CN105629253B - 一种靶场末区多方式融合落点测量系统 - Google Patents
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Abstract
一种靶场末区多方式融合落点测量系统,包括光纤传感器网格命中点测量分系统、外差相干检测Φ‑OTDR落点测量分系统、爆炸点声定位测量分系统。系统用于靶场末区导弹炸点、落点的高精度定位及命中点毁伤效果评估,通过多区域光纤传感器网格、多基阵声传感器、地表/地下传感光纤实现目标击中、空中爆炸和地面落点全方位测量,对击中目标时的毁伤效果进行评估。本发明满足实战化各工况条件下全天候、全方位测量及评估,能够实现靶场末区实时报靶功能,多测量方式融合,可实现连续多目标落点测量,能够实现高精度落点定位及命中点毁伤效果评估,具有可靠性高、造价低廉和精度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种靶场末区多方式融合落点测量系统,该系统基于OTDR技术、声定位技术和光纤传感技术,采用多种方式融合的测量方式,应用于靶场末区弹落点测量技术领域。
背景技术
随着武器系统精度的提高,对靶场落点测量可靠性和精度提出了更高的要求。为了完成靶场的测量任务,数据可靠性和测量测全天候是两个重要考虑的因素。
目前,红外自动跟踪、红外脱靶量测量、目标红外辐射特性测量及热图像实况记录等光学手段已广泛应用于导弹航天试验靶场,国内靶场测量设备主要有光电经纬仪、红外监测设备、实时弹道相机、高速电视、相控阵雷达、遥测等,但是它们普遍存在设备昂贵、受气候条件影响的缺点,而且作为专用设备,设备精密复杂,造价极高,且主要设计目的是对目标进行跟踪测量,用于计算弹道,不以报靶为目的,不能立即给出报靶结果。
传统的人工报靶方式是在弹体落地后等安全时间过后,采用人工测量或者无人机拍摄弹坑的方式来判断弹体的落点位置,时效性差、人力消耗大、精度差、效率低,远远不能满足现代化、信息化时代试验发射或训练发射的实际需要,尤其是真正的战场上进行战场毁伤效能评估时,目视检测基本上已经无能为力,而试验发射的落区对导弹落点的测量,多采用光电经纬仪,但是落区测量环境比较复杂,通常不能保证都能测到数据,这样就无法可靠定位。
因此,不论是战场还是训练场,或者是临时落区,需求落点快速、便捷、可靠的监测方案是非常有必要的。
目前有与靶场弹落点测量有关的研究报道,例如申请公布号为CN 103389014 A,名称为“靶场钻地弹爆炸位置定位系统和方法”的发明专利公开了一种利用地震检波器进行靶场钻地弹爆炸位置确定的方法,但是该种方法受地质影响较大,且定位精度不高。
授权公告号为CN 202734822 U,名称为“一种半场光学测量装置”的实用新型专利,该专利采用两台摄像机分区域采集视频图像,再将采集的视频图像拼接为一幅全景大视场图像,实现靶场飞行器的飞行姿态、飞行轨迹、速度及速度等参数的测量。该方法主要测量飞行器飞行参数,不以弹落点测量为目的,且易受气候条件影响。
申请公布号为CN 102175149 A,名称为“一种飞行弹丸空间炸点三维坐标光电测量装置及测量方法”的发明专利,该方法由多光幕天幕靶、系统电源、弹丸信号采集与处理装置和火焰探测器组成,实现弹丸空间炸点三维坐标的测量。该方法为光电测量方法,主要用于测量炮弹近炸引信作用距离的炸点三维坐标,且作为光学测量手段易受气候条件影响。
授权公告号为CN 202649229 U,名称为“一种激光反射式大靶面测速光幕靶”的实用新型专利,该专利公开了一种利用激光反射式大靶面测速光幕靶的方法,该方法主要对高速小目标物体飞行速度进行测量,不以弹落点测量为目的,且易受气候条件影响。
发明内容
