徐立群 趙 巖 馮元偉

（解放軍92941部隊(duì) 葫蘆島 125001）

1 引言

艦炮武器系統(tǒng)角度零位一致性檢查是系統(tǒng)試驗(yàn)、使用過(guò)程中一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性工作，是艦炮武器系統(tǒng)精確探測(cè)、跟蹤目標(biāo)，進(jìn)行精確火控解算，準(zhǔn)確打擊目標(biāo)的前提和基礎(chǔ)。艦炮武器系統(tǒng)中艦炮、炮瞄雷達(dá)、光電跟蹤儀等設(shè)備角度的安裝、檢測(cè)都是以艦艇基準(zhǔn)平面和艦艏艉線為基準(zhǔn)進(jìn)行的。安裝時(shí)首先對(duì)參試設(shè)備的高低、方向機(jī)械零位進(jìn)行調(diào)整使其與艦艇的基準(zhǔn)平面［1］和艦艏艉線保持一致，然后調(diào)整各參試設(shè)備的電器零位并充分運(yùn)用各種輔助儀器設(shè)備使其與艦艇的基準(zhǔn)平面和艦艏艉線保持一致，最終使參試設(shè)備的機(jī)械零位、電器零位與艦艇的基準(zhǔn)高低、方向角度零位保持一致，使電氣傳輸?shù)男畔⒛軌驕?zhǔn)確表達(dá)實(shí)際的物理值，以滿足系統(tǒng)的使用要求［2］。在系泊條件下，系統(tǒng)角度零位一致性檢查主要采用瞄星法，其原理是以艦艇不穩(wěn)定坐標(biāo)系［3］為基準(zhǔn)，在某一瞬時(shí)時(shí)刻，真值設(shè)備與被測(cè)量設(shè)備同時(shí)瞄準(zhǔn)北極星，同時(shí)記錄二者所測(cè)量的角度值，從而求得各被測(cè)設(shè)備在高低、方向上的角度誤差。瞄星法一般采用經(jīng)緯儀作為角度測(cè)量的真值設(shè)備，經(jīng)緯儀的水平基準(zhǔn)與艦基準(zhǔn)平臺(tái)保持一致，方向基準(zhǔn)與艦艏艉線保持一致，被檢設(shè)備的光學(xué)設(shè)備與經(jīng)緯儀同時(shí)瞄準(zhǔn)天上的某一星體［4］，之所以選擇星體作為瞄準(zhǔn)目標(biāo)，是由于星體十分遙遠(yuǎn)，同時(shí)瞄準(zhǔn)它的多個(gè)設(shè)備的光軸可以認(rèn)為是完全平行的，角度零位檢查時(shí)無(wú)需考慮各設(shè)備在艦艇坐標(biāo)系中的相對(duì)位置及其基線修正等因素，使檢測(cè)工作變得相對(duì)簡(jiǎn)單。通過(guò)幾十年來(lái)武器系統(tǒng)瞄星試驗(yàn)情況來(lái)看，試驗(yàn)的總體思路是正確的，試驗(yàn)對(duì)檢驗(yàn)武器系統(tǒng)角度零位精度起到了較好的作用，但同時(shí)也應(yīng)該看到，隨著新型艦炮武器系統(tǒng)的飛速發(fā)展，系統(tǒng)的承載平臺(tái)越來(lái)越多樣化，系統(tǒng)的使用環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜，試驗(yàn)的周期越來(lái)越短，難度越來(lái)越大，試驗(yàn)中暴露出的問(wèn)題也越來(lái)越明顯。主要表現(xiàn)在試驗(yàn)進(jìn)程受制于氣象條件、試驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的精度受人為因素影響較大、試驗(yàn)的數(shù)據(jù)無(wú)法自動(dòng)記錄與復(fù)現(xiàn)、測(cè)量數(shù)據(jù)的正確性無(wú)法驗(yàn)證等方面。這些問(wèn)題的存在已經(jīng)嚴(yán)重制約了艦炮武器系統(tǒng)試驗(yàn)的進(jìn)程，給系統(tǒng)后續(xù)動(dòng)態(tài)精度及射擊精度試驗(yàn)增加了更多難度，影響了武器系統(tǒng)真實(shí)性能全面考核。在艦艇系泊條件下，如何根據(jù)具體環(huán)境條件，充分利用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，創(chuàng)造性地運(yùn)用瞄星原理，完成試驗(yàn)任務(wù)，是我們急需解決的問(wèn)題［5］。

