CN105258566B - 火箭瞄准系统通过瞄准标尺和基准点获取基准方位的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的火箭瞄准系统通过瞄准标尺和基准点获取基准方位方法，包括步骤：在勤务塔上瞄准间内固定直角棱镜，利用直角棱镜给出参考光轴；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；在勤务塔外地面上设置基准点和检查点；基准点和检查点与相应标杆仪对心；瞄准标尺上每个瞄准点与基准点的大地方位角，与检查点的大地方位角数据预先测绘标定并保持有效；瞄准仪与选定瞄准点对心；通过瞄准仪测得检查点、基准点、惯组棱镜、大地方位角间的角度差异，换算为箭体的基准方位角的测量步骤。能达到基准方位高精度传递的目的，满足了运载火箭地面瞄准设备使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种光电测量方法，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，通过与基准点或检查点的标杆仪光学准直，完成基准方位引入功能。
直角棱镜可以与光源配合形成稳定的光轴，可以用作基准方位的储备棱镜，以便于当基准点或检查点被火箭遮挡时，瞄准仪可直接通过直角棱镜获得基准方位。
发明内容
本发明的目的是提供一种火箭瞄准系统在勤务踏上通过瞄准标尺和基准点获取基准方位的方法，利用瞄准标尺和基准点解决无法在较高的勤务塔上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瞄准标尺和基准点获取基准方位方法，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直角棱镜，利用直角棱镜给出参考光轴；
沿参考光轴方向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；
在勤务塔外间距400至500米地面上设置间隔的基准点和检查点；
瞄准标尺上每个瞄准点与基准点的大地方位角，与检查点的大地方位角数据预先测绘标定并保持有效；
在基准点和检查点上分别设立标杆仪，通过调整标杆仪水平位置，使标杆仪中心铅垂线与基准点或检查点重合；
瞄准仪与选定瞄准点对心，使瞄准仪回转轴中心的投影与选定瞄准点重合；
通过瞄准仪测得检查点、基准点、惯组棱镜、大地方位角间的角度差异，形成换算为箭体的基准方位角的测量步骤。
所述测量步骤包括：
通过瞄准仪瞄准检查点的标杆仪，光学准直，获得检查点大地方位角Ajc，与测绘标定数据校验获得测量初始误差；
通过瞄准仪瞄准基准点的标杆仪，光学准直，获得基准点角度数据与测绘标定校验换算获得基准方位角度Ajz；
通过瞄准仪瞄准惯组棱镜，获得准直偏差角β；
通过瞄准仪获得瞄准惯组棱镜和瞄准基准点间的方位旋转角α；
基准方位角度Ajz与惯组棱镜之间的方位夹角θ，以及惯组棱镜的瞄准初始方位角Amz根据以下公式获得：
θ＝a+β…………………………………………………………………(2)。
所述瞄准标尺由一条长横刻线和数条短竖刻线构成，每个短竖刻线与长横刻线的垂直交点就是一个瞄准点，刻线宽度0.5mm，竖刻线间距50mm。
所述基准点、检查点分别由宽度0.5mm的刻线构成。
所述基准点和检查点上设立的标杆仪标杆直径为40mm，标杆上沿标杆走向安装一排LED灯。
本发明的火箭瞄准系统通过瞄准标尺和基准点获取基准方位(瞄准初始方位角)的方法能达到基准方位高精度传递的目的，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瞄准标尺和基准点获取基准方位方法中利用瞄准标尺和基准点获得并传递角度的测量示意图。
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直角棱镜02，利用直角棱镜02给出参考光轴(即直角棱镜02法线方向)；
沿参考光轴方向设置瞄准标尺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；
在勤务塔外间距400至500米地面上设置间隔的基准点05和检查点06；
瞄准标尺上每个瞄准点与基准点05的大地方位角，与检查点06的大地方位角数据预先测绘标定并保持有效；
在基准点05和检查点06上分别设立标杆仪，通过调整标杆仪水平位置，使标杆仪中心铅垂线与基准点05或检查点06重合；
