炮身俯仰过程中的类摇摆现象分析

在火炮俯仰过程中发现了炮身的类摇摆现象,通过对炮身轴线-炮耳轴系统耦合建模,揭示了炮耳轴倾斜度、炮耳轴与炮身轴线不垂直度共同作用对方向偏差的影响规律,并推导出了类摇摆现象发生的条件。指出了单独考虑炮耳轴的倾斜或炮身轴线与炮耳轴的不垂直度都是耦合模型的特例。类摇摆现象的发现有助于合理解释火炮试验中出现的异常现象,耦合模型可为进一步提高身管指向精度提供一定的理论依据。     

基于多点空间直线拟合的调炮精度检测方法

针对火炮身管上标记两个点检测调炮精度受制于单个空间点坐标测量精度的问题,提出通过增加身管上标记点的冗余数量来提高调炮精度的检测方法。应用最小二乘原理对多个空间点进行直线拟合,并采用Monte Carlo方法对身管指向的测量精度进行分析。结果表明:标记4个点、5个点、6个点和7个点与标记2个点(传统方法)相比,其身管指向的测量精度分别提高了约6%、18%、19%和21%。该方法适用于对调炮精度检测要求较高的场合,综合考虑工作效率和测量精度这两个因素,推荐标记5个点测量身管指向。     

双经纬仪异面交会目标点的空间位置估计

针对双经纬仪异面交会中目标点并不一定正好在公垂线上的问题,提出了在公垂线附近的空间区域上估计目标点位置的方法。该空间区域为以公垂线为对角线,各边分别平行于双经纬仪测量坐标系三轴的长方体空间区域。在目标点位置估计时考虑到经纬仪高低角与水平角测角精度的不同,以及目标点与经纬仪之间距离对空间点坐标精度的影响。采用蒙特卡洛方法模拟结果表明:新方法的目标点空间位置估计精度不亚于传统公垂线法,在特定情况下甚至能提高5%以上。模拟结果验证了新方法的可行性和有效性。     

应用全站仪综合测量火炮偏离角及俯仰半径

提出一种应用全站仪进行火炮偏离角和俯仰半径的综合测量方法。应用最小二乘原理拟合出火炮俯仰半径,然后解算出火炮偏离角,并用Monte Carlo方法分析了测量结果的精度。结果表明:全站仪高低角和火炮仰角的测量精度均对火炮偏离角和俯仰半径的测量结果无明显影响;全站仪测距精度对火炮俯仰半径测量结果的影响较大;全站仪水平角测量精度对火炮偏离角测量结果的影响明显。该方法在现场操作时需要重点关注全站仪水平观测角和测距的检测精度。     

多击痕轮廓最小外接圆法测量击针偏心度

针对两个以上的击痕会有重叠不利于单个击痕轮廓圆拟合的问题,提出了一种通过测量多个击痕整体轮廓的最小外接圆来实现火炮击针偏心度检测的方法。首先,对药筒进行单次击发,获得底火上单个击痕的图像,并拟合出单个击痕的圆半径;然后,再对药筒进行不少于3次的击发,任意两次击发之间药筒的旋转角大致相同;最后,对底火上多个击痕的图像进行处理得到其整体轮廓,并解算出该轮廓的最小外接圆半径。轮廓最小外接圆半径与单个击痕圆半径之差即为火炮击针偏心度。采用蒙特卡洛方法仿真结果表明:新方法不受药筒旋转的转角误差和击针偏心度大小的影响,测量均方差数值稳定。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。