无基准目标的舰载武器零位误差的观测与计算

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舰载直升机远程目标指示系统的误差分析

(中国飞行试验研究院航电所,西安暋710089)
摘暋要:在目标指示系统的飞行试验中,我们面临如何能在评估其指标符合性的同时,评估目标指示系统的误差对其使用能力的影响问题。为研究目标指示系统精度与使用能力的评判方法,对目标指示误差与武器打击效果的关系进行分析,建立基于水面舰艇当前点攻击和预测点攻击方式下的目标指示系统误差模型,分析不同目标指示方式下的误差分布,将目标指示误差与武器捕获概率的关系转化为目标指示误差与导弹自控终点落入指定区域概率的关系。结果表明:两种攻击方式下的目标指示误差均服从二维正态分布,当目标指示误差增大时,武器捕获概率显著下降,若需保证武器攻击效果,则对应有目标指示误差的下限值,该下限值为舰载直升机远程目指系统飞行试验方法提供了参考。关键词 :舰载直升机 ;远程目标指示 ;误差分析 ;捕获概率 ;飞行试验中图分类号:V275+ .1暋暋暋暋文献标识码:A暋暋暋暋暋暋DOI:10.16615/ki.1674灢8190.2019.03.014
ErrorAnalysisofRemoteTargetIndicationSystemfor Ship灢basedHelicopter
YuanDatian,YuFangfang,ChenLiang
(AvionicsInstitute,ChineseFlightTestEstablishment,Xi暞an710089,China)
第 3 期暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋暋袁大天等 :舰载直升机远程目标指示系统的误差分析

舰载测量雷达零位误差、轴系误差标校方法的研究

摘要：借鉴了靶场光学标校和星体标校的基本原理，探讨了在运动平台上如何实现星体标校的修正方法，提出了舰载测
量雷达星体标校方法的技术实现。关键词：测量雷达；运动平台；星体标校
中图分类号：ＴＮ０１１．２
１雷达标校的技术实现
１．１标校内容雷达标校包括标定和校准两部分工作。通过标定计算出
系统误差，校准是采取措施消除或减小系统误差。完成标校工作一般需要对系统误差进行数学描述，建立系统误差模型公式，标定各项误差，采取措施来减小或消除系统误差。测量雷达一般均有三个轴，即：电轴、光轴和机械轴。电轴是差波束过零点的对称轴，光轴是安装在雷达上的光学系统轴系，机械轴是雷达天线方位轴与俯仰轴正交的轴。理想情况下上述三个轴应该是完全重合的，但是在实际情况下是不会重合的，需要进行标校。尤其在运动平台上在进行常规标校的基础上要对标校数据进行相关修正。传统上的雷达标校是采用光学标校的方法。以光学系统的光轴为基准，对误差模型的建立已有很多的论述和成熟的理论。在理论上光学标校精度较高，物理概念清晰，但在实际应用上这种方法非常复杂，如对光电标的架设要求高，光学系统对准目标困难，存在人为读数的影响，受天气制约严重，特别是舰载雷达无法在远离陆地的海上进行标校。由此舰载雷达的标校通常采用星体标校的方法。
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舰载测量雷达系统误差的标校是雷达系统标校所要解决的主要问题之一，尤其在运动平台上，如何检验零位误差和轴系误差以及如何进行校准，对雷达系统测量精度的提高具有

一种舰炮武器系统机械零位校正新方法的提出

一种舰炮武器系统机械零位校正新方法的提出摘要：介绍了传统的舰炮武器系统机械零位校正方法，并基于传统方法，为提高标校精度，在舰艇建造阶段提出了一种结合平行度测量偏差的标校方法，分析了该方法的工作原理，该方法能够较好地减小建造过程中产生的系统误差。

关键词：舰炮武器系统；标校；平行度偏差引言舰炮武器系统机械零位校正是将舰炮武器系统中各单机（如舰炮、跟踪雷达天线、光学瞄具、光电跟踪仪等）的机械零位偏差进行测量并加以校正统一的过程。

