一種靶場末區(qū)多方式融合落點測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種祀場末區(qū)多方式融合落點測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于0TDR技術(shù)、聲定 位技術(shù)和光纖傳感技術(shù)，采用多種方式融合的測量方式，應(yīng)用于祀場末區(qū)彈落點測量技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著武器系統(tǒng)精度的提高，對祀場落點測量可靠性和精度提出了更高的要求。為 了完成祀場的測量任務(wù)，數(shù)據(jù)可靠性和測量測全天候是兩個重要考慮的因素。
[0003] 目前，紅外自動跟蹤、紅外脫祀量測量、目標(biāo)紅外福射特性測量及熱圖像實況記錄 等光學(xué)手段已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈航天試驗祀場，國內(nèi)祀場測量設(shè)備主要有光電經(jīng)締儀、紅外 監(jiān)測設(shè)備、實時彈道相機(jī)、高速電視、相控陣?yán)走_(dá)、遙測等，但是它們普遍存在設(shè)備昂貴、受 氣候條件影響的缺點，而且作為專用設(shè)備，設(shè)備精密復(fù)雜，造價極高，且主要設(shè)計目的是對 目標(biāo)進(jìn)行跟蹤測量，用于計算彈道，不W報祀為目的，不能立即給出報祀結(jié)果。
[0004] 傳統(tǒng)的人工報祀方式是在彈體落地后等安全時間過后，采用人工測量或者無人機(jī) 拍攝彈坑的方式來判斷彈體的落點位置，時效性差、人力消耗大、精度差、效率低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能 滿足現(xiàn)代化、信息化時代試驗發(fā)射或訓(xùn)練發(fā)射的實際需要，尤其是真正的戰(zhàn)場上進(jìn)行戰(zhàn)場 毀傷效能評估時，目視檢測基本上已經(jīng)無能為力，而試驗發(fā)射的落區(qū)對導(dǎo)彈落點的測量，多 采用光電經(jīng)締儀，但是落區(qū)測量環(huán)境比較復(fù)雜，通常不能保證都能測到數(shù)據(jù)，運樣就無法可 靠定位。
[0005] 因此，不論是戰(zhàn)場還是訓(xùn)練場，或者是臨時落區(qū)，需求落點快速、便捷、可靠的監(jiān)測 方案是非常有必要的。
[0006] 目前有與祀場彈落點測量有關(guān)的研究報道，例如申請公布號為CN 103389014 A， 名稱為"祀場鉆地彈爆炸位置定位系統(tǒng)和方法"的發(fā)明專利公開了一種利用地震檢波器進(jìn) 行祀場鉆地彈爆炸位置確定的方法，但是該種方法受地質(zhì)影響較大，且定位精度不高。
[0007] 授權(quán)公告號為CN 202734822 U，名稱為"一種半場光學(xué)測量裝置"的實用新型專 利，該專利采用兩臺攝像機(jī)分區(qū)域采集視頻圖像，再將采集的視頻圖像拼接為一幅全景大 視場圖像，實現(xiàn)祀場飛行器的飛行姿態(tài)、飛行軌跡、速度及速度等參數(shù)的測量。該方法主要 測量飛行器飛行參數(shù)，不W彈落點測量為目的，且易受氣候條件影響。
[000引申請公布號為CN 102175149 A，名稱為"一種飛行彈丸空間炸點Ξ維坐標(biāo)光電測 量裝置及測量方法"的發(fā)明專利，該方法由多光幕天幕祀、系統(tǒng)電源、彈丸信號采集與處理 裝置和火焰探測器組成，實現(xiàn)彈丸空間炸點Ξ維坐標(biāo)的測量。該方法為光電測量方法，主要 用于測量炮彈近炸引信作用距離的炸點Ξ維坐標(biāo)，且作為光學(xué)測量手段易受氣候條件影 響。
[0009]授權(quán)公告號為CN 202649229 U，名稱為"一種激光反射式大祀面測速光幕祀"的實 用新型專利，該專利公開了一種利用激光反射式大祀面測速光幕祀的方法，該方法主要對 高速小目標(biāo)物體飛行速度進(jìn)行測量，不W彈落點測量為目的，且易受氣候條件影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種祀場末區(qū)多方式融合 落點測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)空中爆炸、擊中目標(biāo)、落入地面全方位的空間落點高精度測 量。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種祀場末區(qū)多方式融合落點測量系統(tǒng)，包括光纖傳感器 網(wǎng)格命中點測量分系統(tǒng)、外差相干檢測Φ-OTDR落點測量分系統(tǒng)和爆炸點聲定位測量分系 統(tǒng);光纖傳感器網(wǎng)格命中點測量分系統(tǒng)包括命中點測量子系統(tǒng)和命中點毀傷效果評估子系 統(tǒng);光纖傳感器網(wǎng)格命中點測量分系統(tǒng)用于導(dǎo)彈擊中目標(biāo)祀時的命中點測量和命中點毀傷 效果評估，光纖傳感器網(wǎng)格命中點測量分系統(tǒng)的落點測量信息和毀傷效果評估結(jié)果輸出至 數(shù)據(jù)顯控指揮中屯、;外差相干檢測Φ-OTDR落點測量分系統(tǒng)用于導(dǎo)彈的落地點定位，落地點 位置信息輸出至數(shù)據(jù)顯控指揮中屯、;爆炸點聲定位測量分系統(tǒng)用于導(dǎo)彈空中爆炸時的爆炸 點測量，爆炸點位置信息輸出至數(shù)據(jù)顯控指揮中屯、。
