CN109141120A - 一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计，包括；枪载辅助瞄准单元和枪外辅助瞄准单元；所述枪载辅助瞄准单元和枪外辅助瞄准单元均设有北斗高精度定位模块、低功耗物联网接口模块、显示控制模块、运算处理模块、方位角传感器、倾斜角传感器、电源模块和蓄电池；所述枪外辅助瞄准单元还设有光学瞄准模块、温湿度传感器、气压传感器和风速风向传感器；所述枪载辅助瞄准单元安装于狙击枪的瞄准镜上方并与瞄准镜方向保持一致，本发明可以提高狙击手隐蔽性，同时又能以较高精度自动获取目标距离、俯仰角及环境参数，并结合狙击枪型号参数自动计算出弹道修正值，智能便捷地辅助狙击手完成瞄准狙击。

Description

一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计

技术领域

本发明涉及狙击枪枪瞄具领域，具体涉及一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计。

背景技术

狙击枪瞄具主要有光学瞄准镜和枪载火控两种，对于光学瞄准镜狙击枪，狙击手在初步瞄准目标后利用目标在瞄准镜中相对于分划线的尺寸凭经验估算目标距离，或由狙击副手(也称观察员或副狙击手)利用手持激光测距仪进行目标测距；对于枪载火控瞄具，狙击手在初步瞄准后可直接由枪载火控对目标进行激光测距。对于距离估计的方式，精度受狙击手个人素质经验影响，误差难以控制，而激光测距的方式容易引起目标警觉和暴露自身位置。除判断目标距离外，在执行远距离狙击任务时通常还需配备狙击副手，由狙击副手测量或估计出瞄准俯仰角、气压、风速、风向、温度、湿度等多种环境参数，并结合目标距离、狙击枪型号和子弹型号参数通过查表或计算得出弹道修正值，或将各类参数输入枪载火控自动计算出弹道修正值，根据弹道修正值调整瞄准的分划线位置完成精确狙击。为熟练掌握远距离精确狙击技能，狙击手和狙击副手需进行大量训练以掌握环境参数值的测量、估计方法技巧，以及在没有枪载火控时的查表或计算弹道修正值的方法技巧。

发明内容

为了解决上述不足的缺陷，本发明提供了一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计，可以提高狙击手隐蔽性，同时又能以较高精度自动获取目标距离、俯仰角及环境参数，并结合狙击枪型号参数自动计算出弹道修正值，智能便捷地辅助狙击手完成瞄准狙击。

本发明提供了一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计，包括；

枪载辅助瞄准单元和枪外辅助瞄准单元；所述枪载辅助瞄准单元和枪外辅助瞄准单元均设有北斗高精度定位模块、低功耗物联网接口模块、显示控制模块、运算处理模块、方位角传感器、倾斜角传感器、电源模块和蓄电池；所述枪外辅助瞄准单元还设有光学瞄准模块、温湿度传感器、气压传感器和风速风向传感器；所述枪载辅助瞄准单元安装于狙击枪的瞄准镜上方并与瞄准镜方向保持一致，所述枪外辅助瞄准单元位于所述枪载辅助瞄准单元一侧。

上述的瞄具设计，其中，所述枪载辅助瞄准单元用于完成自身的精确三维定位和对目标的俯仰角方位角测向。

上述的瞄具设计，其中，所述枪外辅助瞄准单元通过低功耗物联网将信息汇总至枪载辅助瞄准单元并进行显示并用于环境参数的测量。

上述的瞄具设计，其中，所述枪载辅助瞄准单元利用三角定位解算出目标的三维空间定位及距离，综合目标距离、俯仰角、气压、风速、风向、温度、湿度信息并结合狙击枪型号参数进行自动查表或计算得出弹道修正值，最后通过枪载辅助瞄准单元显示提示狙击手完成精确瞄准狙击。

上述的瞄具设计，其中，所述定位模块用于接收处理北斗卫星信号，并结合所述低功耗物联网接口模块接收北斗地基增强系统播发的差分增强信号完成定位解算，以确定枪载辅助瞄准单元的三维坐标，在北斗地基增强系统差分增强信号的覆盖范围内。

