞄
4结论
采用经纬仪最佳布站原理对火炮复瞄精度进行
测量,不仅操作组装简单方便,机动性好,适合野外或室内各种复杂工作环境,而且可提高测量精度,为火炮变位量测量精度的提高提供了一种有效的测试和评估手段.
参考文献(References)
[1]陶化成.一个新的压制兵器自动操瞄控制方案[J].兵工,1997,18
(1):
9—14.
TAOHua—cheng.Anewschemeofcontrolforautomaticaiming
ofguns[J].ActaArmamentarii,1997,18
(1):
9—14.(inChi—nese)
[2]魏孝达,周长军.坦克炮总体结构参数分析[J].兵工,2001,22
(1):
1—4.
WEIXiao—da,ZHOUChang—jun.Analysisofthestructuralpa—rametersoftankgun[J].ActaArmamentarii,2001,22
(1):
1—4.(inChinese)
[3]王新,李霆,潘宏侠.火炮稳定器的自适应控制方法研究[J].兵工,2001,22
(1):
102—104.
WANGXin,LITing,PANHong—xia.Adaptivecontrolmethod
ingun—controlsystems[J].ActaArmamentarii2001,22
(1):
102
—
104.(inChinese)
[4]李广云.非正交系坐标测量系统原理及进展[J].测绘信息工程,2003,28
(1):
4—10.
L1Guang—yun.Principleanddevelopingtrendofnon—orthogonal
coordinatesystems[J].JournalofGeomatics,2003,28
(1):
4—10.(inChinese)
[5]侯宏录,李宏光电经纬仪测量飞行器三维坐标方法及误差分
析[J].光电工程,2002,29(3):
5—9.
HOUHong—lu,LIHong.Measurementofvehiclethreedimen—
sioncoordinatewithphotoelectricaltheodoliteanderroranalysis
[J].Opto—ElectronicEngineering,2002,29(3):
5—9.(inChi—
nese)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 火炮 精度 测试 经纬仪 最佳 研究