校正后误差的大小直接影响舰炮武器系统的射击精度，如何减小校正后误差是舰船建造过程中难度最大、最重要的项目之一。

本文结合现在常用校正方法提出了一种结合平行度偏差测量和计算的新校正方法，该方法在不需新增测试设备的情况下可提高校正精度。

1.传统的校正方法目前普遍采用的校正方法为坞内瞄星法。

坞内瞄星法的主要过程有舰船水平姿态调整，水平度误差测量，光学经纬仪架设及测量基准面调整，瞄星校正。

下面详细介绍坞内瞄星法的过程。

1.1舰船水平姿态调整坞内瞄星法的第一步是把船拖进坞内进行“半坐墩”。

所谓“半坐墩”就是一边调整坞内的水位，一边调整坞墩与船体的支撑点，使船体和坞墩之间相接触，又不受太大的力。

理论上说，坞墩仅起定位作用，浮力支撑全船80%的重量。

在调整过程中利用压载修正船体的水平姿态，使基准平台纵向和横向与大地水平的夹角小于5分。

1.2水平度误差测量水平度误差测量的是各被校正设备安装平面与舰艇基准平台平面的平行度误差，使用象限仪或电子水平仪在水平方向每间隔30度取一个测点同时测量基准平台平面和被校正设备安装平面的水平倾角，计算出两平面的平行度差值，或利用差分水平仪直接测出两平面的平行度差值，一般这个平行度偏差是存在的，且在一定的范围内。

1.3光学经纬仪架设光学经纬仪需要架设在较为开阔的武备中心线上，应能较为长久的、方便的观测到星体。

具体方法是，先找到武备中心线的洋冲标记，用小于0.5mm的细白线粘上白粉笔，连接大于2m以上的前后两端洋冲标记，把细白线掸在船体上，划出瞄星需要的一段武备中心线。

舰载武器SINS非线性传递对准模型及滤波算法

舰载武器SINS非线性传递对准模型及滤波算法李娜;王新龙【摘要】为了满足舰载武器初始对准高精度和快速性的要求,更好地解决舰载武器在大失准角情况下的传递对准问题,提出了一种结合基于四元数的非线性传递对准模型与非线性无迹卡尔曼滤波(UKF)算法的方法,推导并建立了舰载武器捷联惯导系统(SINS)的非线性误差模型.该模型采用姿态四元数表示姿态误差,以提高姿态解算时的快速性和精度,选用速度加姿态作为量测量,以提高系统的可观测性,采用奇异值分解(SVD)方法解决了方差阵的病态问题,以确保算法的鲁棒性,仿真结果表明,该方法不仅解决了舰载武器在大失准角情况下的传递对准问题,而且能够有效提高传递对准的精度和快速性,其计算精度和对准时间满足系统设计要求.%To satisfy the requirement of fast reaction and high precision of initial alignment for shipborne weapons, and to enhance the transfer alignment for shipborne weapons with large misalignment, we present a method of combining the rapid transfer alignment model based on quaternion and the nonlinear unscented Kalman filter (UKF) algorithm, and establish a nonlinear error model for strapdown inertial navigation system(SINS) of shipborne weapons. This error model introduces quaternion to describe the attitude errors in order to enhance the speed and accuracy in calculating attitude. We select a velocity and attitude matching approach to improve the observability of the system, and solve the ill-condition of covariance matrix of the traditional nonlinear UKF filter by using singular value decomposition(SVD) to ensure the algorithm robustness. The simulation results show that the proposed method can effectively improve theprecision and speed of transfer alignment for shipborne weapons with large misalignment, and its calculation accuracy and alignment time meet the design requirements of the system.【期刊名称】《鱼雷技术》【年(卷),期】2011(019)006【总页数】8页(P443-450)【关键词】舰载武器;捷联惯导系统;非线性;四元数;无迹卡尔曼滤波;传递对准【作者】李娜;王新龙【作者单位】北京航空航天大学宇航学院,北京,100191;北京航空航天大学宇航学院,北京,100191【正文语种】中文【中图分类】TJ630.33;TJ765.3为了提高舰载武器的快速反应能力, 对捷联惯导系统(strap-down inertial navigation system, SINS)对准的快速性和精确性提出了越来越高的要求。

