CN105825050A - 一种实现自行高炮多轴线一致性检查的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种实现自行高炮多轴线一致性检查的方法，包括在基准轴线和待测轴线分别固定半导体激光器，使其发射出的激光射线分别与相应轴线一致，架设相互平行的两块投影屏幕，在两张屏幕之间架设投影单元，用于投射测量靶面，在两测量靶面上分别设置基准点，先后操作炮管，使基准轴线的激光射线在两屏幕上的落点分别与其上的基准点重合，分别记录待测轴线的激光射线在两投影屏幕上的落点坐标，再根据其他测量数据，计算得到基准轴线与待测轴线在垂直方向的偏角量。本发明能够适应多种炮型，不需要复杂的靶板和靶纸，只需将基准炮管对准屏幕中的基准点，操作性更强；靶标设置距离近，可在小范围内完成检查工作；读数精准，检查结果更加准确。

Description

一种实现自行高炮多轴线一致性检查的方法

技术领域

本发明涉及自行高炮的轴线校正技术领域，具体为一种实现自行高炮多轴线一致性检查的方法。

背景技术

现役自行高炮具有炮管轴线、光学瞄准仪以及机械瞄准仪轴线等多种轴线。炮管轴线与瞄准仪轴线一起组成了高炮的多轴线系统。各轴线之间是否平行直接关系着高炮的打击火力和打击精度，如果各炮管轴线之间不平行，则炮弹火力将被分散，降低打击效果；如果炮管轴线与瞄准仪轴线之间不平行，则实际着弹点与炮手预期着弹点将会出现偏差，降低打击精度。因此，对自行高炮的多轴线系统进行一致性检查十分必要。

在现有的校准方法中，最为人熟知的技术是用校瞄靶板对自行高炮的炮轴进行校正，这种方法严重依赖靶纸设计和制造精度。检测时必须要先将车体调平，然后通过外接的观察镜进行检测，同时需要将校瞄靶板架设在固定位置，并且始终保持单一固定姿态，操作过程繁琐复杂，浪费时间，而且结果误差较大；利用光学观察镜对炮管轴线进行校正时，需要选用一个很远的目标来辅助校正，方法容易受到环境条件的制约，因而很难达到理想的校正效果。

发明内容

针对上述问题本发明提出一种通过两次测量即可实现自行高炮多轴线一致性检查的方法，且易于实现，校正结果更加准确。技术方案如下：

一种实现自行高炮多轴线一致性检查的方法，包括：

将炮管轴线作为基准轴线，在基准轴线上固定半导体激光器，使其发射出的激光射线与基准轴线一致；

在待测轴线上固定另一个半导体激光器，使其发射出的激光射线与待测轴线一致；

在高炮同侧架设相互平行的第一投影屏幕和第二投影屏幕；

在两张屏幕之间架设投影单元，使其分别在两屏幕上投影出测量靶面；

在第一投影屏幕的测量靶面上设置第一基准点(x₀,y₀)，在第二投影屏幕的测量靶面上设置与第一基准点处于同一水平高度的第二基准点(x₀',y₀')；

测量炮管根部与第一基准点的水平距离l₁，测量两投影屏幕间的水平距离l₂；

操作炮管，使基准轴线上的激光射线在第一投影屏幕上的落点与第一基准点重合，记录待测轴线上的激光射线在第一投影屏幕上的落点坐标(x₁,y₁)，此时基准轴线与铅垂线之间的夹角记作β，待测轴线与铅垂线之间的夹角记作γ；

操作炮管，使基准轴线上的激光射线在第二投影屏幕上的落点与第二基准点重合，记录待测轴线上的激光射线在第二投影屏幕上的落点坐标(x₁',y₁')，此时基准轴线与铅垂线之间的夹角记作β'，待测轴线与铅垂线之间的夹角记作γ'；

计算基准轴线与待测轴线在垂直方向的偏角量α：

假设将待测轴线在炮塔上的根部平移至与基准轴线的根部重合，则平移矢量记为其中t_h表示在水平方向上的平移量，t_v表示在垂直方向上的平移量，则平移后第一投影屏幕上两激光射线落点的垂直距离为Δh₁＝y₁-t_v-y₀，第二投影屏幕上两激光射线落点的垂直距离为Δh₂＝y₁'-t_v-y₀'；

设h为炮管根部距离第一基准点和第二基准点的垂直距离，则有：

$tan\mathrm{\γ}=\frac{l_1}{h-{\mathrm{\Δh}}_1},tan\mathrm{\β}=\frac{l_1}{h},{\mathrm{tan\γ}}^{\′}=\frac{l_1+l_2}{h-{\mathrm{\Δh}}_2},{\mathrm{tan\β}}^{\′}=\frac{l_1+l_2}{h};$