上述的瞄具设计，其中，所述低功耗物联网接口模块与枪外辅助瞄准单元、北斗地基增强系统进行无线数据传输和语音通信。

上述的瞄具设计，其中，所述显示控制模块，用于显示测量和计算出的各种参数和弹道修正值数据并设置工作状态和狙击枪型号参数。

上述的瞄具设计，其中，电源模块和蓄电池，用于对枪载辅助瞄准单元和枪外辅助瞄准单元进行系统供电。

上述的瞄具设计，其中，所述运算处理模块，用来对枪载辅助瞄准单元进行系统工作流程控制和显示控制，并用于存储已知狙击枪、子弹的类型及对应的弹道修正查找表或弹道修正计算公式，对高精度定位、方位角、俯仰角数据、以及从枪外辅助瞄准单元接收的高精度定位、方位角、俯仰角、风速、风向、气压、温度、湿度数据进行综合运算处理，利用三角定位计算出目标距离和位置数据，结合显示控制模块设定的狙击枪型号参数进行自动查表或计算得出弹道修正值数据，并将各种数据提供给显示控制模块进行显示。

上述的瞄具设计，其中，所述方位角传感器，用来测量瞄准目标的方位角；所述倾斜角传感器，用来测量瞄准目标的俯仰角。

本发明具有以下优点：1、避免了使用主动激光测距暴露自身位置，基于高精度北斗定位利用被动隐蔽的方式完成目标的定位、测距和测角，同时集成了环境参数自动测量和弹道修正值的自动解算，降低狙击尤其是远距离狙击时的操作难度和对狙击手素质的要求，智能便捷地辅助狙击手完成快速精准的瞄准狙击。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明使用示意图。

图2为本发明中枪载辅助瞄准单元组成框图。

图3为本发明中枪外辅助瞄准单元组成框图。

图4为本发明工作流程图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

参照图1-图4所示，本发明提供了一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计，包括；

枪载辅助瞄准单元和枪外辅助瞄准单元；所述枪载辅助瞄准单元和枪外辅助瞄准单元均设有北斗高精度定位模块、低功耗物联网接口模块、显示控制模块、运算处理模块、方位角传感器、倾斜角传感器、电源模块和蓄电池；所述枪外辅助瞄准单元还设有光学瞄准模块、温湿度传感器、气压传感器和风速风向传感器；所述枪载辅助瞄准单元安装于狙击枪的瞄准镜上方并与瞄准镜方向保持一致，所述枪外辅助瞄准单元位于所述枪载辅助瞄准单元一侧。

本发明本通过狙击手操作枪载辅助瞄准单元和狙击副手操作枪外辅助瞄准单元分别完成自身的精确三维定位和对目标的俯仰角方位角测向，通过枪外辅助瞄准单元完成环境参数的测量，枪外辅助瞄准单元通过低功耗物联网将信息汇总至枪载辅助瞄准单元并进行显示，枪载辅助瞄准单元利用三角定位解算出目标的三维空间定位及距离，综合目标距离、俯仰角、气压、风速、风向、温度、湿度信息并结合狙击枪型号参数进行自动查表或计算得出弹道修正值，最后通过枪载辅助瞄准单元显示提示狙击手完成精确瞄准狙击。避免了使用主动激光测距暴露自身位置，基于高精度北斗定位利用被动隐蔽的方式完成目标的定位、测距和测角，同时集成了环境参数自动测量和弹道修正值的自动解算，降低狙击尤其是远距离狙击时的操作难度和对狙击手素质的要求，智能便捷地辅助狙击手完成快速精准的瞄准狙击。

