[发明专利]火箭方位精密瞄准系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种火箭方位精密瞄准系统及方法，用于运载火箭发射时的初始瞄准，本发明属于光电瞄准测量领域。

背景技术

在运载火箭的发射之前需要对火箭方位位置进行调节，使其精确的对准要发射的方向，这就需要一套精密的实时测量系统，通过对方位角度的实时测量来完成方位的定位调整。

现有的瞄准测量系统中，多采用目视瞄准法进行。该系统包括直角棱镜、标杆仪、两个目视瞄准单元和两个二维导轨。直角棱镜水平安装在火箭平台上，标杆仪安置于经过大地测量后的标杆仪固定点，两二维导轨分别安置于经过大地测量后的二维导轨固定点，三个固定点在一条直线上；两个目视瞄准单元分别设置在两个二维导轨上。该系统及其瞄准方法，主要在于目视瞄准单元的结构及目视瞄准单元对直角棱镜的瞄准步骤，下面结合附图详细描述。

如图1所示，目视瞄准单元2为该系统核心，目视瞄准单元2主要包括瞄准物镜2-1、半反半透镜2-2、调焦镜2-3、分划板2-4、目镜2-5和激光器2-6。激光器2-6发出激光束经过半反半透镜2-2反射后入射到瞄准物镜2-1上，经过瞄准物镜2-1准直后出射光入射到远处的直角棱镜1上，光束经过直角棱镜1的反射后重新入射到瞄准物镜2-1上，经过瞄准物镜2-1会聚后通过半反半透镜2-2，光束再经过调焦镜2-3和分划板2-4后到达目镜2-5，最后由人眼观察。当激光光斑位于分划板2-4左侧时，对火箭进行逆时针调整，当激光光斑位于分划板2-4右侧时，对火箭进行顺时针调整，直到光斑位于分划板2-4中心。

采用目视瞄准法进行瞄准测量时，需要反复多次进行二维导轨平移和目视瞄准才能使之瞄准目标，导致测量时间长，工作步骤繁琐。另外，由于大量使用人眼目视进行瞄准，火箭方位瞄准时精度较低，大约为10″以上，这样的精度水平已经不能满足目前卫星入轨方位瞄准精度要达到2″左右的要求。同时，采用目视接收系统，为了保护使用者眼睛安全，只能采用能量极低的激光，导致在白天进行瞄准过程中需要反复多次才能对准，极大的影响了火箭发射的准备时间，降低了工作效率。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种火箭方位精密瞄准系统及方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

火箭方位精密瞄准系统，包括直角棱镜、光电瞄准单元A、光电瞄准单元B、二维导轨A、二维导轨B、瞄控器和标杆仪；

直角棱镜水平安装在火箭平台上，标杆仪安置于经过大地测量后的固定点，二维导轨A和二维导轨B分别安置于经过大地测量后的固定点；光电瞄准单元A和光电瞄准单元B分别设置在二维导轨A和二维导轨B上，两个光电瞄准单元结构相同且同轴放置，两个二维导轨结构相同；瞄控器接收两个光电瞄准单元传输的数据；光电瞄准单元A由激光器、第一反射镜、第二反射镜、瞄准物镜、分光镜、分划板、目镜、第三反射镜、成像物镜、分光棱镜、光纤接收器、第四反射镜和图像传感器组成；激光器发出的光束经过第一反射镜后方向改变90°，再经过第二反射镜后方向改变90°，光束同轴经过瞄准物镜出射，经过直角棱镜反射，反射光束先经过瞄准物镜，然后会聚到分光镜上；分光镜将光束按波长分为两路，其中波长658nm的一路光反射回来，经过第三反射镜入射到成像物镜，这部分光再经过分光棱镜后一部分入射到光纤接收器，另一部分经第四反射镜后入射到图像传感器进行图像采集；经过分光镜分出的另一部分光透过分光镜会聚到分划板上，再经过目镜后供人眼目视观察。

火箭方位精密瞄准系统的瞄准方法，包括以下步骤：

1）将直角棱镜水平安装在火箭平台上，将标杆仪安置于标定好的固定点；

2）将光电瞄准单元A和光电瞄准单元B分别安置于二维导轨A和二维导轨B上，通过调节两个二维导轨高度进行调水平，使两光电瞄准单元水平轴与大地水平面平行；

3）首先调节二维导轨B的X轴平移导轨使得光电瞄准单元B在X轴方向对准已经标定好的固定点；之后调节二维导轨B的Y轴平移导轨使得光电瞄准单元B在Y轴方向对准已经标定好的固定点；完成后调节光电瞄准单元B的方位及俯仰方向，使其瞄准标杆仪；在调节完成后对二维导轨A和光电瞄准单元A进行上述同样的操作，使光电瞄准单元A瞄准标杆仪；

4）保持光电瞄准单元A方位方向不动，调节电瞄准单元A俯仰角及二维导轨A的X轴方向导轨位置，通过目视观察，使得光电瞄准单元A光轴对准直角棱镜中心；在调节完成后对二维导轨B和光电瞄准单元B进行同样的操作，使光电瞄准单元B光轴对准直角棱镜中心；