本發(fā)明屬于測量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
火炮俯仰半徑指炮口端面到炮耳軸中心距離，是炮膛軸線偏離射面的偏離角（以下簡稱偏離角）測量及火炮尺寸諸元測量項目的主要內(nèi)容之一。在靶場火炮鑒定、設(shè)計定型試驗時，俯仰半徑測量和火炮偏離角測量均屬于重要的考核項目。在標(biāo)準(zhǔn)號為2977A-2006的國家軍用標(biāo)準(zhǔn)中，其中的“7.16炮膛軸線偏離射面的偏離角測量”，7.16.6.1.4偏離角計算公式（25）中，需要測量L5——炮口端面到炮耳軸中心的距離，即火炮俯仰半徑。一方面，該標(biāo)準(zhǔn)中未提供一種準(zhǔn)確的俯仰半徑測量方法；另一方面，在測量火炮俯仰半徑時，火炮耳軸必須外露，才能使用卷尺進(jìn)行直接測量，而大部分種類火炮耳軸通常密封不外露，直接測量難以實施。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是采用一種間接測量方法，涉及火炮尺寸諸元的測量及參與炮膛軸線偏離射面的偏離角計算所需參數(shù)的火炮俯仰半徑測量方法。本發(fā)明的具體操作步驟是：（1）被試火炮駛?cè)胫付z測區(qū)域，利用千斤頂將火炮縱、橫向調(diào)整水平，并使火炮身管處于水平位置；（2）在炮口端面準(zhǔn)確粘貼十字線，使十字線中心表示炮口中心，炮尾拆下?lián)翎樎冻鰮翎樋?；?）火炮正前方架設(shè)經(jīng)緯儀，轉(zhuǎn)動火炮方向機(jī)、高低機(jī)，使經(jīng)緯儀光軸與炮口十字中心、擊針孔中心重合；（4）轉(zhuǎn)火炮方向機(jī)，直到在經(jīng)緯儀里能觀測到身管一側(cè)面為止，在身管側(cè)面母線上粘貼兩十字標(biāo)記，并利用經(jīng)緯儀光軸調(diào)整兩標(biāo)記高低位置，目的是使兩點連線與經(jīng)緯儀光軸重合；（5）在身管有標(biāo)記的一側(cè)架設(shè)全站儀，分別瞄準(zhǔn)E、D兩點，測量其坐標(biāo)；（6）身管起高角15°～20°，使其處于AC位置，全站儀再次測取A、C兩點坐標(biāo)；（7）根據(jù)測量結(jié)果計算獲得俯仰半徑。本發(fā)明的俯仰半徑的計算方法是：a、以全站儀中心為原點0，全站儀水平角為零的方向為x軸，鉛錘方向為z軸，根據(jù)右手法則確定y軸，建立空間三維坐標(biāo)系；b、根據(jù)全站儀測得的水平角α、天頂角β和斜距D，便可以計算得到空間任意點M的三維坐標(biāo)值為：（1）c、AD表示火炮身管，AC為身管繞耳軸中心A點打高仰角的位置，E為身管外表面一目標(biāo)點，D為炮口端面截面外側(cè)另一目標(biāo)點，身管處于AD位置時，全站儀瞄準(zhǔn)D、E，分別測得D、E的空間坐標(biāo)值，，B、C兩點坐標(biāo)分別為，，B、C、D、E四點的三維坐標(biāo)可以通過公式（1）解算出，則：（2）由于△ABE與△ACD均為等腰三角形且相似，根據(jù)相似比則有：而，所以俯仰半徑為：（3）。本發(fā)明為火炮尺寸諸元和偏離角計算提供參數(shù)。測量精度滿足使用要求，操作方便。本發(fā)明具有以下有益效果：1、本發(fā)明解決了耳軸不外露火炮俯仰半徑測量問題。2、本發(fā)明利用電子經(jīng)緯儀“穿線”法，確保身管側(cè)面兩目標(biāo)點連線與炮膛軸線平行。3、本發(fā)明通過測量空間四點的三維坐標(biāo)，解算兩點間的距離，依據(jù)三角形相似比原理，測得火炮身管俯仰半徑值。4、本發(fā)明現(xiàn)場操作簡單，由計算機(jī)完成數(shù)據(jù)處理，使用方便，測量精度滿足使用要求。附圖說明圖1是本發(fā)明免棱鏡全站儀測量中空間坐標(biāo)系建立示意圖；圖2是本發(fā)明利用免棱鏡全站儀測量俯仰半徑原理圖。具體實施方式本發(fā)明具體操作步驟是：（1）被試火炮駛?cè)胫付z測區(qū)域，利用千斤頂將火炮縱、橫向調(diào)整水平，并使火炮身管處于水平位置；（2）在炮口端面準(zhǔn)確粘貼十字線，使十字線中心表示炮口中心，炮尾拆下?lián)翎樎冻鰮翎樋?；?）火炮正前方架設(shè)經(jīng)緯儀，轉(zhuǎn)動火炮方向機(jī)、高低機(jī)，使經(jīng)緯儀光軸與炮口十字中心、擊針孔中心重合；（4）轉(zhuǎn)火炮方向機(jī)，直到在經(jīng)緯儀里能觀測到身管一側(cè)面為止，在身管側(cè)面母線上粘貼兩十字標(biāo)記，并利用經(jīng)緯儀光軸調(diào)整兩標(biāo)記高低位置，目的是使兩點連線與經(jīng)緯儀光軸重合；（5）在身管有標(biāo)記的一側(cè)架設(shè)全站儀，分別瞄準(zhǔn)E、D兩點，測量其坐標(biāo)；（6）身管起高角15°～20°，使其處于AC位置，全站儀再次測取A、C兩點坐標(biāo)；（7）根據(jù)測量結(jié)果計算獲得俯仰半徑。