高炮射擊諸元離線式試驗方法

史海龍，王晶晶，杜 偉，陳國軍，任成才

（1.解放軍63850 部隊，吉林 白城 137001；2.解放軍32200 部隊，遼寧 錦州 121000）

0 引言

高炮武器系統通常會配備多種彈種，每個彈種有對應的射表，在應用射表解射擊諸元［1-2］時，對同樣的目標，不同的彈種會有不同的射擊諸元。在對武器進行鑒定時，要求每一種彈種對應的射擊諸元結果都要符合戰術技術指標要求。對于這些多彈種高炮武器系統，如采用實飛方式進行檢測，測試射擊諸元精度時所需要的航架次數量會產生膨脹［3］。例如，一個具有雷達、紅外、白光3 種跟蹤方式且有1 種射表的武器系統，其射擊諸元數量將達到3×1=3 種，每種射擊諸元按飛行10 航計算，航次將達到30 航；兩種射表將達到3×2=6 種，航架次預算60 航；4 種射表120 航。如果考慮不同的內外彈道參數，航架次將進一步膨脹，比如考慮2 種氣象條件下的射擊諸元精度，3 種跟蹤方式4 種射表的武器系統射擊諸元將達到3×4×2=24 種，航次240航。這在實際試驗中是不能承受的。

在武器系統研制過程中，常用模擬航路檢測射擊諸元精度［4-5］。檢測過程中，用航路數據發送器同時生成目標坐標的標準值和被試品測試值。其中，航路可以是勻速直線航路、俯沖航路、勻加速運動航路或盤旋航路等，將其注入火控計算機，采集諸元結果并進行檢驗。然而，由于不存在跟蹤誤差、武器系統位置姿態誤差［6］和航路彎曲度誤差［7-8］，此種方法多用于研制方驗證武器系統設計是否正確，而不能用于設計定型試驗中評定射擊諸元精度。

為解決這個問題，本文通過將實際動飛試驗中被試品測得的現在點數據和載體位置姿態數據注入火控計算機，保證實際結果包含位置姿態誤差、跟蹤誤差和航路彎曲度誤差；將火控計算機輸出結果進行時間變換，變換到實際動態飛行時間，使注入試驗得到的結果可以與實際動飛試驗的標準值結果進行比較，用同一條航路考核了多種射表條件下的射擊諸元精度，給出了一種高炮射擊諸元離線式試驗方法。

1 試驗方法

1.1 位置和姿態誤差測量

為使離線式試驗方法可以代替真實的動飛試驗，要求離線式方法包含動飛試驗中所有的誤差，在將航路注入火控計算機前，要測試火炮的位置和姿態誤差。試驗涉及點位如圖1 所示。的測量誤差通常忽略不計。

圖1 牽引式高炮點位關系圖

1.2 動飛試驗

離線式試驗方法要進行動飛試驗，試驗實施方法與正常動飛試驗相同［11］，由被試品跟蹤系統和標準值測量設備同時跟蹤目標機，同時，由數據采集設備采集現在點數據的標準值和被試品測量值，并按需采集車體位置姿態數據的標準值和被試品數據。與正常動飛試驗不同的是，不強制要求被試火控計算機工作正常。工作流程如下頁圖2所示。

圖2 動飛試驗

被試品的現在點坐標通過數據采集設備得到。武器系統一般具有內部時間，標準值數據時間一般采用GPS 時間，為了統計精度，需要將這兩個時間統一，因此，被試品的數據采集設備一般外接GPS設備，以便與標準值時間統一。

1.3 航路注入

在動飛試驗中，被試火控計算機可以裝載某一彈種的射表，如果武器系統只有一種射表，則不必進行航路注入的試驗。

如果武器系統具有多種射表，或在第一階段試驗后，發現火控計算機出現故障，則可以進行航路注入試驗。在此階段中，用目標坐標測定儀得到現在點數據建立模擬航路，輸入火控計算機，然后解算出射擊諸元精度。試驗如圖3 所示：