瞄准仪03与选定瞄准点对心使瞄准仪回转轴中心的投影与选定瞄准点重合；
瞄准仪先与标杆光学准直,再与直角棱镜准直,进而测量出瞄准点与基准点(05)的连线与直角棱镜(02)法线间的方位夹角；
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。
通过瞄准仪测得检查点、基准点、惯组棱镜、大地方位角间的角度差异，形成换算为箭体的基准方位角的测量步骤。
本发明的获取基准方位方法主要包括以下测量步骤：
通过瞄准仪03瞄准检查点06的标杆仪，光学准直，获得检查点大地方位角Ajc，与测绘标定数据校验获得测量初始误差；
通过瞄准仪03瞄准基准点05的标杆仪，光学准直，获得基准点角度数据与测绘标定校验换算获得基准方位角度Ajz；
通过瞄准仪03瞄准惯组棱镜01，获得准直偏差角β；
通过瞄准仪03获得瞄准惯组棱镜01和瞄准基准点05间的方位旋转角α；
基准方位角度Ajz与惯组棱镜01之间的方位夹角θ，以及惯组棱镜01的瞄准初始方位角Amz根据以下公式获得：
θ＝a+β…………………………………………………………………(2)
本发明的火箭瞄准系统在较高勤务塔上通过瞄准标尺和基准点获取基准方位的方法可以实现超高测量精度，角度误差小，测量持续性好。采用本方法，可以将火箭惯组棱镜的大地方位快速映射在平面象限内完成数据转换传递。
本发明获取基准方位方法中使用的瞄准标尺04由一条长横刻线和数条短竖刻线构成，每个短竖刻线与长横刻线的垂直交点就是一个瞄准点，刻线宽度0.5mm，竖刻线间距50mm，根据具体瞄准范围确定瞄准标尺横刻线长度和瞄准点的数量。
基准点、检查点分别由宽度0.5mm的刻线构成。
基准点和检查点上设立的标杆仪标杆直径为40mm，以与瞄准仪目视分划板宽度匹配为准。为了满足夜间工作需求，标杆上沿标杆走向安装一排LED灯。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (5)
1.火箭瞄准系统通过瞄准标尺和基准点获取基准方位方法，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直角棱镜(02)，利用直角棱镜(02)给出参考光轴；
沿参考光轴方向设置瞄准标尺(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；
在勤务塔外间距400至500米地面上设置间隔的基准点(05)和检查点(06)；
瞄准标尺上每个瞄准点与基准点(05)的大地方位角，与检查点(06)的大地方位角数据预先测绘标定并保持有效；
在基准点(05)和检查点(06)上分别设立标杆仪，通过调整标杆仪水平位置，使标杆仪中心铅垂线与基准点或检查点重合；
瞄准仪(03)与选定瞄准点对心，使瞄准仪回转轴中心的投影与选定瞄准点重合；
通过瞄准仪(03)测得检查点(06)、基准点(05)、惯组棱镜(01)、大地方位角间的角度差异，形成换算为箭体的基准方位角的测量步骤。
2.如权利要求1所述火箭瞄准系统通过瞄准标尺和基准点获取基准方位方法，其特征在于：所述测量步骤包括：
通过瞄准仪(03)瞄准检查点(06)的标杆仪，光学准直，获得检查点大地方位角Ajc，与测绘标定数据校验获得测量初始误差；
通过瞄准仪(03)瞄准基准点(05)的标杆仪，光学准直，获得基准点角度数据与测绘标定校验换算获得基准方位角度Ajz；
通过瞄准仪(03)瞄准惯组棱镜(01)，获得准直偏差角β；
通过瞄准仪(03)获得瞄准惯组棱镜(01)和瞄准基准点(05)间的方位旋转角α；
基准方位角度Ajz与惯组棱镜(01)之间的方位夹角θ，以及惯组棱镜(01)的瞄准初始方位角Amz根据以下公式获得：
θ＝a+β…………………………………………………………………(2)。
3.如权利要求2所述火箭瞄准系统通过瞄准标尺和基准点获取基准方位方法，其特征在于：所述瞄准标尺(04)由一条长横刻线和数条短竖刻线构成，每个短竖刻线与长横刻线的垂直交点就是一个瞄准点，刻线宽度0.5mm，竖刻线间距50mm。
4.如权利要求3所述火箭瞄准系统通过瞄准标尺和基准点获取基准方位方法，其特征在于：所述基准点、检查点分别由宽度0.5mm的刻线构成。
5.如权利要求4所述火箭瞄准系统通过瞄准标尺和基准点获取基准方位方法，其特征在于：所述基准点和检查点上设立的标杆仪标杆直径为40mm，标杆上沿标杆走向安装一排LED灯。
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