本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种靶场末区多方式融合落点测量系统,该系统能够实现空中爆炸、击中目标、落入地面全方位的空间落点高精度测量。
本发明的技术方案是:一种靶场末区多方式融合落点测量系统,包括光纤传感器网格命中点测量分系统、外差相干检测Φ-OTDR落点测量分系统和爆炸点声定位测量分系统;光纤传感器网格命中点测量分系统包括命中点测量子系统和命中点毁伤效果评估子系统;光纤传感器网格命中点测量分系统用于导弹击中目标靶时的命中点测量和命中点毁伤效果评估,光纤传感器网格命中点测量分系统的落点测量信息和毁伤效果评估结果输出至数据显控指挥中心;外差相干检测Φ-OTDR落点测量分系统用于导弹的落地点定位,落地点位置信息输出至数据显控指挥中心;爆炸点声定位测量分系统用于导弹空中爆炸时的爆炸点测量,爆炸点位置信息输出至数据显控指挥中心。
所述命中点测量子系统包括光纤传感器网格、多通道OTDR、OTDR信息读取模块和落点定位模块;
光纤传感器网格的两端分别和多通道OTDR相连接,光纤传感器网格采用经纬交错的方式排列,每一路经纬度光纤均编有固定的编码,根据经度坐标和纬度坐标实现弹落点的定位;
根据光纤传感器网格布设过程中,光纤长度与经纬坐标对应关系、每路光纤的弯曲半径及位置、每路光纤与目标靶间的位置对应关系的标定结果和目标靶外形尺寸,完成光纤传感器网格数学模型的建立;
采用多通道OTDR双向探测的方式,每一路传感光纤对应多通道OTDR的两个通道;每块光纤传感网格由两路传感光纤组成,即对应多通道OTDR的四个通道,四块光纤传感器网格对应16路OTDR通道;
OTDR信息读取模块与多通道OTDR的输出端相连,对OTDR中光纤传感器网格通道断裂信息进行读取;
落点定位模块与OTDR信息读取模块的输出端相连,根据OTDR通道断裂信息及预先建立的光纤传感器网格数学模型,对导弹命中点进行定位,并将命中点定位信息传输至数据显控指挥中心和命中点毁伤效果评估子系统。
光纤传感器网格采用经纬交错的方式排列,呈“井”字形布局,每一路经纬度光纤均编有固定的编码,任意两根相邻经线或纬线方向的传感光纤间距d根据精度δ要求调整,即测量精度最高为厘米量级;光纤传感器网格布设过程中光纤的最小弯曲直径大于等于10mm,每隔3-5cm设置一个粘接点;光纤传感器网格布设于两层薄膜材料或发泡硅胶之间,呈柔性状态,光纤传感器网格布设于碳纤维复合材料中,呈硬性状态;每块光纤传感器网格有四个FC接头,用于与其他光纤传感器网格的连接。
所述的命中点毁伤效果评估子系统包括光源、光路调制模块、光纤光栅应变传感器、光路解调模块、光纤光栅温度传感器、振动传感器、无线传输模块、数据分析模块和毁伤效果评估模块;
在光纤传感器网格布设的同时,布设光纤光栅应变传感器、光纤光栅温度传感器和振动传感器,记录其布设位置,对布设完成后传感器的应变、温度和振动初始值进行标定记录,在光纤传感器网格数学模型中添加光纤光栅应变传感器、光纤光栅温度传感器和振动传感器的布设位置及初始值,得到完善后的数学模型;
光源输出激光,经光路调制模块调制后输出至光纤光栅应变传感器和光纤光栅温度传感器,光纤光栅应变传感器和光纤光栅温度传感器分别检测到目标靶被击中时的应力变化和温度变化,并输出至光路调制装置进行解调,光路调制装置将解调后的信号输出至无线传输模块;
振动传感器检测到目标靶被击中时的振动信号,并将其输出至无线传输模块,无线传输模块将应力变化信号、温度变化信号和振动信号传输至数据分析模块,数据分析模块对解调后的命中温度信号、应变信号、振动信号与初始标定值进行对比,并将对比结果输出至毁伤效果评估模块,毁伤效果评估模块根据完善后的数学模型配合命中点定位信息以及数据分析模块的对比结果,实现命中点毁伤能量、毁伤形变效果的评估。