圖3 航路注入

要求式（6）的數據個數與式（5）的數據個數必須相同，式（7）的數據個數可以和式（6）的數據個數不同。

由此過程可以看出，火控計算機只是接受輸入數據，不作其他用途，因此，火控計算機的實際位置和射擊諸元的解算精度無關。火控計算機可以不在G 點，其位置可以任意布置，只要將以M 點為原點的現在點數據變換到G 點，再將此數據輸入到火控計算機即可。

2 數據處理方法

得到試驗數據后即可進行數據處理，數據處理主要解決時標變換問題。流程如圖4 所示。

圖4 射擊諸元誤差統計

以S 為原點的GJ321 測得現在點數據變換到G點炮位，輸入到標準值解算程序，解出射擊諸元的標準值。

標準值解算是根據標準設備采集到的動飛時刻的現在點解算出來的，解算出來的射擊諸元對應于實際的動飛時刻，而采用離線式方法通過數據采集設備得到的射擊諸元是離線注入航路的時刻，這兩個時刻無法做到時間同步，因此，必須對時標進行變換。

可以采用對時間延遲進行修正的方法來進行時標變換。武器系統的現在點和射擊諸元是通過采集設備得到的，數據采集設備具備時統設備，當數據到達采集設備時，采集設備采集此刻時間，由于數據傳輸需要時間，實際的采集設備采集的數據相比于標準值數據都有一定的時延。

不同的采集設備時延不同，例如某型牽引高炮武器系統的一種數據采集設備現在點時延83 ms，射擊諸元時延133 ms，另一種數據采集設備的現在點和射擊諸元的時延都是98 ms；某自行高炮武器系統的現在點沒有時延，射擊諸元的時延為-17 ms。

本文由于采用離線式方法，實際動飛的時刻和航路重新注入的時刻有一個固定的時間差Δt，本文將這個時間差看作采集設備的時間延遲，和采集設備的延時做同樣的處理，不同在于延遲時間較長，可能是幾小時、幾天甚至幾個月，但原理相同。

具體方法如下，由式（5）、式（6），得到時間偏差：

3 定型試驗中的應用

此種方法主要解決多射表高炮武器射擊諸元動飛試驗航架次膨脹問題。

例1：某型火控雷達設計定型試驗。該雷達可以作為4 種類型牽引高炮的跟蹤系統，每種高炮配備一種彈藥。在試驗中，裝定一種射表后進行動飛試驗。動飛試驗后，更換火控計算機中的射表，將數據注入，即可以測試不同彈種情況下的射擊諸元。按照該方法，可將射擊諸元試驗的動飛架次降為實飛方法的1/4。

本文的離線式試驗方法也可用在跟蹤系統未變，而火控計算機算法發生改變的情況。可用于火控計算機動飛試驗中出現故障，而飛行試驗后更改算法的情況；也可用于對武器系統進行改進后，利用同一種跟蹤系統，可以驅動更多類型的高炮。如采用傳統方法，要重新進行動飛試驗，造成很大消耗。而采用本文方法，可以減少大量的實飛架次。

例2：某型數字化改進牽引高炮設計定型試驗。該高炮對火控計算機和隨動系統進行了升級，跟蹤系統采用已經定型的4 種雷達，其中的一型雷達即為例1 中定型的火控雷達。例1 中定型的火控雷達符合數據可以采信的條件，將此數據注入升級后的火控計算機，檢測射擊諸元精度，節省了此種類型雷達的航架次數量。

4 結論

本文針對多射表高炮武器考核射擊諸元時航架次膨脹的問題，通過將動飛試驗獲得的現在點數據注入火控計算機，對所得結果進行空間變換（基線修正）和時間變換，用同一條航路考核多種射表下的射擊諸元精度，給出了一種射擊諸元離線式試驗方法。

在設計定型試驗中的應用表明，此種方法可以將多射表武器系統的航架次數量降到原來的1/（射表數），解決多射表高炮武器射擊諸元精度試驗航架次膨脹問題。