无基准目标的舰载武器零位误差的观测与计算

无基准目标的舰载武器零位误差的观测与计算
苏成志;马静;徐洪吉
【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(033)004
【摘要】目前对舰载武器零位系统的检测与规正,都需要远距离基准目标.本文提出在武器和中心控制系统上分别标示点目标,利用两台TCA2003高性能全站仪对点目标进行同步分别观测,利用观测数据求解观测目标与中心线之间固定的几何关系,实现根据观测数据推导武器和中心控制系统二者的中心线的方位,进而计算两条中心线的夹角关系,最终获得零位误差值,避免了选择远距离的基准目标.实际观测并仿真分析可知,本文提出的计算方法,精度可达到,完全满足零位校检的要求.
【总页数】4页(P77-80)
【作者】苏成志;马静;徐洪吉
【作者单位】长春理工大学,机电工程学院,长春,130022;长春理工大学,机电工程学院,长春,130022;长春理工大学,机电工程学院,长春,130022
【正文语种】中文
【中图分类】TJ83
【相关文献】
1.舰载武器系统零位一致性检测研究 [J], 孔小健;王江安;刘启忠;饶炯辉
2.基于大地基准点的舰载雷达零位标校方法研究 [J], 李健;张良
3.舰载武器系统零位检测与规正方法 [J], 胡志强;许秉信
4.互瞄法在舰载武器系统电气零位标定中的应用 [J], 顾颖闽;郑剑波;王嘉苏
5.舰载测量雷达零位误差、轴系误差标校方法的研究 [J], 张正成;刘国峰
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舰载多阵面机械零位动态对准方法研究

舰载多阵面机械零位动态对准方法研究朱学凯;田野;李龙;顾林卫;徐铎【摘要】针对舰船摇摆情况下多阵面机械零位动态对准的需求,提出了一种基于GPS双天线的组合惯导测量系统,通过定义主惯导和子惯导,实现两位置姿态信息的实时输出,最终利用转换矩阵将主惯导的姿态信息传输到多个阵面设备上,从而实现多阵面机械零位的动态对准.【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2019(039)002【总页数】4页(P54-57)【关键词】多阵面;机械零位;动态对准【作者】朱学凯;田野;李龙;顾林卫;徐铎【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101;中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101;中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101;中国船舶重工集团公司第七二三研究所,江苏扬州225101;北京七维航测科技股份有限公司南京分公司,南京210000【正文语种】中文【中图分类】TN957.80 引言阵面对准是阵面研制、试验、使用中的一项重要的工作，目的是检查、调整阵面的机械、电器零位是否满足设计指标的使用要求[1-2]。

舰艇作战系统对准一般分为船坞对准阶段和系泊对准阶段[3]。

通常阵面的机械零位对准是在船坞内静态下完成的。

研制中的设备在进行海上航行试验时需要对舰船的动态姿态信息进行修正，以实现对目标的稳定搜索与跟踪。

魏学通[4]提出了一种基于光电测量的陀螺经纬仪标校方法，可以在光路不通视的情况下完成方位标定，从而解决不同甲板层的方位标定问题。

但是，该光学方法仅适合在静态下的标定。

赵馨[5]借助CCD相机、激光经纬仪、全球定位系统等器件实现了对舰载阵面的零位标定。

该方法可以克服舰艇摆动带来的系统误差，但需要借助岸边已知坐标值的固定基准点，且方法较为复杂。

某阵面设备试验时由于条件受限无法进入船坞内进行静态对准，试验船停靠码头时存在明显的摆动，光学标定方法已无可能，且码头周围无可利用的基准点、标定塔等设施，故需要采用一种不依靠外部资源的标定方法。

舰载导弹武器系统对基准信息的应用需求与展望

YANG Xiao-jun YANG Ji-hong XU Xing-zhu（1.The Navy Transportation of Special Equipment Agency，Qinhuangdao066004，China；2.The Navy Military Delegate Agency in The Third Academe of COSIC，Beijing100074，China）Abstract：Inertial navigation system（INS）is widely used in weapon equipment of the navy.And the initial align-ment of INS on the motion base need make use of outside reference。

The present status of reference information of missile weapon system on warships is presented and application is analyzed also.The demand and utility of ref-erence information using to that INS make complete initial alignment is predicted.Key words：inertial navigation system（INS）；initial alignment；reference information引言舰载导弹武器系统，不论是攻击型的还是防御型的，都是现代战争中最重要的武器。

