運(yùn)載火箭在風(fēng)晃條件下的初始方位測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及光電測量技術(shù)，具體而言，設(shè)及運(yùn)載火箭在風(fēng)晃條件下的初始方位測 量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于新一代火箭總體方案諸多不同于現(xiàn)役火箭的特性，如慣性器件采用無調(diào)平、 瞄準(zhǔn)功能的捷聯(lián)慣組，發(fā)射臺(tái)無回轉(zhuǎn)功能，要求從液氨加注起發(fā)射場無人值守情況下瞄準(zhǔn)， 監(jiān)視到發(fā)射點(diǎn)火時(shí)刻等，對瞄準(zhǔn)系統(tǒng)總體方案提出了許多新的挑戰(zhàn)。
[0003] 新一代火箭發(fā)射場建設(shè)在沿海，發(fā)射風(fēng)況比較復(fù)雜，如何在火箭風(fēng)晃情況下，實(shí)施 高精度瞄準(zhǔn)，是瞄準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0004] 火箭通過慣性器件進(jìn)行導(dǎo)航，慣性器件外殼裝有直角棱鏡，火箭起飛前，通過地面 瞄準(zhǔn)設(shè)備，測量并賦予控制系統(tǒng)直角棱鏡法平面與大地北的方位夾角，完成地面初始方位 測量工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種運(yùn)載火箭在風(fēng)晃條件下的初始方位測量方法，W解決 運(yùn)載火箭前在風(fēng)晃下的方位瞄準(zhǔn)問題。
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種運(yùn)載火箭在風(fēng)晃條件下的初始方位測量方法，其特征在 于，包括：
[0007] 步驟1，調(diào)整瞄準(zhǔn)儀和火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的相對位置，采取近距離、俯仰角近0°的瞄 準(zhǔn)方式；
[000引步驟2,設(shè)定測量時(shí)間和測量周期；
[0009] 步驟3,瞄準(zhǔn)儀向所述火箭瞄準(zhǔn)棱鏡發(fā)射第一激光束，接收所述火箭瞄準(zhǔn)棱鏡對所 述第一激光束反射回的第二激光束；
[0010] 步驟4,當(dāng)所述火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的擺動(dòng)處于所述瞄準(zhǔn)儀的平移敏區(qū)時(shí)，測量所述第一 激光束和所述第二激光束的夾角；
[0011] 步驟5,將所述夾角進(jìn)行均值濾波，得到所述初始方位。
[0012] 在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述步驟4中，所述瞄準(zhǔn)儀的平移敏區(qū)的確定方式為： [001 引
[0014] 其中，M為平移敏區(qū)；D激光瞄準(zhǔn)儀口徑；L火箭瞄準(zhǔn)棱鏡寬度；AL為火箭瞄準(zhǔn)棱 鏡最小有效寬度。
[0015] 在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述步驟1包括：
[0016] 將所述瞄準(zhǔn)儀與所述火箭瞄準(zhǔn)棱鏡等高放置，瞄準(zhǔn)俯仰角在0° ±2°內(nèi)；
[0017] 調(diào)整所述瞄準(zhǔn)儀的光束照度不小于30LX;
[0018] 調(diào)整瞄準(zhǔn)棱鏡寬度與所述瞄準(zhǔn)儀光束直徑的差值大于或等于20毫米。
[0019] 在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述步驟2中，測量時(shí)間為15秒，測量周期為I秒。
[0020] 在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述步驟4包括；確定所述火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的擺動(dòng)是否處 于所述平移敏區(qū)；如果處于所述平移敏區(qū)，測量所述第一激光束和所述第二激光束的夾角。
[0021] 在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，如果所述火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的擺動(dòng)不處于所述平移敏區(qū)，確 定所述火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的擺動(dòng)中屯、是否處于瞄準(zhǔn)光軸的中屯、；當(dāng)處于瞄準(zhǔn)光軸的中屯、時(shí)，測 量所述第一激光束和所述第二激光束的夾角。
[0022] 在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，當(dāng)所述火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的擺動(dòng)中屯、不處于瞄準(zhǔn)光軸的中 屯、時(shí)，平移所述瞄準(zhǔn)儀，進(jìn)行中屯、跟蹤，使所述火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的擺動(dòng)中屯、處于瞄準(zhǔn)光軸的中 屯、。
[0023] 在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述瞄準(zhǔn)儀設(shè)置于導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌，用于引導(dǎo)所述瞄準(zhǔn) 儀平移。
[0024] 在一些實(shí)施例中，優(yōu)選為，所述步驟3之后，所述步驟4之前，所述初始方位測量方 法還包括；提取所述第一激光束、所述第二激光束相對應(yīng)的夾角記錄數(shù)據(jù)；篩除所述第二 激光束缺失的相關(guān)記錄數(shù)據(jù)，獲取所述第一激光束、所述第二激光束均存在的記錄數(shù)據(jù)，將 其視為所述火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的擺動(dòng)處于平移敏區(qū)時(shí)記錄的數(shù)據(jù)。
