艦炮裝定坐標法射擊原理及誤差研究

胡 江，戴 耀，汪德虎

(1.大連艦艇學院導彈與艦炮系，遼寧 大連 116018;2.大連艦艇學院作戰指揮系，遼寧 大連 116018)

艦炮裝定坐標法射擊原理及誤差研究

胡 江1，戴 耀2，汪德虎1

(1.大連艦艇學院導彈與艦炮系，遼寧 大連 116018;2.大連艦艇學院作戰指揮系，遼寧 大連 116018)

艦炮對岸火力支援過程中，由于地形遮蔽等因素的影響，有時無法對岸上目標進行射擊觀測和射擊諸元計算。為解決對岸上不可觀測目標射擊難題，提出了艦炮裝定坐標法射擊原理，建立了目標相對坐標計算模型，分析了射擊誤差及變化規律，顯著提高了艦炮對岸火力打擊能力和火力使用的靈活性。

裝定坐標法;射擊原理;射擊誤差

0 引言

近年來隨著中大口徑艦炮在射程、射速和射擊精度等威力指標上取得顯著的進步和發展，其在未來海戰中將發揮導彈不可替代的重要作用，成為水面艦艇對岸火力支援的主戰兵器。在艦炮對岸火力攻擊過程中，因為地形遮蔽、艦艇觀測器材性能限制等因素的影響，有時難以對岸上目標進行有效觀測，無法準確計算艦炮射擊諸元。

為了增強艦炮作戰能力，減少對艦艇觀測器材的依賴性，本文提出了艦炮裝定坐標法對岸射擊方法，以解決對岸上不可觀測目標射擊難題。所謂裝定坐標法射擊就是在火控系統中預先裝定攻擊陣位起始點到目標的相對距離、相對方位，以及我艦絕對航向、絕對航速，當發射艦到達攻擊陣位起始點時，艦艇穩向穩速航行，火控系統轉入全自動工作方式，實時推算敵我相對坐標，然后解算射擊諸元，控制艦炮對岸上目標瞄準射擊。

1 裝定坐標法射擊原理

艦炮裝定坐標法射擊時，目標相對坐標不是通過艦艇觀測器材測量得到，而是根據預先確定的攻擊陣位起始點，在航海射擊圖上量取后直接在火控系統中進行裝定。

如圖1所示，發射艦受領作戰任務以后，在進行射擊準備的同時迅速機動占領預定攻擊陣位起始點W1。在發射艦機動占領攻擊陣位起始點W1過程中，航海部門應首先選取岸上任意一個顯著的固定地標，確定該地標與攻擊陣位起始點W1的相對距離、方位，然后通過不斷測量和修正艦位與地標的相對坐標保證準確占領陣位起始點W1。

圖1 裝定坐標法射擊原理圖Fig.1 The graph on shooting principle of setting relative coordinate method

操作手在射擊圖上量取預定攻擊陣位起始點W1與目標M的相對距離d1和方位f1，發射艦到達預定攻擊陣位起始點前，在艦炮火控系統上裝定d1、f1和發射艦航跡線航向Cj、對地航速Vj。

當發射艦到達攻擊陣位起始點W1時刻，發射艦沿預定航向和航速穩定航行，艦炮火控系統開始按自動方式工作，實時推算各個時刻目標與發射艦的相對坐標(di，fi)并求取射擊諸元?；鹂叵到y射擊諸元輸出穩定后，協調艦炮指向目標準備進行射擊。

裝定坐標法射擊實施過程中占領攻擊陣位起始點的精度非常重要，可采用多種航海保障手段，保證占領攻擊陣位的實際起始點與預定攻擊陣位起始點一致。

2 目標相對坐標計算模型

艦炮對岸裝定坐標法射擊時，目標相對坐標根據攻擊陣位起始點的目標距離d1、方位f1和發射艦航跡線航向Cj、對地航速Vj進行自動推算。在全自動工作方式下，任意時刻ti(i=1，2，…，n，其中n為定位次數)目標相對發射艦的橫坐標和縱坐標(xi，yi)分別為［1］:

式中:Δt為定位時間間隔。

由此得到計算目標相對發射艦距離和方位(di，fi)的計算公式如下:

在確定目標相對坐標(di，fi)以后，發射艦裝定坐標法射擊諸元解算原理與傳統射擊諸元解算方法相同。

3 射擊誤差分析

艦炮對岸裝定坐標法射擊誤差源包括彈道氣象誤差、艦炮隨動系統誤差、確定目標相對坐標誤差等。射擊條件一定的情況下，彈道氣象誤差、隨動系統誤差等射擊誤差源的均方差在一次射擊過程中是固定不變的。

只有確定目標相對坐標誤差由于艦炮采用的是全自動推算艦位方式工作，其誤差的均方差會隨著艦位推算時間的延長而改變。因此，為了掌握裝定坐標法射擊時射擊誤差的變化規律，必須對確定目標相對坐標誤差進行分析。

3.1 確定目標相對坐標誤差

艦炮對岸裝定坐標法射擊時，確定目標相對坐標誤差由占領攻擊陣位起始點誤差和艦位推算誤差組成，其計算公式為:

式中:σbx和σbz分別為確定目標相對坐標距離和方位誤差的均方差;σqx和σqz為占領攻擊陣位起始點距離及方位誤差的均方差，其取值由艦艇導航精度決定;σtx和σtz為艦位推算誤差的均方差。

在裝定坐標法射擊過程中，艦位推算誤差是由于艦艇航向和航速誤差的影響，導致推算艦位與實際艦位不一致而產生的。若設艦艇航向誤差的均方差為σα，航速誤差的均方差為σV，則艦位推算誤差的均方差計算公式如下［2］:

式中:t為艦位推算時間;β為攻擊陣位起始點炮目線與航向線的夾角;Vj為發射艦對地航速。

3.2 仿真分析

假設艦炮采用裝定坐標法對岸射擊，艦艇航向誤差均方差的取值為 σ'α，航速誤差均方差的取值為σ'V，炮目線與航向線的夾角β=30°，發射艦對地航速為Vj=10 kn，則確定目標相對坐標誤差的均方差隨艦位推算時間t的變化如圖2所示。

圖2 目標相對坐標誤差和艦位推算時間關系圖Fig.2 Relation ship between error of target's relative coordinate and estimating time of naval ship position

從圖2可以看出，由于受航向、航速誤差等因素的影響，確定目標相對坐標誤差隨艦位推算時間t的延長，產生累積誤差。當艦位推算時間過長時，此誤差會顯著影響到艦炮對岸射擊精度。因此，在艦炮采用裝定坐標法對岸火力支援時，需要在射擊一段時間后重新利用導航系統對發射艦艦位進行測量和校正。

4 結語

隨著艦炮射程的發展和海上電磁對抗的加劇，艦炮對岸射擊觀測與校正面臨很大的挑戰［3］。本文提出的裝定坐標對岸射擊方法具有原理簡單、射擊效果好的優點，已經成為解決對岸上不可觀測目標射擊難題的重要途徑和方法。在采用裝定坐標法對岸射擊過程中，為了消除累積誤差對艦炮射擊精度的影響，應及時對發射艦艦位進行校正。

［1］汪德虎.艦炮射擊基礎理論［M］.大連:海軍大連艦艇學院，1997.

［2］杜新海.航海學［M］.北京:海潮出版社，1996.

［3］崔英，王泉水.美國海軍對岸火力支援的前景［J］.現代軍事，2001，(2):29－31.

Research on shooting principle and error of setting relative coordinate method for naval gun

HU Jiang1，DAI Yao2，WANG De-hu1
(1.Department of Missile and Shipborne Gun，Dalian Naval Academy，Dalian 116018，China;2.Department of Operation and Command，Dalian Naval Academy，Dalian 116018，China)

During naval gun firing on shore as oppressive weapon，because the influence of topographic terrain masking and so on，sometime it is impossible to observe target and calculate firing data.In order to solving the problem of shooting invisible target during firing on shore，this paper puts forward shooting principle of setting relative cooordinate method，establishing the calculation model of relative cooordinate，and analyzing composition and change regulation of firing error.It remarkably improves the attacking ability and tactical flexibility of naval gun during firing on shore.

setting relative cooordinate method;shooting principle;shooting error

TJ391

A

1672－7649(2011)12－0100－03

10.3404/j.issn.1672－7649.2011.12.024

2011－02－22;

2011－03－23

胡江(1979－)，男，博士，講師，主要研究方向為艦炮作戰使用。