它将影响整个作战区域内的制空权和制海权。

在国外，舰载导弹武器系统会根据不同需求配置到不同用途的作战平台上。

如防空导弹有美国的标准系列导弹，俄罗斯的SS-300系列，法国的响尾蛇系列等等；反舰导弹有捕鲸叉，俄罗斯的CLUB，法国的飞鱼系列等等；舰载的对陆攻击的导弹有美国的“战斧”系列等等。

舰炮对海射击测量偏差法误差分析与应用

收稿日期：2019-12-05修回日期：2020-02-07作者简介：由大德（1962-），男，山东青岛人，博士，教授，博士生导师。

研究方向：舰炮武器系统与战斗使用的教学与研究。

摘要：对舰炮对海射击测量偏差法存在的误差进行了分析，并对误差与航向变化的关系进行了仿真研究，给出了使误差达到最小时的射击航向值，为实际射击航向的选择提供了依据。

同时将导航定位技术应用于舰炮对海射击测量偏差法，使舰炮对海射击过程不受舰艇机动影响，对提高舰炮对海射击精度和机动性具有重要意义。

关键词：舰炮，测量偏差法，导航定位，射击修正中图分类号：TJ391；E843文献标识码：ADOI ：10.3969/j.issn.1002-0640.2021.02.031引用格式：由大德，盖强，王义涛，等.舰炮对海射击测量偏差法误差分析与应用［J ］.火力与指挥控制，2021，46（2）：179-182.舰炮对海射击测量偏差法误差分析与应用由大德1，盖强2，王义涛3，孙吉4（1.海军大连舰艇学院教学考评中心，辽宁大连116018；2.海军大连舰艇学院导弹与舰炮系，辽宁大连116018；3.海军大连舰艇学院作战软件与仿真研究所，辽宁大连116018；4.海军大连舰艇学院学员五大队，辽宁大连116018）Research on Errors Analysis and Application forMeasurement Deviation Method of Ship-borne Gun Anti-sea FiringYOU Da-de 1，GAI Qiang 2，WANG Yi-tao 3，SUN Ji 4（1.Teaching Evaluation Center ，PLA Dalian Naval Academy ，Dalian 116018，China ；2.Department of Missile and Ship-borne Gun ，PLA Dalian Naval Academy ，Dalian 116018，China ；3.Operational Software and Simulation Institute ，PLA Dalian Naval Academy ，Dalian 116018，China ；4.Midshipman Group Five ，PLA Dalian Naval Academy ，Dalian 116018，China ）Abstract ：The errors of the measurement deviation method for anti-sea firing of the ship-bornegun are analysed ，and the relation between the errors and the firing course values are given ，variation is simulated and studied the firing course when the errors are up to minimum value ，and the basis is provided to choose the actual firing course.At the same time ，the navigation and positioning technology is applied to the measurement deviation method for anti-sea firing of the ship-borne gun ，which is not affected by ship-borne gun's maneuverability in the course of firing at the sea ，and plays a significance role in improving the accuracy and maneuverability of anti-sea firing of the ship-borne gun.Key words ：ship-borne gun ，measurement deviation method ，navigation and positioning ，firing cor-rectionCitation format ：YOU D D ，GAI Q ，WANG Y T ，et al.Research on errors analysis and application for measurement deviation method of ship-borne gun anti-sea firing ［J ］.Fire Control &Command Control ，2021，46（2）：179-182.0引言作为水面舰艇的常规武器，舰炮武器系统具有反应速度快、持续作战能力强、抗干扰性能好和战术使用灵活等优点。

