[发明专利]火箭瞄准系统通过基准棱镜获取基准方位的方法

说明书

技术领域

本发明设计一种光电测量方法，特别是涉及一种方位角的光电测量方法。

背景技术

新一代火箭总体方案与现役火箭设计存在差异。要求在发射场无人值守情况下持续监视箭体瞄准角度，直至到发射点火时刻。现有火箭瞄准系统无法满足瞄准需求。

实践中，火箭通过惯性单元进行导航，惯性单元器件外壳装配直角棱镜，即火箭瞄准棱镜(也称惯组棱镜)，火箭起飞前，通过地面瞄准设备，测量并计算获得该直角棱镜法平面与大地北(N)的方位夹角，即可完成地面瞄准工作。如何快速准确的将发射瞄准的基准方位测得并准确传递到勤务塔上的瞄准间内，并赋予地面瞄准设备，是需要新的火箭总体方案改进的瞄准关键技术。

在火箭勤务塔上，用地面瞄准设备，通过发射、接收瞄准光束，对火箭瞄准棱镜法平面与大地北的方位夹角进行测量，并将基准方位数据传递给火箭控制系统，就是确定瞄准设备发射的瞄准光束(即瞄准光轴)与大地北的方位夹角。

(光电)瞄准仪可用于精确角度测量，通过与基准棱镜准直，可完成基准方位的获取，具有抗杂光干扰以及输出敏区信号和瞄准信号功能，并且可以与火箭控制系统一起实现闭环自动化瞄准等功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种火箭瞄准系统通过基准棱镜获取基准方位的方法，利用基准棱镜解决在较高勤务塔上无法快速准确测得并传递基准方位的技术问题。

本发明的火箭瞄准系统通过基准棱镜获取基准方位的方法，包括准备步骤和测量步骤，其中准备步骤包括：

在勤务塔上瞄准间内固定基准棱镜，利用基准棱镜给出参考光轴；

基准棱镜中心高度与箭体的惯组棱镜高度保持相当；

基准棱镜法线与大地北之间的大地方位角数据预先测绘标定并保持有效；

沿参考光轴设置瞄准标尺的长横刻线，确定瞄准标尺的长横刻线与短竖刻线形成的顺序瞄准点；

电控瞄准仪与选定瞄准点对心；

通过电控瞄准仪测得基准棱镜、惯组棱镜、大地方位角间的角度差异，形成换算为箭体发射前的初始方位角的测量步骤。

所述测量步骤包括：

通过电控瞄准仪瞄准基准棱镜，光学准直，获得角度数据与测绘标定校验换算获得基准方位角度A_jz；

通过电控瞄准仪瞄准惯组棱镜，获得准直偏差角β；

通过电控瞄准仪获得瞄准惯组棱镜和参考光轴间的方位旋转角α；

基准方位角度A_jz与惯组棱镜之间的方位夹角θ，以及惯组棱镜的初始方位角A_mz根据以下公式获得：

θ＝α+β…………………………………………………………………(2)。

所述基准棱镜入射面长度不小于50mm，宽度不小于30mm。

本发明的火箭瞄准系统通过基准棱镜获取(初始方位角)基准方位的方法均能达到方位基准高精度传递的目的，满足了运载火箭地面瞄准设备使用要求。

附图说明

图1为本发明火箭瞄准系统通过基准棱镜获取基准方位方法中利用基准棱镜获得并传递角度测量示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

结合图1所示，本发明的获取基准方位方法主要包括以下准备步骤：

在勤务塔上瞄准间内固定基准棱镜02，利用基准棱镜02给出参考光轴(即基准棱镜02法线方向)；

基准棱镜02中心高度与箭体的惯组棱镜01高度保持相当(基本一致)；

基准棱镜02法线与大地北之间的大地方位角数据预先测绘标定并保持有效；

沿参考光轴设置瞄准标尺04的长横刻线，确定瞄准标尺的长横刻线与短竖刻线形成的顺序瞄准点；

电控瞄准仪03与选定瞄准点对心。

准备步骤为具体的，可进一步优化的测量步骤提供了快速测量和参数角度转换的必要物理参照基础，为进一步提高测量精度的算法保留了与大地方位角的映射关系。

通过电控瞄准仪测得基准棱镜、惯组棱镜、大地方位角间的角度差异，形成换算为箭体的初始方位角的测量步骤。

本发明的获取基准方位方法主要包括以下测量步骤：

通过电控瞄准仪03瞄准基准棱镜02，光学准直，获得角度数据与测绘标定校验换算获得基准方位角度A_jz；

通过电控瞄准仪03瞄准惯组棱镜01，获得准直偏差角β；

通过电控瞄准仪03获得瞄准惯组棱镜01和参考光轴间的方位旋转角α；