所述外差相干检测Φ-OTDR落点测量分系统包括激光器、耦合器、光路调制装置、光纤环形器、外差相干探测电路、信息采集处理装置和传感光纤网格;
激光器的输出光经耦合器分成两路,其中一路光在光路调制装置中与脉冲信号进行声光调制,经过移频、放大、偏振态控制处理后,处理后的脉冲光经过光纤环形器注入传感光纤网格中,传感光纤网格的后向瑞利散射信号经光纤环形器输入外差相干探测电路;
所述的光纤环形器有三个端口,端口1与光路调制装置(403)的输出相连,端口2与传感光纤网格相连,端口3与外差相干探测电路的输入相连;传感光纤网格布设于靶场末区,用于检测导弹落地点信息,传感光纤网格的输入与光纤环形器的输出端相连;另外一路光输入至外差相干探测电路;所述的传感光纤网格采用一根光纤布设于地表或地下实物布设方式,呈“S”形布局,布设过程中光纤的最小弯曲直径大于等于mm;
外差相干探测电路将光纤环形器输出的后向瑞利散射信号放大,并将放大后的后向瑞利散射信号与经耦合器分光的另外一路光进行合束,产生干涉信号,干涉信号输出给信号采集处理装置,信息采集处理装置对外差相干探测电路输出的信号进行滤波及包络检测,检测信号经过累加等处理可计算出受扰动光纤位置,再经过定位算法得到导弹落地点坐标,并传输至数据显控指挥中心。
所述爆炸点声定位测量分系统包括声传感器、多通道高速模数转换模块、信号采集模块、无线传输模块和炸点定位模块;多路声传感器组成立体五元信号采集基阵,将采集到的声信号输出给多通道高速模数转换模块进行模数转换,信号采集模块对多通道高速模数转换模块的输出的数字信号进行采集;无线传输模块将信号采集模块采集的信号传输至炸点定位模块;炸点定位模块通过无线传输模块下发控制信息,控制各信号采集基阵自检和初始化;同时炸点定位模块通过无线传输模块按照通讯协议接收信号采集基阵传输的声信号数据信息;对声信息数据进行预处理,经时延估计、单基阵定向和多基阵定位得到炸点位置信息;其中炸点定位模块的输入参数包含声信息数据、单基阵声传感器位置信息、当前环境的温度信息、采样频率。
本发明与现有技术相比的优点在于:
(1)与靶场落点测量现有方法造价昂贵、受天气影响较大、测量精度不高的缺点相比,本发明具有全天候、价格低廉、测量精度高的优点。
(2)本发明所述光纤传感器网格命中点测量分系统中光纤传感器网格采用拼接方式布设,具有可更换性,试验后可实现被击中光纤传感器网格的快速更换,节省时间的同时降低成本,且此种物理形式的落点测量系统不受天气影响。
(3)本发明所述外差相干检测Φ-OTDR落点测量分系统的传感光纤可长期使用,定位准确,探测能力高,不受地质影响。
(4)本发明可根据用户需求进行单落点测量和多目标落点测量,光纤传感器网格的间距,可根据试验弹头的大小进行调整,满足不同测量精度要求。光纤传感器网格不仅可以布设于地面上、平面立靶上还可以布设于立体建筑物上,满足不同弹种的使用要求。
(5)本发明可完成空中爆炸、击中目标、落入泥土中全方位的空间落点测量。
附图说明
图1是本发明一种靶场末区多方式融合落点测量系统示意图;
图2是本发明中命中点测量子系统示意图;
图3是本发明中命中点毁伤效果评估子系统示意图;
图4是本发明中外差相干检测Φ-OTDR落地点测量分系统示意图;
图5是本发明中爆炸点声定位测量分系统示意图;
图6是本发明对采集到的信号进行处理获得靶场末区落点位置的流程图。
具体实施方式
如图1所示,本发明包括:光纤传感器网格命中点测量分系统1、外差相干检测Φ-OTDR落点测量分系统4和爆炸点声定位测量分系统5;光纤传感器网格命中点测量分系统1包括命中点测量子系统2和命中点毁伤效果评估子系统3。
图2显示了命中点测量子系统2包括光纤传感器网格201、多通道OTDR202、OTDR信息读取模块203和落点定位模块204,光纤传感器网格命中点测量分系统2可对连续多目标弹命中点信息进行统计分析。