2 傳統(tǒng)的瞄星方法及存在的問(wèn)題

2.1 傳統(tǒng)的瞄星方法

系泊條件下瞄星試驗(yàn)需進(jìn)行以下幾個(gè)步驟。1）試驗(yàn)前選擇測(cè)量的真值設(shè)備。一般情況下選用大地經(jīng)緯儀做為真值設(shè)備，考慮到試驗(yàn)是在系泊條件下進(jìn)行的，承載真值設(shè)備的船體始終處于搖擺狀態(tài)，它的基準(zhǔn)平面是隨時(shí)變化的，因此所使用的經(jīng)緯儀應(yīng)為高低手動(dòng)補(bǔ)償式大地經(jīng)緯儀（或雖具有自動(dòng)補(bǔ)償功能，但使用時(shí)將高低自動(dòng)補(bǔ)償功能關(guān)掉）。2）經(jīng)緯儀的陸上準(zhǔn)備。在碼頭上將經(jīng)緯儀架設(shè)好，調(diào)整經(jīng)緯儀基座旋鈕，使經(jīng)緯儀的長(zhǎng)水準(zhǔn)氣泡居中，然后調(diào)整高低補(bǔ)償旋鈕，使高低角補(bǔ)償水準(zhǔn)氣泡居中，此時(shí)經(jīng)緯儀在高低角度上的補(bǔ)償值為零，經(jīng)緯儀在陸上的準(zhǔn)備工作完成。3）經(jīng)緯儀在甲板上的調(diào)平與對(duì)準(zhǔn)。在甲板上經(jīng)緯儀的水平測(cè)量平面以艦基準(zhǔn)平臺(tái)為基準(zhǔn)，方向以艦艏艉線為基準(zhǔn)，指向艦艏方向?yàn)檎Ｔ诩装迳线x擇兩個(gè)理想的艦艏艉線基準(zhǔn)點(diǎn)，將三角架布設(shè)于二基準(zhǔn)點(diǎn)的中間位置，三角架的安裝平面中心點(diǎn)在甲板上的垂直投影點(diǎn)盡可能置于艦艏艉線上，將經(jīng)緯儀置于其上；使用經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡，分別瞄準(zhǔn)兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，并移動(dòng)經(jīng)緯儀，使經(jīng)緯儀在二基準(zhǔn)點(diǎn)連線上，實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯儀的方向?qū)?zhǔn)；在艦基準(zhǔn)平臺(tái)上放置一臺(tái)象限儀，操作象限儀、調(diào)整經(jīng)緯儀高低補(bǔ)償旋鈕及經(jīng)緯儀的基座旋鈕，使經(jīng)緯儀的水平測(cè)量平面與艦基準(zhǔn)平臺(tái)水平，實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯儀的調(diào)平；反復(fù)進(jìn)行調(diào)平、對(duì)準(zhǔn)操作，直至調(diào)平角度誤差、對(duì)準(zhǔn)角度誤差滿足要求為止；操作經(jīng)緯儀使其望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)艦艏方向，將經(jīng)緯儀方位角讀數(shù)置為零，高低角度補(bǔ)償為零，至此，經(jīng)緯儀在甲板上的調(diào)平與對(duì)準(zhǔn)工作完成。4）進(jìn)入瞄星試驗(yàn)的具體實(shí)施階段。光電跟蹤儀采用自動(dòng)跟蹤方式跟蹤北極星；利用艦炮配備的冷射管或其它光學(xué)裝置、炮瞄雷達(dá)的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，手動(dòng)控制艦炮、炮瞄雷達(dá)、經(jīng)緯儀在方向（或高低）上從一側(cè)進(jìn)入，瞄準(zhǔn)北極星。各設(shè)備同時(shí)瞄準(zhǔn)好目標(biāo)的同時(shí)，讀取光電跟蹤儀、艦炮、炮瞄雷達(dá)的方向（或高低）角度測(cè)量值及經(jīng)緯儀在方向（或高低）的角度真值，從而計(jì)算各被測(cè)設(shè)備方向、高低的角度誤差［6～8］。