由于即

且

则由二元方程组：

$\left\{\begin{array}{c}\tan \mathrm{\α}=\frac{{\mathrm{\Δh}}_1{l}_1}{h^2-{\mathrm{\Δh}}_{1}h+{l_1}^2}\\ \tan \mathrm{\α}=\frac{{\mathrm{\Δh}}_2(l_1+l_2)}{h^2-{\mathrm{\Δh}}_{2}h+{(l_1+l_2)}^2}\end{array}\right.$

求得α的值。

进一步的，所述投影单元包括计算机和投影仪，所述测量靶面通过显示在计算机屏幕上的电子网格投射在投影屏幕上形成，激光射线在投影屏幕上的落点坐标通过鼠标点击读取。

本发明的有益效果是：

(1)本发明能够适应多种炮型，不需要复杂的靶板和靶纸，不用预先知道炮型过多的具体参数，应用前景广泛；

(2)本发明借助鼠标点击的方式确定激光射线落点的坐标读数，相比传统的肉眼读数方法，更加精确可靠；

(3)本发明对炮和投影屏幕之间的位置关系要求没有那么严格，只需将基准炮管对准屏幕中的基准标记点即可，无需垂直于屏幕，操作性更强；

(4)靶标设置距离近，可以在小范围内完成一致性检查工作。

附图说明

图1为本发明实现自行高炮多轴线一致性检查的方法垂直方向的测量原理图。

具体实施方式

下面根据附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。本发明应用炮管内或其他轴线上的精确定位机构，将半导体激光器定位后，发射出的可视激光射线即可代表炮管初始弹道和轴线。在固定距离上架设两张具有相同姿态的投影屏幕，并在两张屏幕之间架设投影单元，投影出的靶标图像与屏幕一起构成测量靶面，摆脱了对靶纸和靶板的依赖。在测量靶面上划设测量基准符号，操作炮管，使得激光射线的落点与测量靶面上预设的测量基准符号精准重合，即可作为校准任何炮瞄装置光轴的可信基准。通过其他待测轴线在两张屏幕上的前后两次激光落点数据即可解算出待测轴线与基准轴线之间的偏角量，从而得到一致性检查结果。

图1为基准轴线与待测轴线在垂直方向上偏角量的测量原理图，检查的具体步骤如下：

首先，布局试验装置：

将炮管轴线作为基准轴线，在基准轴线上固定半导体激光器，使其发射出的激光射线与基准轴线一致；在待测轴线上固定另一个半导体激光器，使其发射出的激光射线与待测轴线一致；

在高炮同侧架设相互平行的第一投影屏幕和第二投影屏幕；并在两张屏幕之间架设投影单元，使其分别在两屏幕上投影出测量靶面；

在第一投影屏幕的测量靶面上设置第一基准点(x₀,y₀)，在第二投影屏幕的测量靶面上设置与第一基准点处于同一水平高度的第二基准点(x₀',y₀')。

然后，获取试验数据：

测量炮管根部与第一基准点的水平距离l₁，测量两投影屏幕间的水平距离l₂；

操作炮管，使基准轴线上的激光射线在第一投影屏幕上的落点与第一基准点重合，记录待测轴线上的激光射线在第一投影屏幕上的落点坐标(x₁,y₁)，此时基准轴线与铅垂线之间的夹角记作β，待测轴线与铅垂线之间的夹角记作γ；

再次操作炮管，使基准轴线上的激光射线在第二投影屏幕上的落点与第二基准点重合，记录待测轴线上的激光射线在第二投影屏幕上的落点坐标(x₁',y₁')，此时基准轴线与铅垂线之间的夹角记作β'，待测轴线与铅垂线之间的夹角记作γ'。

其中，投影单元包括计算机和投影仪，通过显示在计算机屏幕上的电子网格投射在投影屏幕上形成测量靶面，激光射线在投影屏幕上的落点坐标通过鼠标点击读取。事先在计算机上设计出具有坐标数据的电子网格，该网格可通过鼠标点击的方式来读取相应点位的坐标。在实际操作中，通过投影屏幕操作鼠标点击激光射线在投影屏幕上的落点，从而读取该点的坐标数据。相比传统的肉眼读数方法，更加精确可靠。

最后，计算基准轴线与待测轴线在垂直方向的偏角量α：

为了便于统一计算，假设将待测轴线在炮塔上的根部平移至与基准轴线的根部重合，则平移矢量记为其中t_h表示在水平方向上的平移量，t_v表示在垂直方向上的平移量，均由武器规格决定，为已知量；则平移后第一投影屏幕上两激光射线落点的垂直距离为Δh₁＝y₁-t_v-y₀，第二投影屏幕上两激光射线落点的垂直距离为Δh₂＝y₁'-t_v-y₀'；