光纤传感器网格201的两端分别和多通道OTDR 202相连接,采用经纬交错的方式排列,呈“井”字形布局,每一路经纬度光纤均编有固定的编码,任意两根相邻经线或纬线方向的传感光纤间距d根据精度δ要求调整,即 测量精度最高为厘米量级;光纤传感器网格201布设过程中光纤的最小弯曲直径不得小于10mm,每隔3-5cm设置一个粘接点;光纤传感器网格201布设于两层薄膜材料或发泡硅胶之间,呈柔性状态,光纤传感器网格201布设于碳纤维复合材料中,呈硬性状态,根据需求将柔性或硬性光纤传感器网格布设于地面上、平面立靶上或立体建筑物上,满足不同弹种的使用要求;光纤传感器网格201可分区域布设,实现快速更换,每块光纤传感器网格201有四个FC接头,用于与其他光纤传感器网格201的连接,网格间使用法兰盘进行连接。
根据光纤传感器网格201布设过程中,光纤长度与经纬坐标对应关系、每路光纤的弯曲半径及位置、每路光纤与目标靶间的位置对应关系的标定结果和目标靶外形尺寸,完成数学模型的建立。
系统采用定位精度高的多通道OTDR202双向探测的方式,每一路传感光纤对应多通道OTDR202的两个通道,每块光纤传感网格由两路传感光纤组成,即对应多通道OTDR202的四个通道,四块光纤传感器网格201对应16路OTDR通道,落点定位模块204与OTDR信息读取模块203的输出相连,根据OTDR数据及预先建立的数学模型,实现导弹命中点定位,并将命中点定位信息传输至数据显控指挥中心和命中点毁伤效果评估子系统3。
图3显示了命中点毁伤效果评估子系统3包括光源301、光路调制模块302、光纤光栅应变传感器303、光路解调模块304、光纤光栅温度传感器305、振动传感器306、无线传输模块307、数据分析模块308和毁伤效果评估模块309。
在光纤传感器网格201布设的同时,布设光纤光栅应变传感器303、光纤光栅温度传感器305和振动传感器306,记录其布设位置,对布设完成后传感器的应变、温度和振动初始值进行标定记录,在光纤传感器网格201布设完毕后建立的数学模型中添加光纤光栅应变传感器303、光纤光栅温度传感器305和振动传感器306的布设位置及初始值,进一步完善数学模型。
光源301输出激光,经光路调制模块302调制后输出至光纤光栅应变传感器303和光纤光栅温度传感器305,光纤光栅应变传感器303和光纤光栅温度传感器305分别检测到目标靶被击中时的应力变化和温度变化,并输出至光路调制装置304进行解调,光路调制装置304将解调后的信号输出至无线传输模块307。
振动传感器306检测到目标靶被击中时的振动信号,并将其输出至无线传输模块307,无线传输模块307将应力变化信号、温度变化信号和振动信号传输至数据分析模块308,数据分析模块308对解调后的命中温度信号、应变信号、振动信号与初始标定值进行对比,并将对比结果输出至毁伤效果评估模块309,毁伤效果评估模块309根据建立的数学模型配合命中点定位信息以及数据分析模块308的对比结果,运用毁伤效果评估算法得出导弹命中点作用范围、毁伤形变大小、毁伤能量大小,确定目标靶损伤级别,从而实现命中点毁伤效果评估,确定导弹攻击能力。
图4显示了外差相干检测Φ-OTDR落点测量分系统4包括激光器401、耦合器402、光路调制装置403、光纤环形器404、外差相干探测电路405、信息采集处理装置406和传感光纤网格407;外差相干检测Φ-OTDR落点测量分系统4可对连续多目标弹落地点信息进行统计分析。
