[发明专利]一种自行火炮身管指向检测方法

权利要求书

1.一种自行火炮身管指向检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，确定真北，

1)将自行火炮停于开阔平坦的区域，在自行火炮附近可视范围内选择两个控制点，放置两个标志杆，两个标志杆之间间隔不小于50m，在两个标志杆上均安装北斗接收机，并通过RTK顶部天线引出技术将天线相位中心精确引出，各架设一觇板；

2)通过北斗RTK高精度定位技术检测得到两觇板上标志点大地坐标为M(x_M,y_M,z_M)、N(x_N,y_N,z_N)，求解两觇板基线MN与真北之间的夹角θ：

步骤二，确定全站仪位置，

1)在两个标志杆一侧放置全站仪，使全站仪工作于角度测量模式，照准M点，设置此刻水平度盘读数为0°，之后操作全站仪照准另一觇板N点，读出此刻水平度盘的读数，即为∠M₀SN₀；其中，S为全站仪观测中心，M₀、N₀分别为M、N点在S点所在水平面的投影；

2)同理，利用全站仪的角度测量功能，测量角∠MSM₀、∠NSN₀；

3)设置棱镜常数、气压气温值等参数，利用全站仪测角测距功能，分别测量斜距；

4)结合两个觇板的坐标以及上述信息，并求解全站仪S点位置处的坐标(X_S,Y_S,Z_S)；

步骤三，身管轴线与标线位置参数确定，

1)以全站仪观测中心S点为原点，以真北方向为y轴，以东向为x轴，建立站心坐标系S-xyz；

2)将身管调平，在自行火炮身管上设置两标记点，包括第一标记点和第二标记点，第二标记点位于过炮口所在圆的圆心的水平线与炮口的交点，第一标记点的设置尽可能使两标记点的连线水平，并在身管允许范围内尽可能远离第二标记点；

3)利用全站仪分别瞄准M点以及身管上的第二标记点，得到∠B₀SM₀，结合角∠B₀SB、∠M₀SO以及S点坐标，求解第二标记点坐标B(x_B,y_B,z_B)，同理可以得到第一标记点坐标A(x_A,y_A,z_A)；其中，A₀、B₀为身管标记点A、B在S点所在水平面的投影，O点为y轴与M₀N₀的交点；

4)测量两身管标记点处的身管半径为R_A、R_B，结合第一标记点和第二标记点的坐标求解第一标记点在炮口坐标系下的坐标，确定身管标线与轴线的位置参数；

步骤四，确定身管轴线高低角、方位角信息，

1)调整自行火炮身管到测量位置，利用上述方法测量该姿态下身管标记点A、B的位置坐标A₁(x_A1,y_A1,z_A1)、B₁(x_B1,y_B1,z_B1)；

2)结合A、B点在炮口坐标系和大地坐标系中的坐标，求解出炮口坐标系转换为大地坐标系的旋转矩阵C；

3)由炮口坐标系下的身管轴线OO′指向向量及旋转矩阵C，可得到大地坐标系下的身管轴线指向，从而解算出该姿态下的轴线方位角α、高低角β。

2.根据权利要求1所述的自行火炮身管指向检测方法，其特征在于，两所述标记杆之间间距不小于50m；每个所述标志杆由三脚架、北斗接收机和觇板组成；所述北斗接收机通过支撑杆安装于三角架上。

3.根据权利要求1所述的自行火炮身管指向检测方法，其特征在于，所述全站仪布置于两个标志杆连线处一侧，且全站仪和两个标志杆呈三角状分布。

4.根据权利要求1所述的自行火炮身管指向检测方法，其特征在于，所述身管标线为身管标记点的连线。