本发明一优选而非限制性的实施例中，枪载辅助瞄准单元用于完成自身的精确三维定位和对目标的俯仰角方位角测向。

本发明一优选而非限制性的实施例中，枪外辅助瞄准单元通过低功耗物联网将信息汇总至枪载辅助瞄准单元并进行显示并用于环境参数的测量。

本发明一优选而非限制性的实施例中，枪载辅助瞄准单元利用三角定位解算出目标的三维空间定位及距离，综合目标距离、俯仰角、气压、风速、风向、温度、湿度信息并结合狙击枪型号参数进行自动查表或计算得出弹道修正值，最后通过枪载辅助瞄准单元显示提示狙击手完成精确瞄准狙击。

本发明一优选而非限制性的实施例中，定位模块用于接收处理北斗卫星信号，并结合所述低功耗物联网接口模块接收北斗地基增强系统播发的差分增强信号完成定位解算，以确定枪载辅助瞄准单元的三维坐标，在北斗地基增强系统差分增强信号的覆盖范围内。

本发明一优选而非限制性的实施例中，低功耗物联网接口模块与枪外辅助瞄准单元、北斗地基增强系统进行无线数据传输和语音通信。

本发明一优选而非限制性的实施例中，显示控制模块，用于显示测量和计算出的各种参数和弹道修正值数据并设置工作状态和狙击枪型号参数，电源模块和蓄电池，用于对枪载辅助瞄准单元和枪外辅助瞄准单元进行系统供电。

本发明一优选而非限制性的实施例中，运算处理模块，用来对枪载辅助瞄准单元进行系统工作流程控制和显示控制，并用于存储已知狙击枪、子弹的类型及对应的弹道修正查找表或弹道修正计算公式，对高精度定位、方位角、俯仰角数据、以及从枪外辅助瞄准单元接收的高精度定位、方位角、俯仰角、风速、风向、气压、温度、湿度数据进行综合运算处理，利用三角定位计算出目标距离和位置数据，结合显示控制模块设定的狙击枪型号参数进行自动查表或计算得出弹道修正值数据，并将各种数据提供给显示控制模块进行显示。

本发明一优选而非限制性的实施例中，方位角传感器，用来测量瞄准目标的方位角；所述倾斜角传感器，用来测量瞄准目标的俯仰角。

为了进一步阐述本发明，提供以下具体的实施方式

图1为本发明的辅助狙击手瞄准的智能枪瞄具设计系统使用示意图，枪载辅助瞄准单元安装于狙击枪的瞄准镜上方并与瞄准镜方向保持一致，使用时狙击枪的瞄准镜与枪外辅助瞄准单元相隔一定距离并同时瞄准目标，枪载辅助瞄准单元和枪外辅助瞄准单元各自测量出自身的高精度三维定位坐标、瞄准目标的方位角和俯仰角，枪外辅助瞄准单元测量出环境的风速、风向、气压、温度和湿度信息，并将自身所测数据发送给枪载辅助瞄准单元，枪载辅助瞄准单元利用测量数据通过三角定位方法计算出目标的距离和位置，综合目标距离、俯仰角、海拔高度、风速、风向、气压、温度、湿度信息并结合狙击枪型号参数进行自动查表或计算得出弹道修正值，向狙击手提供各类测量数据及弹道修正值的显示提示。

图2为枪载辅助瞄准单元组成框图，该枪载辅助瞄准单元包括：

北斗高精度定位模块，用来接收处理北斗卫星信号，并结合低功耗物联网接口模块接收北斗地基增强系统播发的差分增强信号完成高精度定位解算，以确定枪载辅助瞄准单元的精确三维坐标，在北斗地基增强系统差分增强信号的有效覆盖范围内，其定位精度可达1cm，无差分增强信号覆盖时，定位精度约2m；