2.2 瞄星試驗(yàn)存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)的瞄星方法經(jīng)過(guò)多年的驗(yàn)證表明，其原理正確，在一定程度上可以完成系統(tǒng)零位一致性檢查任務(wù)，但同時(shí)也應(yīng)看到，傳統(tǒng)的方法也存在很多問(wèn)題。1）瞄準(zhǔn)星體的單一性問(wèn)題。瞄星選擇的星體一般為北極星，較少選擇其它星體，之所以選擇北極星，主要考慮星體的亮度合適且其周圍一定范圍內(nèi)沒(méi)有其它較亮的星體便于識(shí)別，在空間移動(dòng)的速度較慢且位置相對(duì)固定便于跟蹤，星體的高低角度既滿足參試設(shè)備檢測(cè)的要求又滿足經(jīng)緯儀的操作要求。但標(biāo)校時(shí)如果出現(xiàn)空中有云且遮擋住北極星、有些城市上空的光污染使北極星無(wú)法分辯、艦艇?？看a頭不同位置使艦艇的上層建筑遮擋北極星等情況，檢查將無(wú)法進(jìn)行，直接影響試驗(yàn)進(jìn)度。2）瞄星條件的苛刻問(wèn)題。瞄星必須選擇無(wú)風(fēng)無(wú)涌浪、艦艇的搖擺幅度不大的條件進(jìn)行，如果風(fēng)力較大，艦艇的甲板會(huì)向一側(cè)傾斜，一旦傾斜角度超出經(jīng)緯儀高低角補(bǔ)償范圍，經(jīng)緯儀測(cè)量平面將無(wú)法與艦基準(zhǔn)平面調(diào)平；如果涌浪較大，艦艇搖擺過(guò)于頻繁，手動(dòng)操作象限儀及經(jīng)緯儀進(jìn)行水平調(diào)節(jié)并進(jìn)行同步將無(wú)法實(shí)現(xiàn)，檢查無(wú)法正常進(jìn)行；既使有時(shí)風(fēng)力及涌浪不大，但有些艦艇由于排水量較小，艇艇搖擺的幅度仍較大且搖擺頻率較高，檢查亦無(wú)法正常進(jìn)行。3）檢查精度受人為因素影響較大的問(wèn)題，標(biāo)校時(shí)需手動(dòng)調(diào)節(jié)經(jīng)緯儀測(cè)量平面與基準(zhǔn)平面水平，人工搖動(dòng)艦炮身管使其軸線瞄準(zhǔn)北極星，手動(dòng)操作經(jīng)緯儀跟蹤北極星，這些手動(dòng)的調(diào)平與跟蹤動(dòng)作都是在艦艇搖擺狀態(tài)下完成的，若要求各環(huán)節(jié)完全協(xié)調(diào)一致是十分困難的，整個(gè)檢查過(guò)程對(duì)操作手的要求很高，人為因素較大，測(cè)量精度難以保證。四是靶場(chǎng)提供的測(cè)量數(shù)據(jù)真值其獲取過(guò)程無(wú)法自動(dòng)記錄，其準(zhǔn)確性無(wú)法驗(yàn)證。目前操作象限儀與經(jīng)緯儀都是在艦艇搖擺情況下人工操作完成的，讀取的數(shù)據(jù)是在某一瞬時(shí)時(shí)刻艦艇搖擺到一個(gè)隨機(jī)角度時(shí)的數(shù)據(jù)，目前只能人工報(bào)讀并記錄，而不能將這一過(guò)程及測(cè)量數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)、圖像、錄像的形式自動(dòng)記錄，一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)問(wèn)題，只能重新復(fù)測(cè)，而無(wú)法對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以查找真值測(cè)量過(guò)程所存在的問(wèn)題，這與試驗(yàn)質(zhì)量管理規(guī)范所規(guī)定的試驗(yàn)過(guò)程的全程監(jiān)控與問(wèn)題追溯的要求是不相符合的。上述問(wèn)題已成為困擾靶場(chǎng)多年的問(wèn)題，成為瞄星試驗(yàn)的瓶頸。

