舰炮虚拟目标海上实弹射击自动报靶系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种舰炮虚拟目标海上实弹射击自动报靶系统，系统包括内置解算软件的上位机、信号接收装置、四个传感器载具、传感器阵列、传感器前置放大器、单片机预处理电路、定位装置和信号发送装置。本实用新型专利技术中，舰炮向虚拟目标射击后，传感器载具将接收震波的时刻发送至上位机，根据各个传感器载具接收到震波的时刻及其时间差即可解算出实际的炮弹落点坐标。本实用新型专利技术的系统成本低、精度高、高度自动化、便于携带、布设及回收，能够提前校正火炮射击精度、提高训练时的报靶效率和精度以及安全性、降低训练成本。本实用新型专利技术属于军事训练设备技术领域和水声学技术领域，用于海军舰艇通用射击训练及远洋巡航时的辅助训练。

【技术实现步骤摘要】
舰炮虚拟目标海上实弹射击自动报靶系统
本技术属于军事训练设备
和水声学
，用于海军远洋或近海军事训练中舰炮实弹射击报靶，具体地说是一种舰炮虚拟目标海上实弹射击自动报靶系统。
技术介绍
远洋或近海舰炮实弹射击训练是海军的训练科目之一。舰炮对海虚拟射是提高对海上目标射击精度的有效手段，可以省略对目标试射直接效力射，对提高作战效能具有重要意义。舰炮对海传统虚拟射虚拟点相对射击舰距离和方位角固定不变，虚拟点相对射击舰静止，射击舰保持航向航速不变，但是，舰艇受风、流、涌等条件的影响，实际航迹线航向航速与预计航向航速不一致，导致虚拟射精度下降。黄义、王建明、余家祥发表的名称为“舰炮对海基于舰位经纬度坐标虚拟射”的论文中，提出舰炮对海基于舰位经纬度坐标虚拟射新方法，利用舰载雷达测量弹着水柱距离与舷角，结合舰位经纬度坐标和航向计算弹着水柱经纬度坐标，以舰炮发射点为原点在绝对坐标系中解算弹着水柱相对虚拟点距离偏差和方向偏差，与传统虚拟射方法相比，射击精度受海况条件影响小，精度更高，射程越远精度优势越明显。该方法主要缺陷在于使用舰载雷达测量弹着点水柱位置。当前我国的054/054A、056等护卫舰上使用的基本都是76毫米主舰炮，射速在120发/分钟左右，即2发/秒。当舰炮连续射击时，在弹丸落点集中的情况下，落点水柱密集，雷达回波聚集在一起，大概率会将多个落点辨识为单个落点。何况在海况恶劣时，海浪的干扰也不容忽视。鉴于上述原因，此方法实际使用效果差。张辉发表的“基于舰载光电跟踪仪的舰炮对海射击报靶方法”论文中，提出了一种利用舰载光电跟踪仪交汇测量方法。该方法采用靶船一艘及观察舰艇二艘，对海射击训练时，将两条观察舰艇布在靶船航线两侧前方，与靶船等速同行，用光电跟踪仪瞄准观测靶船中心进行跟踪拍摄，调整视场宽度，使其在跟踪靶船的同时还能观测到靶船前后一定范围内的弹着点在海面激起的水柱。观察舰艇上的光电跟踪仪在跟踪靶船时要对准靶船中心，当有弹着点水柱时可以测得其偏角，同时由于靶船的长、宽、高均为已知，由数字图像处理技术可以确定水柱距靶船中心距离在光电相机平面上的投影长度。通常条件下靶船航向与光电相机平面存在一定夹角，靶船在光电相机平面上的投影长度为实际长度的余弦，从而求出靶船与光电相机平面的夹角。根据该夹角、弹着点水柱偏角和水柱距靶船中心距离在光电相机平面上的投影长度可以求出以靶船中心为中心的平面直角坐标系下的弹着点直线方程。同理另一舰艇的光电跟踪仪也可观测求出另一条弹着点直线方程。两直线相交即可求出该弹着点在该直角坐标系下的坐标，即相对靶船中心的脱靶量。该方法的缺陷在于射击训练时须有靶船及观察船配合，增加了训练成本，在舰队远洋训练或护航时加重了携带配套设备的压力。同时观察船上的光电跟踪仪须人工操作，获得的数据须人工解算，缺乏实时性，自动化程度低。考虑到海军远洋训练和远洋护航时兼顾设计训练的需求，如果研究制造一种低成本、高精度、高度自动化、便于携带和布设及回收的舰炮射击报靶系统，将会极大地提高虚拟射训练的精度和效率。
技术实现思路
本技术的目的，是要提供一种舰炮虚拟目标海上实弹射击自动报靶系统，其结构简单，布设和撤收方便，坚固耐用，具有高可靠性，适合部队训练现场严酷环境使用。本技术为实现上述目的，所采用的技术方案如下：一种舰炮虚拟目标海上实弹射击自动报靶系统，包括内置解算软件的上位机、信号接收装置和第一～第四传感器载具A0～A3，每个传感器载具分别安装有与之对应的传感器阵列、传感器前置放大器、单片机预处理电路、定位装置和信号发送装置；定位装置通过信号接收装置与上位机相连，定位装置将其当前位置发出之后、由信号接收装置接收并发送至上位机；所述传感器阵列的输出端通过传感器前置放大器与单片机预处理电路相连，单片机预处理电路通过信号发送装置与信号接收装置相连、进而与上位机相连，传感器阵列接收震波信号后输出相应的数据至传感器前置放大器，传感器前置放大器将收到的数据放大之后输出至单片机预处理电路，单片机预处理电路将收到的数据预处理之后通过信号发送装置、信号接收装置发送至上位机；上位机结合收到的数据和位置信号，利用内置解算软件计算得出结论。