低功耗物联网接口模块，用来与枪外辅助瞄准单元、北斗地基增强系统等其他作战节点进行无线数据和语音通信；

显示控制模块，用来显示测量和计算出的各种参数和弹道修正值数据，设置工作状态和狙击枪型号参数；

电源模块和蓄电池，用来对枪载辅助瞄准单元进行系统供电；

运算处理模块，用来对枪载辅助瞄准单元进行系统工作流程控制和显示控制，存储已知狙击枪、子弹的类型及对应的弹道修正查找表或弹道修正计算公式，对高精度定位、方位角、俯仰角数据、以及从枪外辅助瞄准单元接收的高精度定位、方位角、俯仰角、风速、风向、气压、温度、湿度数据进行综合运算处理，利用三角定位计算出目标距离和位置数据，结合显示控制模块设定的狙击枪型号参数进行自动查表或计算得出弹道修正值数据，并将各种数据提供给显示控制模块进行显示；

方位角传感器，用来测量瞄准目标的方位角；

倾斜角传感器，用来测量瞄准目标的俯仰角。

图3为枪外辅助瞄准单元组成框图，该枪外辅助瞄准单元包括：

北斗高精度定位模块，用来接收处理北斗卫星信号，并结合低功耗物联网接口模块接收转发的北斗地基差分增强信号完成高精度定位解算，以确定枪外辅助瞄准单元的精确三维坐标；

低功耗物联网接口模块，用来与枪载辅助瞄准单元、北斗地基增强系统等其他作战节点进行无线数据和语音通信；

显示控制模块，用来显示测量和计算出的各种参数，设置工作状态；

电源模块和蓄电池，用来对枪外辅助瞄准单元进行系统供电；

运算处理模块，用来对枪外辅助瞄准单元进行系统工作流程控制和显示控制，将高精度定位、方位角、俯仰角数据、风速、风向、气压、温度、湿度数据提供给显示控制模块进行显示；

温湿度传感器，用来测量环境温度和湿度；

风速风向传感器，用来测量环境风速和风向；

气压传感器，用来测量环境大气压强；

光学瞄准模块，用来对目标进行光学瞄准；

方位角传感器，用来测量瞄准目标的方位角；

倾斜角传感器，用来测量瞄准目标的俯仰角。

图4为本发明工作流程图，枪载辅助瞄准单元和枪外辅助瞄准单元通过低功耗物联网接口模块进行通信交互协同工作，主要工作流程包括：

步骤S1:使用狙击枪的瞄准镜进行目标瞄准，枪载辅助瞄准单元由于和狙击枪瞄准镜方向保持一致，故也实现了目标瞄准；

步骤S2:使用枪外辅助瞄准单元的光学瞄准模块进行目标瞄准；

步骤S3:枪载辅助瞄准单元通过显示控制模块设置狙击枪和子弹的类型；

步骤S4:枪载辅助瞄准单元通过北斗高精度定位模块进行自身三维定位，通过方位角传感器获取瞄准目标的方位角，通过倾斜角传感器获取瞄准目标的俯仰角；

步骤S5:枪外辅助瞄准单元通过北斗高精度定位模块进行自身三维定位，通过方位角传感器获取瞄准目标的方位角，通过倾斜角传感器获取瞄准目标的俯仰角；

步骤S6:枪外辅助瞄准单元通过风速风向传感器获取环境风速和风向，通过气压传感器获取大气压强，通过温湿度传感器获取环境温度和湿度；

步骤S7:枪外辅助瞄准单元通过低功耗物联网接口模块将步骤S5中获取的数据发送给枪载辅助瞄准单元，枪载辅助瞄准单元通过低功耗物联网接口模块接收该数据后，由运算处理模块结合步骤S4、步骤S5得到的数据利用三角定位方法解算出目标的三维坐标及距离；