3 解決瞄星試驗(yàn)問(wèn)題的對(duì)策

系泊條件下瞄星試驗(yàn)的組織實(shí)施是很困難的，受制約的條件很多，但苦于沒(méi)有更好的辦法，幾十年來(lái)，一直使用傳統(tǒng)的瞄星方法及設(shè)備，徹底改變這種被動(dòng)現(xiàn)狀的要求十分迫切，業(yè)內(nèi)的相關(guān)人員也為此做了大量的工作。近年來(lái)，隨著新技術(shù)特別是動(dòng)態(tài)姿態(tài)角測(cè)量技術(shù)的飛速發(fā)展，瞄星試驗(yàn)的窘境出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)，研究新試驗(yàn)方法、研制新真值設(shè)備也提到議事議程，經(jīng)過(guò)幾年的論證，新試驗(yàn)方法的思路已經(jīng)形成，研制新的真值設(shè)備即瞄星系統(tǒng)的基本條件已經(jīng)成熟。采用傳統(tǒng)的瞄星原理，利用成熟的光學(xué)技術(shù)、姿態(tài)角度測(cè)量技術(shù)、圖像錄取與處理技術(shù)、時(shí)統(tǒng)同步技術(shù)，完全可以研制出新的瞄星系統(tǒng)，并以此為支撐實(shí)現(xiàn)新試驗(yàn)方法在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，以解決困撓靶場(chǎng)多年的瓶頸問(wèn)題。由于艦炮武器系統(tǒng)中光電跟蹤儀具備自動(dòng)跟蹤星體的功能、多數(shù)炮瞄雷達(dá)也具有輔助的光學(xué)設(shè)備，且二者的瞄星方法與艦炮相同，所以本文只以艦炮為例，從瞄星系統(tǒng)及新的試驗(yàn)方法兩個(gè)方面進(jìn)行闡述。

3.1 瞄星系統(tǒng)

3.1.1 瞄星系統(tǒng)主要功能

瞄星系統(tǒng)為艦炮武器系統(tǒng)角度零位一致性檢查的專用測(cè)量設(shè)備，其主要在系泊條件下使用，亦可在陸上條件使用，其瞄星精度在系泊條件下高于傳統(tǒng)方法，在陸上使用時(shí)與傳統(tǒng)瞄星方法的精度相當(dāng)；系統(tǒng)瞄準(zhǔn)的目標(biāo)不局限于北極星，易于分辯但運(yùn)動(dòng)速度較快的星體也可做為瞄準(zhǔn)目標(biāo)；瞄星試驗(yàn)的條件大大放寬，只要天空有肉眼可見(jiàn)的星體、瞄星系統(tǒng)可以在甲板上架設(shè)，系統(tǒng)均可進(jìn)行瞄星作業(yè)，而無(wú)需考慮風(fēng)力大小、涌浪大小及小噸位艦艇搖擺頻繁等因素；在高低角度調(diào)平過(guò)程中應(yīng)用新的角度姿態(tài)測(cè)量?jī)x器、在方位角對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中采用新的對(duì)準(zhǔn)方法，從而使系統(tǒng)在系泊條件下的架設(shè)更加便捷；系統(tǒng)具有自動(dòng)記錄星體畫(huà)面圖像、星體坐標(biāo)自動(dòng)判讀、艦炮武器系統(tǒng)角度零位誤差計(jì)算、系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)正確性驗(yàn)證等功能。

3.1.2 瞄星系統(tǒng)組成及技術(shù)要求

瞄星系統(tǒng)由角度對(duì)準(zhǔn)、角度測(cè)量、控制與數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)及聲力電話四部分組成。其組成如圖1所示。

