CN108961407A - 一种用于定角引信启动的体目标触发点设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定角引信启动的体目标触发点设计方法，包括如下步骤：第一步，采用3D模型建模工具，构建体目标三维模型；第二步，将模型导出为stl格式的文件；第三步，提取stl文件中的体目标三角面元的顶点坐标，形成体目标三角面元的顶点坐标文件；第四步，采用引信触发线计算模型，计算得到引信启动点；至此，实现一种定角引信启动的体目标触发点设计方法。本发明通过构建体目标触发点模型，这些触发点遍布目标机体，很好地勾勒出目标的外形轮廓，相比较传统的触发点模型，触发点的数量成百上千倍的增长。引信触发线触碰到体目标上的任意触发点都可以开始积累启动能量，解决了传统触发点因为数量很少导致引信启动位置不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及仪器仪表领域分析及测量控制领域。更具体地，涉及一种用于定角引信启动的体目标触发点设计方法。
背景技术
在防空导弹引战配合设计中，无线电或光学波束定角引信的启动特性仿真多采用“引信触发线法”，它是从实验和半经验总结出来的工程简化方法，能适应仿真的快速计算，又能反映一定的引信启动规律。引信触发线法涉及到“引信触发线模型”和“目标触发点模型”。“引信触发线模型”是相对于引信天线方向图或光学视场所假设的的一条角度随距离变化的曲线。对定角引信来说，当目标身上具有一定散射面积的构件，如机身头部、尾部、机翼或尾翼端部等部位碰及触发线时，引信开始反应，并开始积累信号，经过一段延时就发出引爆战斗部的信号。
传统的“目标触发点模型”是从目标反射、辐射能量观点出发，采用平面多点模型作为目标的简化模型，根据不同的目标和引信作用原理，选择不同形状和不同的反射辐射点数。这样做的缺点是：传统的“目标触发点”是从目标机体上选取的具有一定反射面积的边缘点，这些边缘点构造的目标触发点模型，一般计算中，飞机类目标简化成3根杆6个触发点的模型，导弹简化成1根杆2个触发点的模型。传统的“目标触发点”模型是多点模型，边缘点数量较少，不能很好地勾勒出目标的外形轮廓，由于触发点数量少，引信的启动位置就不够准确，虽然仿真计算速度快，但仿真精度可能存在一定的问题。
因此，需要提供一种用于定角引信启动的体目标触发点设计方法，至少解决上述之一的问题。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种定角引信启动的体目标触发点设计方法，解决了现有技术触发点数量少，引信的启动位置就不够准确的问题。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种定角引信启动的体目标触发点设计方法，包括如下步骤：
第一步，采用3D模型建模工具，构建体目标三维模型；
第二步，将模型导出为stl格式的文件；
第三步，提取stl文件中的体目标三角面元的顶点坐标，形成体目标三角面元的顶点坐标文件；
第四步，采用引信触发线计算模型，计算得到引信启动点；
至此，实现一种定角引信启动的体目标触发点设计方法。
优选地，第一步中所述3D模型建模工具为3dMax软件。
优选地，第一步中所述体目标三维模型为体目标壳体的面网格模型。本发明中构建的3D模型为面网格模型，只需要对体目标的壳体部分建模，体目标内部不需要建模。此外，体目标三维模型的精度能反映体目标的外形轮廓即可，不需要对外形的精细部件进行建模。一般来说，一个体目标的3D模型仅需要几百个三角面元即可反应体目标的外形轮廓。
优选地，第四步具体包括如下步骤：从体目标三角面元的顶点坐标文件中逐一取出各个顶点坐标，带入经典的引信触发线计算模型，在相对速度坐标系中计算得到体目标上各顶点i对应的启动位置xr(i)，从这些启动位置集合xr(i)中取最小值，即为一次交会过程中的引信启动点位置坐标。
本发明的有益效果如下：
本发明通过构建体目标触发点模型，这些触发点遍布目标机体，很好地勾勒出目标的外形轮廓，相比较传统的触发点模型，触发点的数量成百上千倍的增长。引信触发线触碰到体目标上的任意触发点都可以开始积累启动能量，很好地解决了传统触发点因为数量很少导致引信启动位置不准确的问题，启动位置的精度提高，也就相应地提高了引战配合效率，满足现代防空由于目标交会速度快，几何尺寸小，交会姿态复杂等原因造成的对引战配合效率要求越来越高的需求。此外，随着计算机计算能力的提高，通过遍布目标机体的触发点来精确计算引信的启动位置这种计算量已经不存在问题，能够满足引战配合仿真中快速计算的要求。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