激光器401的输出光经耦合器402分成两路,其中一路光在光路调制装置403中与脉冲信号进行声光调制,经过移频、放大、偏振态控制等处理后,将处理后的脉冲光经过光纤环形器404注入传感光纤网格407中,传感光纤网格407的后向瑞利散射信号经光纤环形器404输入外差相干探测电路405;光纤环形器404有三个端口,端口1与光路调制装置403的输出相连,端口2与传感光纤网格407相连,端口3与外差相干探测电路405的输入相连;传感光纤网格407采用一根光纤布设于地表或地下的布设方式,呈“S”形布局,布设过程中光纤的最小弯曲直径不得小于10mm,传感光纤网格407布设于靶场末区,用于检测导弹落地点信息,传感光纤网格407的输入与光纤环形器404的输出端相连;另外一路光输入至外差相干探测电路405。
外差相干探测电路305将光纤环形器404输出的后向瑞利散射信号放大,并将放大后的后向瑞利散射信号与经耦合器402分光的另外一路光进行合束,产生干涉信号,干涉信号输出给信号采集处理装置406,信息采集处理装置406对外差相干探测电路405输出的信号进行滤波及包络检测,检测信号经过累加等处理可计算出受扰动光纤位置,再经过定位算法得到导弹落地点坐标,并传输至数据显控指挥中心。
图5显示了所述爆炸点声定位测量分系统5包括声传感器501、多通道高速模数转换模块502、信号采集模块503、无线传输模块504和炸点定位模块505。
多路声传感器501组成立体五元信号采集基阵,将采集到的声信号输出给多通道高速模数转换模块502,信号采集模块503对多通道高速模数转换模块502的输出信号进行采集,信号采集模块503同时完成数据存储、通讯及其它控制功能,无线传输模块504将信号采集模块503采集的信号传输至炸点定位模块505;炸点定位模块505通过无线传输模块504下发控制信息,控制各基阵自检、初始化等;通过无线传输模块504按照通讯协议接收基阵传输的声信号数据信息;对声信息数据进行预处理,经时延估计、单基阵定向和多基阵定位得到炸点位置信息;炸点定位模块505的输入参数包含声信息数据、单基阵声传感器精确位置信息、当前环境的温度信息、采样频率等参数。
图6显示了对采集到的信号进行处理获得靶场末区落点位置的流程图,首先根据靶标外形及其他特性建立数学模型,将光纤传感器网格201、振动传感器306、光纤光栅应变传感器303、光纤光栅温度传感器305根据预定设计布设在目标靶上;根据需要将多基阵声传感器501布设在目标靶周围,其中单个基阵的声传感器501按五元阵列形式进行布设;将传感光纤布设于靶场末区地表或地下特定深度。
布设完毕后,对各区域光纤传感器网格201布设位置进行标定,并在数学模型中进行标定值补偿;对振动传感器、光纤光栅应变传感器和光纤光栅温度传感器的初始值进行标定,并在数学模型中进行初始值装订;对多基阵声传感器进行标定,将单基阵声传感器精确位置信息、当前环境的温度信息、采样频率等参数进行装订;对布设于地表或地下的传感光纤进行标定,并补偿到系统数学模型中。
完成标定及参数装订后,进行飞行试验,启动系统,等待数据采集。
若弹体落入土中,外差相干检测Φ-OTDR落地点测量分系统进行落地点数据采集分析,完成落地点定位后将位置信息发送至数据显控指挥中心。
若弹体在空中爆炸,爆炸点声定位测量分系统进行爆炸点声信号数据采集分析,通过多个基阵的爆炸点信号完成爆炸点位置定位,完成爆炸点定位后将定位信息发送至数据显控指挥中心。
若弹体击中靶标,光纤传感器网格落点测量系统1通过被击中区域光纤传感器网格201的经纬度光纤编码实现位置定位,并将受损的经纬度光纤编码传输至命中点毁伤效果评估子系统3;同时命中点毁伤效果评估子系统3中的振动传感器306、光纤光栅应变传感器303、光纤光栅温度传感器305对靶标被击中后的振动量、应变量和温度进行测量采集,毁伤效果评估模块309根据受损的经纬度光纤编码、靶标被击中后的振动量、应变量和温度,完成毁伤效果评估,并将损伤位置信息和毁伤效果传输至数据显控指挥中心。
若连续多目标弹进行试验,本发明仍可依上述流程完成靶场末区落点测量和毁伤效果评估。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域技术人员的公知技术。