圖1 瞄星系統(tǒng)組成示意圖

角度對(duì)準(zhǔn)分系統(tǒng)由一套電子差分水平儀、兩只方向?qū)?zhǔn)標(biāo)尺、一個(gè)專用三角架及經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡安裝平臺(tái)組成［9］。所選用的電子差分水平儀能夠在系泊條件下使用，傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間及精度滿足武器系統(tǒng)測(cè)量要求，測(cè)量范圍應(yīng)選擇兩個(gè)檔位并略大于艦艇搖擺橫搖幅值，以滿足不同噸位艦艇使用；方向?qū)?zhǔn)標(biāo)尺為專用的可側(cè)立放置于甲板上的直尺，其必須配備有照明燈以滿足夜間使用要求；三角架全部為鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，重量不小于20kg，角架中部為可調(diào)節(jié)高低的裝置，三個(gè)角架之間有固聯(lián)機(jī)構(gòu)，角架底部為馬蹄型底腳，以滿足設(shè)備搖擺狀態(tài)下的架設(shè)與對(duì)準(zhǔn)要求；經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡安裝平臺(tái)為電子差分水平儀傳感器承載平臺(tái)，該平臺(tái)可以保證在陸地上經(jīng)緯儀調(diào)平的情況下，電子差分水平儀傳感器測(cè)量的角度值與經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡的高低角度值相同。

角度測(cè)量分系統(tǒng)由一臺(tái)經(jīng)緯儀、安裝在經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡上的一號(hào)CCD 攝像機(jī)、安裝在艦炮身管內(nèi)的二號(hào)CCD 攝像機(jī)及其安裝支架組成［10］。安裝在經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡上的一號(hào)CCD 攝像機(jī)其視軸與經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡光軸平行且可隨其同步轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝在艦炮身管內(nèi)的二號(hào)CCD 攝像機(jī)其視軸與艦炮身管中心線平行，一號(hào)、二號(hào)攝像機(jī)的視場(chǎng)角略大于經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)角。

控制與數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)由時(shí)統(tǒng)控制模塊、多路視頻信號(hào)處理模塊及數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)組成。時(shí)統(tǒng)控制模塊能夠控制系統(tǒng)同時(shí)錄取多路視頻信號(hào)，多路視頻信號(hào)處理模塊能夠完成多路視頻圖像錄取及圖像中星體偏差位置的提取，數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)完成武器系統(tǒng)高低、方向角度誤差值的計(jì)算。

聲力電話是瞄星系統(tǒng)內(nèi)部的通訊設(shè)備，無(wú)需外部電源支持可以方便的在艦艇上使用。

3.2 新的瞄星方法

3.2.1 系泊條件下瞄星系統(tǒng)角度對(duì)準(zhǔn)

