【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种超音速弹体末段弹道参数的获取方法，具体涉及一种弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法。
技术介绍
1、超音速飞行的弹体在即将到达地面时，由于其飞行高度低，受到复杂地形如山地、丘陵等的遮挡，导致雷达散射截面小，地面杂波干扰大，因此，雷达难以对弹体末段弹道参数进行获取。光学测量方法由于易受到烟尘浓雾的影响，在连续打击的情况下难以获得清晰的图像，导致测量失效；另外，光学测量视场小，在弹体出现较大偏离超出其视场范围时，也会导致测量失效，从而无法获取弹体末段弹道参数。
2、分布式声学测量方法因其具备全天候、不受烟尘浓雾干扰、测量范围大等特点，常用于大区域目标位置的测量。目前的声学测量方法是通过多个传声器接收目标爆炸或高速撞击地面产生的声信号，利用传声器之间的到时差实现目标定位。然而，这种方法只能获得炸点位置和爆炸时刻，无法获得弹体速度和弹道方向，从而导致无法准确评估弹体性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有的声学测量方法因只能获得炸点位置和爆炸时刻，无法获得弹体速度和弹道方向，从而导致无法准确评估弹体性能的技术问题，而提供了一种弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
4、步骤1、在预定炸点周围布设n个声学测点，n≥2；所述声学测点依次获取弹道激波波达方向和弹道激波到时、
5、步骤2、通过获取的爆炸波波达方向和爆炸波到时得到炸点位置和爆炸时刻；
6、步骤3、通过获取的弹道激波波达方向、弹道激波到时和炸点位置计算出弹道方向和弹体速度。
7、进一步地，步骤1具体为：
8、在预定炸点周围布设n个声学测点，n≥2；所述声学测点位于已知位置si＝[xi,yi,zi]t，i∈{1,2,…,n}，[·]t表示转置运算，炸点位置设为s，炸点s到声学测点si的距离为di，声学测点si对应的激波分离点为pi，激波分离点pi到声学测点si的距离为ri，激波分离点pi到炸点s的距离为li；所述声学测点依次接收超音速飞行弹体弹道轨迹上激波分离点pi发出的弹道激波、爆炸产生的爆炸波，依次获取弹道激波波达方向和弹道激波到时、爆炸波波达方向和爆炸波到时。
9、进一步地，步骤2具体包括以下子步骤：
10、步骤2.1、根据步骤1中获取的爆炸波波达方向，得到炸点s相对于声学测点si的单位向量ki：
11、
12、其中：为第i个声学测点测量的炸点俯仰角；
13、为第i个声学测点测量的炸点方位角；
14、步骤2.2、根据下式使用加权最小二乘法计算得到炸点位置s的估计
15、
16、其中：
17、g为融合爆炸波波达方向信息的矩阵，
18、g＝[2(k2-k1),…,2(kn-k1),u1,…,un]；
19、ui为通过爆炸波波达方向构建的矩阵：
20、
21、w为融合爆炸波波达方向和炸点到测点距离信息的权重矩阵，
22、w＝tqtt；
23、
24、01×2为2个元素为0的行向量，02×2为2行2列元素全部为0的矩阵，02为零向量；
25、q为测量误差向量的协方差矩阵，dn1＝c(tb,n-tb,1)，n∈{2,…,n}，dn1为第n个声学测点sn到炸点s的距离与第1个声学测点s1到炸点s的距离之差，c为声波的传播速度，tb,n和tb,1分别为第n个声学测点sn和第1个声学测点s1获取的爆炸波到时，δ(·)表示相应测量值的误差；
26、h为融合爆炸波波达方向、声学测点位置和声学测点到炸点的距离差的向量，
27、步骤2.3、根据步骤1中的声学测点si和获取的爆炸波到时、步骤2.1中所得单位向量ki以及步骤2.2中所得炸点位置s的估计计算得到爆炸时刻的估计并对求平均值，得到爆炸时刻t的估计
28、
29、其中：为di的估计，tb,i为第i个声学测点si获取的爆炸波到时。
30、进一步地，步骤3具体包括以下子步骤：
31、步骤3.1、根据步骤1中获取的弹道激波波达方向，得到激波分离点pi相对于声学测点si的单位向量bi：
32、bi＝[cosφicosθi,cosφisinθi,sinφi]t
33、其中：φi为第i个声学测点测量的弹道激波俯仰角；
34、θi为第i个声学测点测量的弹道激波方位角；
35、步骤3.2、根据下式使用加权最小二乘法计算得到激波分离点位置p1的估计
36、
37、其中：
38、a为融合弹道激波波达方向信息的矩阵，a＝[(b2-b1),…,(bn-b1),2(b2-b1),…,2(bn-b1),v1]；
39、vi为通过弹道激波波达方向构建的矩阵：
40、
41、w1为融合弹道激波波波达方向、激波分离点到炸点距离、激波分离点到声学测点距离、激波分离点和声学测点的位置以及弹道方向信息的权重矩阵，w1＝q1；
42、q1为测量误差向量ε＝[δst,δτ21,…,δτn1,ε1,...,εn]t的协方差矩阵，εi＝[δθi,δφi]t，τj1＝c(ts,j-ts,1)，j∈{2,…,n}，ts,j和ts,1分别为第j个声学测点sj和第1个声学测点s1获取的弹道激波到时；
43、z为融合弹道激波波达方向、炸点和声学测点位置、声学测点sj和s1到各自对应激波分离点距离差的向量，
44、
45、r21为第2个声学测点s2到对应激波分离点p2的距离与第1个声学测点s1到对应激波分离点p1的距离之差，rn1为第n个声学测点sn到对应激波分离点pn的距离与第1个声学测点s1到对应激波分离点p1的距离之差；
46、依据所述激波分离点位置p1的估计的计算过程，依次计算其余激波分离点位置的估计，获得每个激波分离点位置pi的估计
47、步骤3.3、根据步骤2.2中所得炸点位置s的估计步骤3.2中所得每个激波分离点位置pi的估计计算得到对应弹道方向的估计并对所有求平均值，得到弹道方向u的估计
48、
49、其中：符号||·||表示向量的2范数；
50、步骤3.4、令权重矩阵w1＝bq1bt，重复步骤3.2-步骤3.3，得到更新后的弹道方向u的估计
51、其中，
52、
53、01×3为3个元素为0的行向量，01×(n-1)为n-1个元素为0的行向量，02×3为2行3列元素全部为0的矩阵，02×(n-1)为2行n-1列元素全部为0的矩阵，i(n-1)×(n-1)本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法，其特征在于，步骤1具体为：
3.根据权利要求2所述的弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法，其特征在于，步骤2具体包括以下子步骤：
4.根据权利要求3所述的弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法，其特征在于，步骤3具体包括以下子步骤：
5.根据权利要求1或2所述的弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法，其特征在于，步骤1具体为：
3.根据权利要求2所述的弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁旭斌，杨军，卢强，张德志，吴祖堂，孙迪峰，张亮永，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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