基于扫描激光波束的制导炮弹滚转角测量方法

摘要

本发明利用激光平行度好、易被探测的特点，提出了一种基于扫描激光波束的制导炮弹滚转角测量方法，能够精确指示出制导炮弹的滚转角。首先，在制导炮弹尾部等角度安装圆形布局的多个激光接收器；激光接收器顺时针编号，第一个激光接收器在制导炮弹弹体系的y1轴上；制导站产生条形激光波束，该条形激光波束在铅垂平面的投影形状为条形，且条形激光波束截面左右边界垂直于水平面；条形激光波束以速度Vl沿制导炮弹准弹体系z4轴的负向扫描过导弹制导炮弹到制导炮弹准弹体系z4轴的正向；记录每个激光接收器接收到激光的时间；然后根据激光接收时间计算制导炮弹的滚转角。

主权项

1.一种基于扫描激光波束的制导炮弹滚转角测量方法，其特征在于，包括：步骤1、在制导炮弹尾部半径为ρ的圆上安装n个激光接收器，n≥3；各激光接收器等角度θ安装，编号顺时针从1到n，第一个激光接收器在制导炮弹弹体系y₁Oz₁的y₁轴上；步骤2、制导站产生条形激光波束，该条形激光波束在铅垂平面的投影形状为条形，且条形激光波束截面左右边界垂直于水平面；步骤3、条形激光波束以速度V_l沿制导炮弹准弹体系z₄轴的负向扫描过导弹制导炮弹到制导炮弹准弹体系z₄轴的正向；步骤4、记录每个激光接收器接收到激光的时间；第i个激光接收器接收到激光的时间记为t_i，i∈[1,n]；步骤5、计算制导炮弹中第一个激光接收器被激光扫描到时的制导炮弹的滚转角γ：①计算矩阵T，L，L₁：$T=\left[\begin{array}{c}{t}_1-t_1\\ t_3{-t}_1\\ ·\\ ·\\ ·\\ t_n-t_1\end{array}\right]$$L=\left[\begin{array}{c}{l}_1\\ l_2\\ ·\\ ·\\ ·\\ l_{n-1}\end{array}\right],$$l_j={\left[\begin{array}{c}\cos (\mathrm{j\theta }+(t_{j+1}-t)w_{x1})-\cos \left((t_1-t)w_{x1}\right)\\ \sin (\mathrm{j\theta }+(t_{j+1}-t)w_{x1})-\sin \left((t_1-t)w_{x1}\right)\end{array}\right]}^T,j\in [1,n-1]$$L_1=\left[\begin{array}{c}{l}_{11}\\ l_{12}\\ ·\\ ·\\ ·\\ l_{1(n-1)}\end{array}\right],$$1_{1j}={\left[\begin{array}{c}\cos ((j-1)\theta +(t_{j+1}-t)w_{x1})-\cos (-\theta +(t_1-t)w_{x1})\\ \sin ((j-1)\theta +(t_{j+1}-t)w_{x1})-\sin (-\theta +(t_1-t)w_{x1})\end{array}\right]}^T,j\in [1,n-1]$其中，w_x1为制导炮弹的转动角速度；②计算未知数$\hat{x}={\left(L^{T}L\right)}^{-1}{L}^{T}T$${\hat{x}}_1={\left(L_1^T{L}_1\right)}^{-1}{L}_1^{T}T$③当$\mathrm{abs}\left(\hat{x}\left(2\right)\right)\ge \mathrm{abs}\left({\hat{x}}_1\left(2\right)\right)$时，采用式（I）计算γ：当$\mathrm{abs}\left(\hat{x}\left(2\right)\right)<\mathrm{abs}\left({\hat{x}}_1\left(2\right)\right)$时，采用式（II）计算γ：和分别为向量的第一个元素和第二个元素，和分别为向量的第一个元素和第二个元素；步骤6、计算制导炮弹中最后一个激光接收器被激光扫描到时的制导炮弹的滚转角γ₁，作为制导炮弹的滚转角；γ₁＝γ+w_x1(t_max-t_min)其中，t_max为最后一个被扫描到的激光接收器的被扫描时间，t_min为第一个被扫描到的激光接收器的被扫描时间。