步骤S8:枪外辅助瞄准单元由运算处理模块结合步骤S3、步骤S6、步骤S7得到的数据利用查表或代入公式计算的方法计算出弹道修正值数据；

步骤S9:枪外辅助瞄准单元的运算处理模块控制显示控制模块，将步骤S3～步骤S7得到的测量数据及步骤S8得到的弹道修正值进行显示，辅助狙击手完成精确瞄准和狙击。

对本实施例的被动测距方法和目测估计、激光测距作简单精度对比如下：枪载辅助瞄准单元和枪载辅助瞄准单元的各组件均采用目前行业中上技术水平的工业级产品时，北斗高精度定位模块定位精度约1厘米、方位角传感器和倾斜角传感器测向精度约0.3度、在距离目标1500米、狙击手和狙击副手相距5米、目标瞄准方向与狙击手狙击副手连线方向基本垂直的情况下，本实施例的被动测距精度约为5～10米，目测估计的测距精度约为50～150米，激光测距的精度约为1米，而由目标距离引入的瞄准点分划线精度约100～250米/分划线刻度(瞄准点分划线精度具体数值和狙击枪及瞄准镜类型有关)，即目标距离每增加或减小100～250米才需要将瞄准点在瞄准镜分划线上向上或向下调整一个刻度，可见本发明的测距精度虽低于激光测距，但其误差仍远小于目测估计的精度，且基本不对瞄准精度构成影响。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计，其特征在于，包括；枪载辅助瞄准单元和枪外辅助瞄准单元；所述枪载辅助瞄准单元和枪外辅助瞄准单元均设有北斗高精度定位模块、低功耗物联网接口模块、显示控制模块、运算处理模块、方位角传感器、倾斜角传感器、电源模块和蓄电池；所述枪外辅助瞄准单元还设有光学瞄准模块、温湿度传感器、气压传感器和风速风向传感器；所述枪载辅助瞄准单元安装于狙击枪的瞄准镜上方并与瞄准镜方向保持一致，所述枪外辅助瞄准单元位于所述枪载辅助瞄准单元一侧。

2.如权利要求1所述的一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计，其特征在于，所述枪载辅助瞄准单元用于完成自身的精确三维定位和对目标的俯仰角方位角测向。

3.如权利要求2所述的一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计，其特征在于，所述枪外辅助瞄准单元通过低功耗物联网将信息汇总至枪载辅助瞄准单元进行显示并用于环境参数的测量。

4.如权利要求3所述的一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计，其特征在于，所述枪载辅助瞄准单元利用三角定位解算出目标的三维空间定位及距离，综合目标距离、俯仰角、气压、风速、风向、温度、湿度信息并结合狙击枪型号参数进行自动查表或计算得出弹道修正值，最后通过枪载辅助瞄准单元显示提示狙击手完成精确瞄准狙击。

5.如权利要求4所述的一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计，其特征在于，所述定位模块用于接收处理北斗卫星信号，并结合所述低功耗物联网接口模块接收北斗地基增强系统播发的差分增强信号完成定位解算，以确定枪载辅助瞄准单元的三维坐标，在北斗地基增强系统差分增强信号的覆盖范围内。

6.如权利要求5所述的一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计，其特征在于，所述低功耗物联网接口模块与枪外辅助瞄准单元、北斗地基增强系统进行无线数据传输和语音通信。

7.如权利要求6所述的一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计，其特征在于，所述显示控制模块，用于显示测量和计算出的各种参数和弹道修正值数据并设置工作状态和狙击枪型号参数。

8.如权利要求7所述的一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计，其特征在于，所述电源模块和蓄电池，用于对枪载辅助瞄准单元和枪外辅助瞄准单元进行系统供电。

9.如权利要求8所述的一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计，其特征在于，所述运算处理模块，用来对枪载辅助瞄准单元进行系统工作流程控制和显示控制，并用于存储已知狙击枪、子弹的类型及对应的弹道修正查找表或弹道修正计算公式，对高精度定位、方位角、俯仰角数据、以及从枪外辅助瞄准单元接收的高精度定位、方位角、俯仰角、风速、风向、气压、温度、湿度数据进行综合运算处理，利用三角定位计算出目标距离和位置数据，结合显示控制模块设定的狙击枪型号参数进行自动查表或计算得出弹道修正值数据，并将各种数据提供给显示控制模块进行显示。

10.如权利要求9所述的一种基于北斗精准定位技术的简易火控狙击枪瞄具设计，其特征在于，所述方位角传感器，用来测量瞄准目标的方位角；所述倾斜角传感器，用来测量瞄准目标的俯仰角。