随着引战配合精度要求越来越高，对引信的启动位置精度也越来越高，为解决现有技术中“引信触发线模型”和“目标触发点模型”触发点数量少，引信的启动位置就不够准确的问题，本发明提出了一种定角引信启动的体目标触发点设计方法，解决传统的计算模型导致的引信启动位置不精确这一问题。
具体地，所述定角引信启动的体目标触发点设计方法，包括如下步骤：
第一步，构件体目标三维模型：
利用专用3D模型建模工具，比如3dMax软件，构建体目标三维模型。构建的3D模型为面网格模型，只需要对体目标的壳体部分建模，体目标内部不需要建模。三维模型的精度能反映体目标的外形轮廓即可，不需要对外形的精细部件进行建模。本领域技术人员可根据实际体目标的外形设置适量三角面元以反映体目标的整体轮廓，一般而言，一个体目标的3D模型仅需要几百个三角面元即可反映体目标的外形轮廓。
比如，以飞机类目标F16为例，通过3dMax软件构建F16的蒙皮模型，利用曲面建模工具构建出F16的外形轮廓，不需要对F16进行进一步的渲染、贴材质等工作。本领域技术人员应当理解的是，所述飞机类目标F16用于举例说明，体目标的种类并不仅仅限于飞机类目标F16，还可为其他体目标，本发明对此并不加以限制。
第二步，将模型导出为stl格式：
针对第一步构建得到的体目标三维模型，通过建模软件，比如3dMax软件，将三维模型导出为stl格式。stl格式是3dMax软件的标准格式之一，通过软件的菜单操作即可顺利导出stl格式的文本文件F16.stl。
第三步，提取stl文件中的体目标三角面元的顶点坐标，形成体目标三角面元的顶点坐标文件：
导出的F16.stl文件记录了组成F16轮廓的每个三角面元及其顶点的坐标位置以及其他大量信息，因此，需要将stl格式的文本文件进行简化，得到体目标三角面元的顶点坐标。由于多个三角形会共用一个顶点，直接导出的stl格式的目标模型中的顶点个数存在大量冗余，比如，有些顶点是相邻的三个三角形共用，有些顶点是相邻的四个三角形共用……通过对顶点坐标逐一对比，去掉冗余的顶点后形成体目标三角面元的顶点坐标文件F16.txt，这些顶点数据通过覆盖在体目标壳体表面的各个点构成了体目标的轮廓。
第四步，利用经典的引信触发线计算模型，计算得到引信启动点：
从体目标三角面元的顶点坐标文件F16.txt中逐一取出各个顶点坐标，带入经典的引信触发线计算模型，在相对速度坐标系中计算得到体目标上各顶点i对应的启动位置xr(i)，从这些启动位置集合xr(i)中取最小值，即为一次交会过程中的引信启动点位置坐标。
至此，实现一种定角引信启动的体目标触发点设计方法。
本发明采用了一种改进型的触发点模型，相比较传统的触发点模型，改进型触发点模型中的触发点的数量成百上千倍的增长，这些触发点遍布目标机体，很好地勾勒出体目标的外形轮廓，引信触发线触碰到体目标上的任意触发点都可以开始积累启动能量，很好地解决了传统触发点因为数量很少导致引信启动位置不准确的问题。目标触发点模型常应用于引战配合设计中。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (4)
1.一种定角引信启动的体目标触发点设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，采用3D模型建模工具，构建体目标三维模型；
第二步，将模型导出为stl格式的文件；
第三步，提取stl文件中的体目标三角面元的顶点坐标，形成体目标三角面元的顶点坐标文件；
第四步，采用引信触发线计算模型，计算得到引信启动点；
至此，实现一种定角引信启动的体目标触发点设计方法。
2.根据权利要求1所述的定角引信启动的体目标触发点设计方法，其特征在于，第一步中所述3D模型建模工具为3dMax软件。
3.根据权利要求1所述的定角引信启动的体目标触发点设计方法，其特征在于，第一步中所述体目标三维模型为体目标壳体的面网格模型。
4.根据权利要求1所述的定角引信启动的体目标触发点设计方法，其特征在于，第四步具体包括如下步骤：从体目标三角面元的顶点坐标文件中逐一取出各个顶点坐标，带入经典的引信触发线计算模型，在相对速度坐标系中计算得到体目标上各顶点i对应的启动位置xr(i)，从这些启动位置集合xr(i)中取最小值，即为一次交会过程中的引信启动点位置坐标。
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