工作開(kāi)始前，首先在陸上對(duì)經(jīng)緯儀進(jìn)行歸零準(zhǔn)備，即在經(jīng)緯儀調(diào)平的情況下，將高低補(bǔ)償值置零。然后在甲板上進(jìn)行瞄星系統(tǒng)角度對(duì)準(zhǔn)工作，角度對(duì)準(zhǔn)包含方向角度對(duì)準(zhǔn)、高低角度對(duì)準(zhǔn)兩項(xiàng)內(nèi)容。首先進(jìn)行方向角度對(duì)準(zhǔn)。如圖2所示，O點(diǎn)為經(jīng)緯儀架設(shè)點(diǎn)，A、B分別為艦艏艉線上的兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，在A、B兩個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)上各安放一只對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺，并保證其方向與艦艏艉線方向垂直；操作經(jīng)緯儀，使望遠(yuǎn)鏡十字絲中心瞄準(zhǔn)A點(diǎn)，鎖定經(jīng)緯儀方向旋鈕，將望遠(yuǎn)鏡反轉(zhuǎn)并瞄準(zhǔn)標(biāo)尺二，此瞄準(zhǔn)點(diǎn)定義為D點(diǎn)，同樣的方法，在標(biāo)尺1上確定出C點(diǎn)，由于AC、BD兩線段長(zhǎng)度已知，則O點(diǎn)到線段AB的垂直距離L的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝AC＊BD／（AC＋BD）；在標(biāo)尺1、2上分別確定A′、B′點(diǎn)，使AA′＝BB′＝L，則直線A′B′與艦艏艉線平行，操作經(jīng)緯儀使望遠(yuǎn)鏡十字絲中心瞄準(zhǔn)A′點(diǎn)，并將方向角度值置零，此時(shí)經(jīng)緯儀方向角度零位與艦艏艉線對(duì)齊。其次進(jìn)行高低角度對(duì)準(zhǔn)。沿艦艏方向在艦基準(zhǔn)平臺(tái)、經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡平臺(tái)上分別放置電子差分水平儀傳感器，將經(jīng)緯儀高低角讀數(shù)置為90°（天頂為0°），調(diào)整經(jīng)緯儀基座旋鈕，使二個(gè)傳感器讀數(shù)差值為零；在方向上轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)緯儀90°，同時(shí)重新放置基準(zhǔn)平臺(tái)上的傳感器，使其與經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡上的傳感器測(cè)量方向一致，調(diào)整經(jīng)緯儀基座旋鈕，使兩個(gè)傳感器讀數(shù)差值為零；重復(fù)進(jìn)行上述操作，將高低角度對(duì)準(zhǔn)。反復(fù)進(jìn)行方向角度、高低角度對(duì)準(zhǔn)，直至對(duì)準(zhǔn)誤差滿足要求為止。

圖2 方向角度對(duì)準(zhǔn)示意圖

3.2.2 系統(tǒng)對(duì)星體的瞄準(zhǔn)與測(cè)量

1）在艦艇的左、右舷各選擇一顆較明亮且方向、高低角度合適的兩顆星，一顆作為主星，另一顆作為輔星；

2）操作經(jīng)緯儀，使主星大致位于經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)的中心位置時(shí)停止操作經(jīng)緯儀，同時(shí)在系統(tǒng)控制與數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)的顯示器上觀察一號(hào)CCD 攝像機(jī)圖像；

3）在艦炮的身管內(nèi)安放二號(hào)CCD 攝像機(jī)及其安裝機(jī)座，手動(dòng)控制艦炮從一側(cè)在方向（或高低）上運(yùn)動(dòng)，二號(hào)CCD攝像機(jī)拍攝的圖像在控制與數(shù)據(jù)處理分系統(tǒng)顯示器上可見(jiàn)，待被瞄準(zhǔn)的主星大致位于視場(chǎng)中心時(shí)，艦炮停止運(yùn)動(dòng)，為防止空回的影響，此時(shí)不可松開(kāi)搖炮手輪桿；

4）利用艦艇的橫搖、縱搖，待主星處于二號(hào)CCD攝像機(jī)圖像的方向（或高低）十字中心線時(shí)，同時(shí)截取一號(hào)CCD、二號(hào)CCD攝像機(jī)的圖像，并利用圖像判讀軟件，測(cè)量出主星位置與一號(hào)CCD攝像機(jī)光軸在高低、方向上的角度偏差值。

5）讀取經(jīng)緯儀的方位角、高低角；讀取艦炮架位反饋的方向、高低角度值；

6）重復(fù)上述過(guò)程，完成輔星位置與一號(hào)CCD 攝像機(jī)光軸在高低、方向上的角度偏差值測(cè)量及艦炮架位反饋的方向、高低角度值讀取。