用h表示炮管根部距离第一基准点和第二基准点的垂直距离，则有：

$tan\mathrm{\γ}=\frac{l_1}{h-{\mathrm{\Δh}}_1},tan\mathrm{\β}=\frac{l_1}{h},{\mathrm{tan\γ}}^{\′}=\frac{l_1+l_2}{h-{\mathrm{\Δh}}_2},{\mathrm{tan\β}}^{\′}=\frac{l_1+l_2}{h};$

其中，h与炮种和地形有关，为未知量，由此也可看出本发明提供的方法能够适用于多种炮种及试验地形；

由图1可知即

且

则由二元方程组：

$\left\{\begin{array}{c}tan\mathrm{\α}=\frac{{\mathrm{\Δhl}}_1}{h^2-{\mathrm{\Δh}}_{1}h+{l_1}^2}\\ tan\mathrm{\α}=\frac{{\mathrm{\Δh}}_2(l_1+l_2)}{h^2-{\mathrm{\Δh}}_{2}h+{(l_1+l_2)}^2}\end{array}\right.$

求得α的值。

用同样的方法也可计算得到基准轴线与待测轴线在水平方向的偏角量，从而最终得到一致性检查结果。

Claims (2)

1.一种实现自行高炮多轴线一致性检查的方法，其特征在于，包括：

将炮管轴线作为基准轴线，在基准轴线上固定半导体激光器，使其发射出的激光射线与基准轴线一致；

在待测轴线上固定另一个半导体激光器，使其发射出的激光射线与待测轴线一致；

在高炮同侧架设相互平行的第一投影屏幕和第二投影屏幕；

在两张屏幕之间架设投影单元，使其分别在两屏幕上投影出测量靶面；

在第一投影屏幕的测量靶面上设置第一基准点(x₀,y₀)，在第二投影屏幕的测量靶面上设置与第一基准点处于同一水平高度的第二基准点(x₀',y₀')；

测量炮管根部与第一基准点的水平距离l₁，测量两投影屏幕间的水平距离l₂；

操作炮管，使基准轴线上的激光射线在第一投影屏幕上的落点与第一基准点重合，记录待测轴线上的激光射线在第一投影屏幕上的落点坐标(x₁,y₁)，此时基准轴线与铅垂线之间的夹角记作β，待测轴线与铅垂线之间的夹角记作γ；

操作炮管，使基准轴线上的激光射线在第二投影屏幕上的落点与第二基准点重合，记录待测轴线上的激光射线在第二投影屏幕上的落点坐标(x₁',y₁')，此时基准轴线与铅垂线之间的夹角记作β'，待测轴线与铅垂线之间的夹角记作γ'；

计算基准轴线与待测轴线在垂直方向的偏角量α：

假设将待测轴线在炮塔上的根部平移至与基准轴线的根部重合，则平移矢量记为其中t_h表示在水平方向上的平移量，t_v表示在垂直方向上的平移量，则平移后第一投影屏幕上两激光射线落点的垂直距离为Δh₁＝y₁-t_v-y₀，第二投影屏幕上两激光射线落点的垂直距离为Δh₂＝y₁'-t_v-y₀'；

设h为炮管根部距离第一基准点和第二基准点的垂直距离，则有：

$tan\mathrm{\γ}=\frac{l_1}{h-{\mathrm{\Δh}}_1},tan\mathrm{\β}=\frac{l_1}{h},{\mathrm{tan\γ}}^{\′}=\frac{l_1+l_2}{h-{\mathrm{\Δh}}_2},{\mathrm{tan\β}}^{\′}=\frac{l_1+l_2}{h};$

由于即

且

则由二元方程组：

$\left\{\begin{array}{c}tan\mathrm{\α}=\frac{{\mathrm{\Δh}}_1{l}_1}{h^2-{\mathrm{\Δh}}_{1}h+{l_1}^2}\\ \tan \mathrm{\α}=\frac{{\mathrm{\Δh}}_2(l_1+l_2)}{h^2-{\mathrm{\Δh}}_{2}h+{(l_1+l_2)}^2}\end{array}\right.$

求得α的值。

2.根据权利要求1所述的实现自行高炮多轴线一致性检查的方法，其特征在于，所述投影单元包括计算机和投影仪，所述测量靶面通过显示在计算机屏幕上的电子网格投射在投影屏幕上形成，激光射线在投影屏幕上的落点坐标通过鼠标点击读取。