Claims (6)
1.一种靶场末区多方式融合落点测量系统,其特征在于:包括光纤传感器网格命中点测量分系统(1)、外差相干检测Φ-OTDR落点测量分系统(4)和爆炸点声定位测量分系统(5);光纤传感器网格命中点测量分系统(1)包括命中点测量子系统(2)和命中点毁伤效果评估子系统(3);光纤传感器网格命中点测量分系统(1)用于导弹击中目标靶时的命中点测量和命中点毁伤效果评估,光纤传感器网格命中点测量分系统(1)的落点测量信息和毁伤效果评估结果输出至数据显控指挥中心;外差相干检测Φ-OTDR落点测量分系统(4)用于导弹的落地点定位,落地点位置信息输出至数据显控指挥中心;爆炸点声定位测量分系统(5)用于导弹空中爆炸时的爆炸点测量,爆炸点位置信息输出至数据显控指挥中心。
2.根据权利要求1所述的一种靶场末区多方式融合落点测量系统,其特征在于:所述命中点测量子系统(2)包括光纤传感器网格(201)、多通道OTDR(202)、OTDR信息读取模块(203)和落点定位模块(204);
光纤传感器网格(201)的两端分别和多通道OTDR(202)相连接,光纤传感器网格(201)采用经纬交错的方式排列,每一路经纬度光纤均编有固定的编码,根据经度坐标和纬度坐标实现弹落点的定位;
根据光纤传感器网格(201)布设过程中,光纤长度与经纬坐标对应关系、每路光纤的弯曲半径及位置、每路光纤与目标靶间的位置对应关系的标定结果和目标靶外形尺寸,完成光纤传感器网格(201)数学模型的建立;
采用多通道OTDR(202)双向探测的方式,每一路传感光纤对应多通道OTDR(202)的两个通道;每块光纤传感网格(201)由两路传感光纤组成,即对应多通道OTDR(202)的四个通道,四块光纤传感器网格(201)对应16路OTDR通道;
OTDR信息读取模块(203)与多通道OTDR(202)的输出端相连,对OTDR中光纤传感器网格通道断裂信息进行读取;
落点定位模块(204)与OTDR信息读取模块(203)的输出端相连,根据OTDR通道断裂信息及预先建立的光纤传感器网格(201)数学模型,对导弹命中点进行定位,并将命中点定位信息传输至数据显控指挥中心和命中点毁伤效果评估子系统(3)。
3.根据权利要求2所述的一种靶场末区多方式融合落点测量系统,其特征在于:光纤传感器网格(201)采用经纬交错的方式排列,呈“井”字形布局,每一路经纬度光纤均编有固定的编码,任意两根相邻经线或纬线方向的传感光纤间距d根据精度δ要求调整,即测量精度最高为厘米量级;光纤传感器网格(201)布设过程中光纤的最小弯曲直径大于等于10mm,每隔3-5cm设置一个粘接点;光纤传感器网格(201)布设于两层薄膜材料或发泡硅胶之间,呈柔性状态,光纤传感器网格(201)布设于碳纤维复合材料中,呈硬性状态;每块光纤传感器网格(201)有四个FC接头,用于与其他光纤传感器网格(201)的连接。
4.根据权利要求2所述的一种靶场末区多方式融合落点测量系统,其特征在于:所述的命中点毁伤效果评估子系统(3)包括光源(301)、光路调制模块(302)、光纤光栅应变传感器(303)、光路解调模块(304)、光纤光栅温度传感器(305)、振动传感器(306)、无线传输模块(307)、数据分析模块(308)和毁伤效果评估模块(309);
在光纤传感器网格(201)布设的同时,布设光纤光栅应变传感器(303)、光纤光栅温度传感器(305)和振动传感器(306),记录其布设位置,对布设完成后传感器的应变、温度和振动初始值进行标定记录,在光纤传感器网格(201)数学模型中添加光纤光栅应变传感器(303)、光纤光栅温度传感器(305)和振动传感器(306)的布设位置及初始值,得到完善后的数学模型;