3.2.3 艦炮方向、高低角度誤差的計(jì)算與校驗(yàn)。

1）方向、高低角度真值計(jì)算

建立經(jīng)緯儀真值測(cè)量坐標(biāo)系（簡(jiǎn)稱真值坐標(biāo)系）。原點(diǎn)為經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡回轉(zhuǎn)中心，Y軸為艦艏艉線（指向艦艏為正），X軸垂直于Y軸，XY平面平行于艦基準(zhǔn)平臺(tái)，Z軸垂直于XY平面指向天頂，建立右手直角坐標(biāo)系。建立一號(hào)CCD攝像機(jī)測(cè)偏坐標(biāo)系（簡(jiǎn)稱測(cè)偏坐標(biāo)系），原點(diǎn)為CCD 攝像機(jī)光電耦合成像器件平面中心點(diǎn)，Y軸為攝像機(jī)視軸，X軸垂直于Y軸且平行于艦基準(zhǔn)平臺(tái)，Z軸垂直于XY平面指向天空，XYZ三軸構(gòu)成右手直角坐標(biāo)系。假設(shè)一空間平面，待瞄準(zhǔn)的星體在此平面內(nèi)，一號(hào)CCD攝像機(jī)的視軸與該平面垂直且交點(diǎn)為M。由于星體十分遙遠(yuǎn)，因此真值坐標(biāo)系原點(diǎn)與測(cè)偏坐標(biāo)系原點(diǎn)可以認(rèn)為是同一個(gè)點(diǎn)，我們定義為O 點(diǎn)，則M 點(diǎn)在真值坐標(biāo)系中的方位角及高低角即為經(jīng)緯儀的方位角Am 及高低角Em，設(shè)OM距離為L(zhǎng)；設(shè)星體在一號(hào)CCD攝像機(jī)視場(chǎng)中距十字中心點(diǎn)的方向、高低位置的像元素分別為Xs、Zs，可計(jì)算其所對(duì)應(yīng)的角度值分別為ΔX、ΔZ，則星體在測(cè)偏坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為

通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式，將星體在測(cè)偏坐標(biāo)系中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為真值坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（X0、Y0、Z0）。

通過(guò)此三維坐標(biāo)，我們可以得到星體在真值坐標(biāo)系中的方位角和高低角。此角即為瞄星的方向及高低角度真值。

2）艦炮方向、高低角度測(cè)量值求取

由于利用了艦艇的搖擺特性，星體正好出現(xiàn)在二號(hào)CCD攝像機(jī)的方向（或高低）中心線上，因此艦炮方向、高低角度測(cè)量值即為艦炮架位反饋的方向、高低角度值，我們定義其為AP、EP。

3）艦炮方向、高低角度誤差計(jì)算

艦炮方向、高低角度測(cè)量值與方向、高低角度真值之差，即為艦炮的角度誤差值。艦炮的方向、高低角度誤差為

4）艦炮方向、高低角度誤差校驗(yàn)

以輔星為目標(biāo)，用相同的方法進(jìn)行上述操作過(guò)程并計(jì)算，求取艦炮方向、高低角度誤差，并將其與主星的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果二者數(shù)據(jù)相差較小，滿足測(cè)量要求，此次瞄星數(shù)據(jù)有效，否則數(shù)據(jù)無(wú)效，應(yīng)盡快查找問(wèn)題，重新組織瞄星。

4 結(jié)語(yǔ)

艦炮武器系統(tǒng)瞄星試驗(yàn)是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性試驗(yàn)，試驗(yàn)的質(zhì)量直接關(guān)系到后續(xù)海上動(dòng)態(tài)精度試驗(yàn)、射擊精度試驗(yàn)的成敗。針對(duì)傳統(tǒng)瞄星方法所面臨的各種問(wèn)題，利用瞄星的基本原理，創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出新的瞄星方法，研制新的瞄星設(shè)備，解決所面臨的問(wèn)題，在系泊條件下完成艦炮武器系統(tǒng)角度零位一致性檢查，是十分必要的。新的試驗(yàn)方法及后續(xù)研制的設(shè)備可完全取代傳統(tǒng)的瞄星試驗(yàn)方法及設(shè)備，它的應(yīng)用范圍更廣、對(duì)環(huán)境條件的依賴性更低、設(shè)備的操作使用更簡(jiǎn)單便捷。新方法及設(shè)備在工程中的使用，將大大加快瞄星試驗(yàn)的進(jìn)度，具有明顯的軍事和經(jīng)濟(jì)效益。

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