本發(fā)明的俯仰半徑的計算方法是：a、以全站儀中心為原點0，全站儀水平角為零的方向為x軸，鉛錘方向為z軸，根據(jù)右手法則確定y軸，建立空間三維坐標(biāo)系；b、根據(jù)全站儀測得的水平角α、天頂角β和斜距D，便可以計算得到空間任意點M的三維坐標(biāo)值為：（1）c、AD表示火炮身管，AC為身管繞耳軸中心A點打高仰角的位置，E為身管外表面一目標(biāo)點，D為炮口端面截面外側(cè)另一目標(biāo)點，身管處于AD位置時，全站儀瞄準(zhǔn)D、E，分別測得D、E的空間坐標(biāo)值，，B、C兩點坐標(biāo)分別為，，B、C、D、E四點的三維坐標(biāo)可以通過公式（1）解算出，則：（2）由于△ABE與△ACD均為等腰三角形且相似，根據(jù)相似比則有：而，所以俯仰半徑為：（3）。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述：1.測量設(shè)備組成測量設(shè)備由一臺高精度免棱鏡全站儀、一臺筆記本電腦組成。由于測量過程中，火炮身管需從水平狀態(tài)起一定的仰角，棱鏡在身管上固定困難，所以本方法采用免棱鏡全站儀。免棱鏡全站儀是集電子經(jīng)緯儀、光電測距儀和微電腦處理器于一體的測繪設(shè)備，不需要在目標(biāo)點安放棱鏡便可以測量空間點的水平角、天頂角和斜距，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，由計算機(jī)完成數(shù)據(jù)處理。2.免棱鏡全站儀測量空間點三維坐標(biāo)原理如圖1，以全站儀中心為原點0，全站儀水平角為零的方向為x軸，鉛錘方向為z軸，根據(jù)右手法則確定y軸，建立空間三維坐標(biāo)系。當(dāng)全站儀瞄準(zhǔn)空間某點M時，可以測量得到該點的空間坐標(biāo)值。3.空間坐標(biāo)點的解算如圖1，M′是M在水平面xoy投影，根據(jù)全站儀測得的水平角α、天頂角β和斜距D，便可以計算得到空間任意點M的三維坐標(biāo)值為：（1）4免棱鏡全站儀測量火炮俯仰半徑原理如圖2所示，AD表示火炮身管，此時處于大致水平位置，AC為身管繞耳軸中心A點打高一定仰角的位置。E為身管外表面一目標(biāo)點，D為炮口端面截面外側(cè)另一目標(biāo)點，虛線表示炮膛軸線，利用經(jīng)緯儀“穿線”法使ED連線與炮膛軸線平行。AD或AC長即為俯仰半徑。身管處于AD位置時，全站儀瞄準(zhǔn)D、E，可分別測得D、E的空間坐標(biāo)值，。身管打高一定仰角，全站儀瞄準(zhǔn)B、C時，測得B、C兩點坐標(biāo)分別為，。B、C、D、E四點的三維坐標(biāo)可以通過公式（1）解算出，則：（2）由于△ABE與△ACD均為等腰三角形且相似，根據(jù)相似比則有：而，所以俯仰半徑為：（3）操作步驟本發(fā)明的火炮俯仰半徑測量方法由下列步驟完成：（1）被試火炮駛?cè)胫付z測區(qū)域，利用千斤頂將火炮縱、橫向調(diào)整水平，并使火炮身管處于大致水平位置；（2）在炮口端面準(zhǔn)確粘貼十字線，使十字線中心表示炮口中心，炮尾拆下?lián)翎樎冻鰮翎樋?；?）火炮正前方架設(shè)經(jīng)緯儀，轉(zhuǎn)動火炮方向機(jī)、高低機(jī)，使經(jīng)緯儀光軸與炮口十字中心、擊針孔中心重合（即“穿線”）；（4）轉(zhuǎn)火炮方向機(jī)，直到在經(jīng)緯儀里能觀測到身管一側(cè)面為止，在身管側(cè)面母線上（圖2中的E、D）粘貼兩十字標(biāo)記，并利用經(jīng)緯儀光軸調(diào)整兩標(biāo)記高低位置，目的是使兩點連線與經(jīng)緯儀光軸重合；（5）在身管有標(biāo)記的一側(cè)架設(shè)全站儀，分別瞄準(zhǔn)E、D兩點，測量其坐標(biāo)；（6）身管起高角15°～20°，使其處于AC位置，全站儀再次測取A、C兩點坐標(biāo)；（7）測量結(jié)果傳送計算機(jī)，根據(jù)四點坐標(biāo)值，計算機(jī)計算俯仰半徑值。實踐例：以某型榴彈炮為本發(fā)明實施例，該火炮耳軸中心外露，測量俯仰半徑時，可以利用卷尺直接測量，也可以利用免棱鏡全站儀進(jìn)行間接測量，利用卷尺測量俯仰半徑R1=4647mm，利用免棱鏡全站儀測量俯仰半徑R2=4645.5mm，二者相差1.5mm，滿足偏離角計算要求。