一种弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法

技术领域

本发明涉及一种超音速弹体末段弹道参数的获取方法，具体涉及一种弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法。

背景技术

超音速飞行的弹体在即将到达地面时，由于其飞行高度低，受到复杂地形如山地、丘陵等的遮挡，导致雷达散射截面小，地面杂波干扰大，因此，雷达难以对弹体末段弹道参数进行获取。光学测量方法由于易受到烟尘浓雾的影响，在连续打击的情况下难以获得清晰的图像，导致测量失效；另外，光学测量视场小，在弹体出现较大偏离超出其视场范围时，也会导致测量失效，从而无法获取弹体末段弹道参数。

分布式声学测量方法因其具备全天候、不受烟尘浓雾干扰、测量范围大等特点，常用于大区域目标位置的测量。目前的声学测量方法是通过多个传声器接收目标爆炸或高速撞击地面产生的声信号，利用传声器之间的到时差实现目标定位。然而，这种方法只能获得炸点位置和爆炸时刻，无法获得弹体速度和弹道方向，从而导致无法准确评估弹体性能。

发明内容

本发明的目的是解决现有的声学测量方法因只能获得炸点位置和爆炸时刻，无法获得弹体速度和弹道方向，从而导致无法准确评估弹体性能的技术问题，而提供了一种弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1、在预定炸点周围布设N个声学测点，N≥2；所述声学测点依次获取弹道激波波达方向和弹道激波到时、爆炸波波达方向和爆炸波到时；

步骤2、通过获取的爆炸波波达方向和爆炸波到时得到炸点位置和爆炸时刻；

步骤3、通过获取的弹道激波波达方向、弹道激波到时和炸点位置计算出弹道方向和弹体速度。

进一步地，步骤1具体为：

在预定炸点周围布设N个声学测点，N≥2；所述声学测点位于已知位置s

进一步地，步骤2具体包括以下子步骤：

步骤2.1、根据步骤1中获取的爆炸波波达方向，得到炸点s相对于声学测点s

其中：

为第i个声学测点测量的炸点方位角；

步骤2.2、根据下式使用加权最小二乘法计算得到炸点位置s的估计

其中：

G为融合爆炸波波达方向信息的矩阵，

G＝[2(k

U

W为融合爆炸波波达方向和炸点到测点距离信息的权重矩阵，

W＝TQT

0

Q为测量误差向量

h为融合爆炸波波达方向、声学测点位置和声学测点到炸点的距离差的向量，

步骤2.3、根据步骤1中的声学测点s

其中：

进一步地，步骤3具体包括以下子步骤：

步骤3.1、根据步骤1中获取的弹道激波波达方向，得到激波分离点p

b

其中：φ

θ

步骤3.2、根据下式使用加权最小二乘法计算得到激波分离点位置p

其中：

A为融合弹道激波波达方向信息的矩阵，A＝[(b

V

W

Q

z为融合弹道激波波达方向、炸点和声学测点位置、声学测点s

r

依据所述激波分离点位置p

步骤3.3、根据步骤2.2中所得炸点位置s的估计

其中：

步骤3.4、令权重矩阵W

其中，

0

步骤3.5、根据步骤3.4中所得更新后的弹道方向u的估计

其中：

进一步地，步骤1中，所述N＝2；所述声学测点采用传声器阵列信号依次获取弹道激波波达方向和弹道激波到时、爆炸波波达方向和爆炸波到时。

本发明的有益效果：

1、本发明提供了一种弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法，融合了弹道激波波达方向和到时、爆炸波波达方向和到时，实现了炸点位置、爆炸时刻、弹体速度和弹道方向的获取，获取的末段弹道参数多样，为评估弹体性能和大偏离情况下的残骸搜索提供了技术支持。

2、本发明利用加权最小二乘法直接计算炸点位置和激波分离点位置，具有闭式解，计算方法快速高效，可实时在线处理，便于应用推广。

3、本发明不仅利用声学测点获取的弹道激波方向，还融合了获取的弹道激波到时对激波分离点进行定位，利用声学手段实现了超音速弹体弹道方向的获取。

4、本发明中，选用两个声学测点就可获得末段弹道参数，降低了在野外布设实施的难度，提升了测量系统的易用性，利于大规模试验的开展，适用于快速部署和野外大区域的机动式测量。

附图说明

图1是本发明一种弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法实施例的末段弹道参数获取模型示意图；

图2是本发明实施例中以声学测点s

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种弹道激波和爆炸波联合的末段弹道参数获取方法，具体包括以下步骤：

步骤1、如图1-图2所示，在预定炸点周围布设两个声学测点；以s

步骤2、根据步骤1中获取的爆炸波波达方向和爆炸波到时，得到炸点位置和爆炸时刻

步骤2.1、根据步骤1中获取的爆炸波波达方向，得到炸点s相对于声学测点s

其中：

2(k

其中，d

步骤2.2、使用加权最小二乘法计算得到炸点位置s的估计

通过爆炸波波达方向构建矩阵U

测量误差向量

其中，

步骤2.3、根据步骤1中的声学测点s

其中，

步骤3、根据步骤1中获取的弹道激波波达方向、弹道激波到时和步骤2.2中所得炸点位置s的估计

步骤3.1、根据步骤1中获取的弹道激波波达方向，得到激波分离点p

b

其中：φ

其中，τ

2(b

(b

步骤3.2、使用加权最小二乘法计算得到激波分离点位置p

通过弹道激波波达方向构建矩阵V

测量误差向量ε＝[Δs

依据上述激波分离点位置p

步骤3.3、根据步骤2.2中所得炸点位置s的估计

其中，

步骤3.4、令权重矩阵W

步骤3.5、由图1可知，sinα＝-u

其中：

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何在本发明披露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。