光源(301)输出激光,经光路调制模块(302)调制后输出至光纤光栅应变传感器(303)和光纤光栅温度传感器(305),光纤光栅应变传感器(303)和光纤光栅温度传感器(305)分别检测到目标靶被击中时的应力变化和温度变化,并输出至光路调制装置(304)进行解调,光路调制装置(304)将解调后的信号输出至无线传输模块(307);
振动传感器(306)检测到目标靶被击中时的振动信号,并将其输出至无线传输模块(307),无线传输模块(307)将应力变化信号、温度变化信号和振动信号传输至数据分析模块(308),数据分析模块(308)对解调后的命中温度信号、应变信号、振动信号与初始标定值进行对比,并将对比结果输出至毁伤效果评估模块(309),毁伤效果评估模块(309)根据完善后的数学模型配合命中点定位信息以及数据分析模块(308)的对比结果,实现命中点毁伤能量、毁伤形变效果的评估。
5.根据权利要求1所述的一种靶场末区多方式融合落点测量系统,其特征在于:所述外差相干检测Φ-OTDR落点测量分系统(4)包括激光器(401)、耦合器(402)、光路调制装置(403)、光纤环形器(404)、外差相干探测电路(405)、信息采集处理装置(406)和传感光纤网格(407);
激光器(401)的输出光经耦合器(402)分成两路,其中一路光在光路调制装置(403)中与脉冲信号进行声光调制,经过移频、放大、偏振态控制处理后,处理后的脉冲光经过光纤环形器(404)注入传感光纤网格(407)中,传感光纤网格(407)的后向瑞利散射信号经光纤环形器(404)输入外差相干探测电路(405);
所述的光纤环形器(404)有三个端口,端口1与光路调制装置(403)的输出相连,端口2与传感光纤网格(407)相连,端口3与外差相干探测电路(405)的输入相连;传感光纤网格(407)布设于靶场末区,用于检测导弹落地点信息,传感光纤网格(407)的输入与光纤环形器(404)的输出端相连;另外一路光输入至外差相干探测电路(405);所述的传感光纤网格(407)采用一根光纤布设于地表或地下实物布设方式,呈“S”形布局,布设过程中光纤的最小弯曲直径大于等于10mm;
外差相干探测电路(405)将光纤环形器(404)输出的后向瑞利散射信号放大,并将放大后的后向瑞利散射信号与经耦合器(402)分光的另外一路光进行合束,产生干涉信号,干涉信号输出给信号采集处理装置(406),信息采集处理装置(406)对外差相干探测电路(405)输出的信号进行滤波及包络检测,检测信号经过累加处理可计算出受扰动光纤位置,再经过定位算法得到导弹落地点坐标,并传输至数据显控指挥中心。
6.根据权利要求1所述的一种靶场末区多方式融合落点测量系统,其特征在于:所述爆炸点声定位测量分系统(5)包括声传感器(501)、多通道高速模数转换模块(502)、信号采集模块(503)、无线传输模块(504)和炸点定位模块(505);多路声传感器(501)组成立体五元信号采集基阵,将采集到的声信号输出给多通道高速模数转换模块(502)进行模数转换,信号采集模块(503)对多通道高速模数转换模块(502)的输出的数字信号进行采集;无线传输模块(504)将信号采集模块(503)采集的信号传输至炸点定位模块(505);炸点定位模块(505)通过无线传输模块(504)下发控制信息,控制各信号采集基阵自检和初始化;同时炸点定位模块(505)通过无线传输模块(504)按照通讯协议接收信号采集基阵传输的声信号数据信息;对声信息数据进行预处理,经时延估计、单基阵定向和多基阵定位得到炸点位置信息;其中炸点定位模块(505)的输入参数包含声信息数据、单基阵声传感器位置信息、当前环境的温度信息、采样频率。
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