針對(duì)傳統(tǒng)幾何法在六光幕精度靶測(cè)量模型解算及精度分析中因取近似結(jié)構(gòu)參數(shù)而引入誤差的問題,提出了基于平面方程的精確解算及精度分析法.依據(jù)工程實(shí)際,構(gòu)建了高通用性的六光幕精度靶工程化測(cè)量模型及誤差傳遞模型,系統(tǒng)地仿真比較了兩類六幕結(jié)構(gòu)中靶距及靶距誤差、斜幕角度及角度誤差、光源和接收對(duì)準(zhǔn)誤差等多誤差源對(duì)彈丸速度及著靶坐標(biāo)測(cè)量結(jié)果的影響,獲得了一系列探測(cè)靶面內(nèi)的測(cè)量誤差分布數(shù)據(jù),并結(jié)合實(shí)際給出了一個(gè)可滿足坐標(biāo)測(cè)量誤差小于3 mm,相對(duì)測(cè)速誤差小于0.3%指標(biāo)的工程設(shè)計(jì)實(shí)例.研究結(jié)果可為六光幕精度靶的工程化設(shè)計(jì)與精度評(píng)估提供可靠的理論基礎(chǔ)及數(shù)據(jù)參考. 

【文章來源】：光子學(xué)報(bào). 2020,49(07)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：14 頁(yè)

【部分圖文】：

六光幕陣列構(gòu)成

六光幕陣列的理想化模型如圖2所示，P1～P6表示6個(gè)光幕，在圖2(a）所示的“雙平行”結(jié)構(gòu)中，P1和P6相互平行且垂直于水平面，P1和P6之間的距離S即為靶距；P2、P4和P3、P5為兩對(duì)傾斜的平行光幕，P2、P4垂直XOZ平面且相對(duì)P1、P6幕的傾斜角度均為α，P3與P5垂直XOY平面且相對(duì)P1、P6幕的傾斜角度均為β.圖2(b）所示“雙V”形六光幕陣列與“雙平行”結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別在于傾斜光幕P2與P4、P3與P5相對(duì)設(shè)置成V形.目前常用的測(cè)量模型的解算方法為空間解析幾何法，以圖2(a）所示的雙平行結(jié)構(gòu)為例，若已知靶距為S，斜幕P2、P4傾斜角均為α，斜幕P3、P5傾斜角均為β，彈丸經(jīng)過各光幕的時(shí)間為t1～t6，則求解彈丸入射坐標(biāo)x、y，速度v，俯仰角θ，方向角γ的公式為

平面方程法求解與幾何法相比，不受各幕面空間結(jié)構(gòu)假設(shè)的限制，可通過構(gòu)建六個(gè)獨(dú)立的空間平面，借助標(biāo)定結(jié)構(gòu)參數(shù)擬合得的六個(gè)平面結(jié)果進(jìn)行精確解算，有利于提高裝調(diào)效率及解算精度；同時(shí)，由于各幕面表達(dá)式獨(dú)立且包含幕面的四個(gè)空間位置參數(shù)，也有利于單獨(dú)分析單個(gè)幕面參數(shù)變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響.本文基于平面方程法，以一雙V型六光幕精度靶為例，建立了如圖3(a）所示的通用工程化結(jié)構(gòu)模型和如圖3(b）所示的通用幕面模型.如圖3(a）所示，P1～P6為六個(gè)光幕面，以光幕P1作為XOY平面（即測(cè)量坐標(biāo)基準(zhǔn)平面），坐標(biāo)原點(diǎn)O位于其有效探測(cè)幕面中心，Z軸為垂直于XOY平面的理想彈道入射方向，On為各光幕Pn與Z軸的交點(diǎn)，kn(An,Bn,Cn）為Pn的法向量，n的取值為1～6.對(duì)光幕Pn而言，其對(duì)應(yīng)的平面方程中，-Dn為該幕與Z軸交點(diǎn)的Z坐標(biāo)，An、Bn、Cn分別為該幕法向量kn的X軸、Y軸、Z軸分量.在光幕面確定的情況下，其法向量kn的各分量必然呈一固定比例關(guān)系，為便于分析與計(jì)算，在本模型中Cn取固定值1.此時(shí)，An可直接反映幕面與YOZ平面的夾角、Bn可直接反映幕面與XOZ平面的夾角、-Dn可直接反映幕面與Z軸交點(diǎn)的位置.由此即可得到六光幕精度靶P1～P6幕面的平面方程為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]一體化結(jié)構(gòu)四組合光幕陣列測(cè)量研究[J]. 田會(huì),倪晉平.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2014(02)
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博士論文
[1]基于光幕陣列的變速曲線彈道彈丸飛行參數(shù)測(cè)量方法研究[D]. 田會(huì).西安理工大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3142527