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关键词：零位校检；ＴＡ０３Ｃ２０令站仪；基准爿标：同步测带：仍真分析
中圈分类号：Ｔ８Ｊ３文献标识码：Ａ文章编１７．８０（０）００７０６２９７２１０４［７．４）
ＴｈｅＣｏｐｔｔｏａｌｅｈｏｆＯｂａｎｉｈｅＺｅｏＰｏｉｉｎｍｕａｉｎｔｄｏｔｉｎｇｔｒｓｔｏＭ
ＥｒｏｆＳｐｂｒｅｐｎｔｕｔｍｒｅｓｒｒｏｈｉｏａｄＷａｏｗｉｈｏｔＤａｕＴａｇｔ
ＳＣｅｇｈ，ｎＵＨｎｊＵｈｎｚｉＭＡＪｇＸｏｇｉｉ
（ｃｏｌｆｅｈｔｎｏｌｎｉｅｒｇＣｈｎｃｕｉｅｓｙｏＳｉｎ￣ａｄＴｃｎｌｇ，ａｇｈｎｌ０２）ＳｈｏＭｅａｒｉａＥｇｎｅｉｔａｇｈｎＵｎｖｒｉｆｃｅｃｎｅｈｏｏｙＣｈｎｃｕ３Ｏ２ｏｏｎｔ
第３卷第４３期２１年ｌ月００２
长春Ｔ大学学报（然科学版）
Ｊｕｎｌｆａ￣ｈｎＵｎｖｒｉｆｃｅｃｎｏｒａＣｈｎｏｕｏｉｅｓｙｏＳｉｅａｄＴｅｈｏｏｙ（ｔａＳｉｎｅＥｄｔｏ）ｔｎｃｎｌｇＮａｍｌｃｅｃｉｉｎ
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无基准目标的舰载武器零位误差的观测与计算
苏成志，马静，徐洪吉
（长春理工大学机电工程学院，长春 ’３０２１０２）
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摘
要：Ｆ前对舰载武器零位系统的检测与规ＪＩＴ，都黼婴远距离基准 ¨标。小义提Ｉ武器和中心控制系统一分乜Ｊ
Ａｂｔａｃ：Ｔｈｓｐ叩ｃｐ鹊ａｃｍｐａｉｎａｍ￣ｈｄｉｒｅｏｏａｎｔｅｖａｕｅｏｚｒｏｉｓｒｔｉｒｒｏｕｔｔｏｌｔｏｎｏｄｒｔｂｔｉｈｌｆｅｏｐｓｔｅＴｌｂｔｅｈｐｂｒｋｍｉＯ＂ｅｗｅｎｓｉｏａｄＷｅａ — ｐｏｌｎｅｔｅｓｓｅｗｉｈｕｃｌａｉｌａｄｃｎｒｙｔｍｔｏｔｏｌｉｔｍｎｇａｄｔｔｒｔｗｈｉｈｉａｅＯ１ｈｏｃｓｏｎｏｔｅｄｔ￣ｔａｕｍａｇｅ，ｃｓｂｓｄＩｔｅｃｎｈｔｉｆ，ｈａａｇｔｉｎｇｂｂｃ￣ｉｇｔｅｙｏｓｒ‘ ｎｈ
标示点Ｉ标，利用两台ＴＡ０３性能全站仪对点 ¨标进行同＝别观测，利州观测数据求解观测ｌ栩－ａＣ２０高少分ｌｊ中心线之问固定的几何关系实现根据观测数据推导武器和中心控制系统青的中心线ｃ方位，进而计算两条中心线的火：Ｉ勺角关系，最终获得零位误差值，避免了选择远距离的基准目标。实际观测并仿真分析可知，小文提ｍ的计算方法，精度可达到，完全满足零位校检的要求。
ｓｍｕｌｔｏｎａｙｉｉａｉｎａｌｒｓｓ
舰载武器系统的零位校检一直以来都是保证武
找观测日标（ பைடு நூலகம்两点组成的目标直线，以下简称
器打击精度的前提与基础，零位校检的目的是检测并规正舰载武器和中心控制系统中心线的方位，消
ｔｒｅｓｒｅ１ｍｅｈｐｏｒｎｐｎａｄｃｎｒｓａＴｅｄｔｆｈｗｏｔｒｅｉｆｅｓｉｂａｄｗｅｐｎａｄｔｅｃｎｒａｇｔｍａｋｄ０１ｓｉｂａｄｗｅｏｅｔｓｔ．ｈａｎｅｙｅｎａｏｔｅｔａｇｔＯｌｌｐｏｒａｏｎｔｔｓｉｈｈ．ｅ￣
Ｋｅｒａｅｏｉｏｄｓｎｎ：ＥＳ（ｌｔｎｃＴｔｔｏ）Ｃ２０：ｄｔｒｅ：ｓｎｈｏｍｅｓｒ：ｙｗｏｍ：ｚｏｐｓｉａｊＵｅｔＴＥｅｒｉｏｌａｎＴＡ０３ｌｒｔｎｕｃｏａＳｔｉａｍｔｇｔｙｃｒａｕｅｕａ
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