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例提供的運(yùn)載火箭在風(fēng)晃條件下的初始方位測量方法，與現(xiàn)有技術(shù)相 比，風(fēng)擺時(shí)，測量前將火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的運(yùn)動(dòng)分解方位扭轉(zhuǎn)和前后、左右平移，瞄準(zhǔn)儀需要適 應(yīng)火箭一定量的左右平移，確定瞄準(zhǔn)儀的平移敏區(qū)；調(diào)整瞄準(zhǔn)儀和火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的相對位 置，達(dá)到近距離、俯仰角近0°的瞄準(zhǔn)方式。瞄準(zhǔn)儀向火箭瞄準(zhǔn)棱鏡發(fā)射第一激光束，并接收 反射的第二激光束，通過平移敏區(qū)框定第二激光束的采集區(qū)域，確定進(jìn)而對第一激光束、第 二激光束的夾角進(jìn)行測量，均值濾波，即可得到初始方位。通過平移敏區(qū)確定取值的范圍， 過濾掉超出平移敏區(qū)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高了初始方位測量的準(zhǔn)確性，利于運(yùn)載火箭在風(fēng)晃條 件下的高精度瞄準(zhǔn)。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中運(yùn)載火箭在風(fēng)晃條件下的初始方位測量方法步驟示 意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中運(yùn)載火箭風(fēng)擺瞄準(zhǔn)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[002引下面通過具體的實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0029] 考慮到目前新一代火箭發(fā)射場建設(shè)在沿海，發(fā)射風(fēng)況比較復(fù)雜，在火箭風(fēng)晃情況 下實(shí)施高精度瞄準(zhǔn)是火箭發(fā)射面臨的關(guān)鍵問題，本實(shí)施例提供一種運(yùn)載火箭在風(fēng)晃條件下 的初始方位測量方法。
[0030] 該初始方位測量方法，包括：
[0031] 步驟1，調(diào)整瞄準(zhǔn)儀和火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的相對位置，采取近距離、俯仰角近0°的瞄 準(zhǔn)方式；
[0032] 步驟2,設(shè)定測量時(shí)間和測量周期；
[0033] 步驟3,瞄準(zhǔn)儀向火箭瞄準(zhǔn)棱鏡發(fā)射第一激光束，接收火箭瞄準(zhǔn)棱鏡對第一激光束 反射回的第二激光束；
[0034] 步驟4,當(dāng)火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的擺動(dòng)處于瞄準(zhǔn)儀的平移敏區(qū)時(shí)，測量第一激光束和第二 激光束的夾角；
[0035] 步驟5,將夾角進(jìn)行均值濾波，得到初始方位。
[0036] 風(fēng)擺時(shí)，測量前將火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的運(yùn)動(dòng)分解方位扭轉(zhuǎn)和前后、左右平移，瞄準(zhǔn)儀需 要適應(yīng)火箭一定量的左右平移，確定瞄準(zhǔn)儀的平移敏區(qū)；調(diào)整瞄準(zhǔn)儀和火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的相 對位置，達(dá)到近距離、俯仰角近0°的瞄準(zhǔn)方式。瞄準(zhǔn)儀向火箭瞄準(zhǔn)棱鏡發(fā)射第一激光束，并 接收反射的第二激光束，通過平移敏區(qū)框定第二激光束的采集區(qū)域，確定進(jìn)而對第一激光 束、第二激光束的夾角進(jìn)行測量，均值濾波，即可得到初始方位。通過平移敏區(qū)確定取值的 范圍，過濾掉超出平移敏區(qū)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高了初始方位測量的準(zhǔn)確性，利于運(yùn)載火箭在風(fēng) 晃條件下的高精度瞄準(zhǔn)。
[0037] 火箭通過慣性器件進(jìn)行導(dǎo)航，慣性器件外殼裝有直角棱鏡，火箭起飛前，通過地面 瞄準(zhǔn)設(shè)備，測量并賦予控制系統(tǒng)直角棱鏡法平面與大地北的方位夾角，完成地面初始方位 測量工作。
[003引火箭風(fēng)擺情況下，火箭瞄準(zhǔn)棱鏡呈倒圓錐擺動(dòng)，同時(shí)，火箭的擺動(dòng)中屯、也會(huì)隨風(fēng)速 大小有可能發(fā)生位移。接下來，通過一些具體實(shí)施例來詳細(xì)描述該運(yùn)載火箭在風(fēng)晃條件下 的初始方位測量方法，具體為：
[0039] 如圖1所示，分解為如下步驟：
[0040] 火箭風(fēng)擺，火箭瞄準(zhǔn)棱鏡呈倒圓錐擺動(dòng)，火箭瞄準(zhǔn)棱鏡運(yùn)動(dòng)可等效為左右（從瞄 準(zhǔn)間面向火箭）平移運(yùn)動(dòng)，此時(shí)瞄準(zhǔn)儀跟蹤火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的擺動(dòng)中屯、，并在棱鏡擺動(dòng)到瞄 準(zhǔn)儀測角敏區(qū)內(nèi)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和測量，如圖2所示。
[0041] 步驟101，調(diào)整瞄準(zhǔn)儀和火箭瞄準(zhǔn)棱鏡的相對位置，采取近距離、俯仰角近0°的 瞄準(zhǔn)方式；
[0042] 將瞄準(zhǔn)儀架設(shè)在火箭瞄準(zhǔn)棱鏡附近，采取近距離的、俯仰角接近0°的瞄準(zhǔn)，避免 了在斜瞄情況下（瞄準(zhǔn)有一定俯仰角），火箭瞄準(zhǔn)棱鏡倒圓錐擺動(dòng)造成的瞄準(zhǔn)方位交鏈誤 差，從而提高瞄準(zhǔn)設(shè)備的適應(yīng)能力和測量精度。
[0043] 步驟102,設(shè)定測量時(shí)間和測量周期；
[0044] 在指定時(shí)間段內(nèi)對直角棱鏡法平面方位角多次測量，并進(jìn)行均值濾波，W剔除風(fēng) 擺造成的方位變化誤差，達(dá)到后