作为限定：第一～第四传感器载具A0～A3采用第一～第四遥控小艇B0～B3、第一～第四人工驾驶的小艇C0～C3，或者第一～第四自带动力的浮标装置D0～D3。作为进一步限定：所述第一～第四自带动力的浮标装置D0～D3为第一～第四传感浮标Q0～Q3；所述第一～第四传感浮标Q0～Q3结构相同，为中空圆柱形壳体结构，包括自上而下依次设置的浮子舱、控制舱、动力舱、传感器舱和电池舱；所述定位装置包括GPS/北斗定位模块和天线，传感器阵列包括N个传感器，所述天线和信号发送装置设置在浮子舱内，传感器前置放大器、单片机预处理电路和GPS/北斗定位模块设置在控制舱内，动力舱内设置有动力装置，N个传感器于传感器舱的侧壁上周向均匀排列，电池舱内设置有电源；其中，4≤N≤8。作为第二种限定：所述信号接收装置采用无线数传电台或北斗系统短报文接收装置，信号发送装置采用无线数传电台或北斗系统短报文发送装置。本技术由于采用了上述的技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：（1）本技术充分考虑了海军远洋训练和远洋护航时兼顾设计训练的需求，提供的报靶系统低成本、精度高、高度自动化、便于携带、布设及回收；（2）本技术提供的报靶系统坚固耐用、具有高可靠性，适合部队训练现场严酷环境使用（3）本技术的传感器载具为遥控小艇、人工驾驶的小艇或者自带动力的浮标装置，形式多样，适用性强；（4）本技术的传感器载具设置动力舱，能够为传感器载具提供动力，可微调传感器载具位置，以便传感器载具布设后保持位置基本不变，进而提高了报靶系统的精确度；（5）本技术的传感器载具浮标设置传感器舱，沿传感器舱周向均匀分布四至八个传感器，以保证任何方向传来的震波信号均能被可靠收到并处理；（6）本技术的传感器载具为一个整体，结构简单，体积和重量小，便于军舰携带和保管，保养性好；使用时由直升机或快艇布设或自行驾驶于相应位置，方便布设；射击完毕后，派出快艇或直升机根据定位装置发出的位置，可方便地回收传感器载具浮标，撤收时易寻找，不易丢失；（7）本技术提供的报靶系统，通用性好，适用于多种口径和射速的舰炮报靶；（8）采用本技术实现的报靶方法属于非接触实时报靶，弹丸爆炸后，能够即时计算出弹丸位置及着靶时刻，由此立即计算出射击误差，及时修正火炮诸元，采用一发弹即可实现修正目的；尤其在战时，能够方便快捷地提前校正火炮射击精度，亦可大大提高海军舰炮射击训练及演习的报靶效率和精度以及安全性，同时降低了训练成本。本技术属于军事训练设备
和水声学
，可广泛用于海军舰艇通用射击训练及远洋巡航时的辅助训练。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种舰炮虚拟目标海上实弹射击自动报靶系统，其特征在于：包括内置解算软件的上位机、信号接收装置和第一～第四传感器载具A

【技术特征摘要】
1.一种舰炮虚拟目标海上实弹射击自动报靶系统，其特征在于：包括内置解算软件的上位机、信号接收装置和第一～第四传感器载具A0～A3，每个传感器载具分别安装有与之对应的传感器阵列、传感器前置放大器、单片机预处理电路、定位装置和信号发送装置；
定位装置通过信号接收装置与上位机相连，定位装置将其当前位置发出之后、由信号接收装置接收并发送至上位机；
所述传感器阵列的输出端通过传感器前置放大器与单片机预处理电路相连，单片机预处理电路通过信号发送装置与信号接收装置相连、进而与上位机相连，传感器阵列接收震波信号后输出相应的数据至传感器前置放大器，传感器前置放大器将收到的数据放大之后输出至单片机预处理电路，单片机预处理电路将收到的数据预处理之后通过信号发送装置、信号接收装置发送至上位机；
上位机结合收到的数据和位置信号，利用内置解算软件计算得出结论。


2.根据权利要求1所述的舰炮虚拟目标海上实弹射击自动报靶系统，其特征在于：第一～第四传感器载具A0～A3采用第一～第四遥控小艇B0～...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾辉然，
申请(专利权)人：石家庄夔龙科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13