[0012] 所述命中點測量子系統(tǒng)包括光纖傳感器網(wǎng)格、多通道0TDR、0TDR信息讀取模塊和 落點定位模塊；
[0013] 光纖傳感器網(wǎng)格的兩端分別和多通道0TD時目連接，光纖傳感器網(wǎng)格采用經(jīng)締交錯 的方式排列，每一路經(jīng)締度光纖均編有固定的編碼，根據(jù)經(jīng)度坐標(biāo)和締度坐標(biāo)實現(xiàn)彈落點 的定位；
[0014] 根據(jù)光纖傳感器網(wǎng)格布設(shè)過程中，光纖長度與經(jīng)締坐標(biāo)對應(yīng)關(guān)系、每路光纖的彎 曲半徑及位置、每路光纖與目標(biāo)祀間的位置對應(yīng)關(guān)系的標(biāo)定結(jié)果和目標(biāo)祀外形尺寸，完成 光纖傳感器網(wǎng)格數(shù)學(xué)模型的建立；
[0015] 采用多通道0TDR雙向探測的方式，每一路傳感光纖對應(yīng)多通道0TDR的兩個通道； 每塊光纖傳感網(wǎng)格由兩路傳感光纖組成，即對應(yīng)多通道0TDR的四個通道，四塊光纖傳感器 網(wǎng)格對應(yīng)16路0TDR通道；
[0016] 0TDR信息讀取模塊與多通道0TDR的輸出端相連，對0TDR中光纖傳感器網(wǎng)格通道斷 裂信息進(jìn)行讀?。?br>[0017] 落點定位模塊與0TDR信息讀取模塊的輸出端相連，根據(jù)0TDR通道斷裂信息及預(yù)先 建立的光纖傳感器網(wǎng)格數(shù)學(xué)模型，對導(dǎo)彈命中點進(jìn)行定位，并將命中點定位信息傳輸至數(shù) 據(jù)顯控指揮中屯、和命中點毀傷效果評估子系統(tǒng)。
[0018] 光纖傳感器網(wǎng)格采用經(jīng)締交錯的方式排列，呈"井"字形布局，每一路經(jīng)締度光纖 均編有固定的編碼，任意兩根相鄰經(jīng)線或締線方向的傳感光纖間距d根據(jù)精度δ要求調(diào)整， 即3< 測量精度最高為厘米量級;光纖傳感器網(wǎng)格布設(shè)過程中光纖的最小彎曲直徑 大于等于10mm，每隔3-5cm設(shè)置一個粘接點;光纖傳感器網(wǎng)格布設(shè)于兩層薄膜材料或發(fā)泡娃 膠之間，呈柔性狀態(tài)，光纖傳感器網(wǎng)格布設(shè)于碳纖維復(fù)合材料中，呈硬性狀態(tài);每塊光纖傳 感器網(wǎng)格有四個FC接頭，用于與其他光纖傳感器網(wǎng)格的連接。
[0019] 所述的命中點毀傷效果評估子系統(tǒng)包括光源、光路調(diào)制模塊、光纖光柵應(yīng)變傳感 器、光路解調(diào)模塊、光纖光柵溫度傳感器、振動傳感器、無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和毀傷 效果評估板塊；
[0020] 在光纖傳感器網(wǎng)格布設(shè)的同時，布設(shè)光纖光柵應(yīng)變傳感器、光纖光柵溫度傳感器 和振動傳感器，記錄其布設(shè)位置，對布設(shè)完成后傳感器的應(yīng)變、溫度和振動初始值進(jìn)行標(biāo)定 記錄，在光纖傳感器網(wǎng)格數(shù)學(xué)模型中添加光纖光柵應(yīng)變傳感器、光纖光柵溫度傳感器和振 動傳感器的布設(shè)位置及初始值，得到完善后的數(shù)學(xué)模型；
[0021] 光源輸出激光，經(jīng)光路調(diào)制模塊調(diào)制后輸出至光纖光柵應(yīng)變傳感器和光纖光柵溫 度傳感器，光纖光柵應(yīng)變傳感器和光纖光柵溫度傳感器分別檢測到目標(biāo)祀被擊中時的應(yīng)力 變化和溫度變化，并輸出至光路調(diào)制裝置進(jìn)行解調(diào)，光路調(diào)制裝置將解調(diào)后的信號輸出至 無線傳輸模塊；
[0022] 振動傳感器檢測到目標(biāo)祀被擊中時的振動信號，并將其輸出至無線傳輸模塊，無 線傳輸模塊將應(yīng)力變化信號、溫度變化信號和振動信號傳輸至數(shù)據(jù)分析模塊，數(shù)據(jù)分析模 塊對解調(diào)后的命中溫度信號、應(yīng)變信號、振動信號與初始標(biāo)定值進(jìn)行對比，并將對比結(jié)果輸 出至毀傷效果評估模塊，毀傷效果評估模塊根據(jù)完善后的數(shù)學(xué)模型配合命中點定位信