RU2782478C1 - Способ измерения начальной скорости снаряда - Google Patents
Способ измерения начальной скорости снаряда Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782478C1 RU2782478C1 RU2022113809A RU2022113809A RU2782478C1 RU 2782478 C1 RU2782478 C1 RU 2782478C1 RU 2022113809 A RU2022113809 A RU 2022113809A RU 2022113809 A RU2022113809 A RU 2022113809A RU 2782478 C1 RU2782478 C1 RU 2782478C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- projectile
- doppler
- speed
- measuring
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002592 echocardiography Methods 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 3
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к средствам радиолокационного определения параметров движущихся объектов и может быть использовано при измерении начальной скорости снаряда. Способ измерения начальной скорости снаряда заключается в том, что формируют группы длительностей участков доплеровских импульсов с общим началом. По группе предполагаемых путей вычисляют группу возможных скоростей и группу разностей между соседними значениями в группе возможных скоростей. Расстояние до общего начала группы предполагаемых путей и общего начала формирования группы длительностей участков производят после обнаружения через заданное число доплеровских импульсов, а за начальную скорость принимают значение в группе возможных скоростей, после которого в группе разность между соседними значениями возможных скоростей превышает заданную погрешность. Достигается повышение точности измерения скорости снаряда за счет снижения ошибок. 4 ил., 1 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к средствам радиолокационного определения параметров движущихся объектов и может быть использовано при измерении начальной скорости снаряда.
Известен способ для измерения начальной скорости - патент «Хронограф скорости», который жестко прикреплен к стволу и временной участок в доплеровском эхосигнале привязан к известному участку траектории движения объекта, который определяется с помощью угловой разрешающей способности радиолокатора [1]. Обнаружение объекта на этом участке осуществляется амплитудным методом, что требует высокой стабильности энергетических характеристик радиолокатора и отражающей способности объекта.
Известно также устройство и способ для измерения скорости снаряда - патент Российской Федерации «Способ измерения начальной скорости снаряда и устройство для его осуществления» [2]. Способ измерения начальной скорости снарядов, по которому по длительностям участков доплеровских импульсов в эхо-сигнале формируют группу возможных значений скорости и вычисляют по ним начальную скорость снаряда с учетом установленной задержки начала его наблюдения относительно момента вылета из ствола орудия, для каждой позиции в полученной группе возможных значений текущей скорости снаряда оценивают достоверность содержащихся в них данных и с учетом полученных результатов выделяют в этой группе участок, содержащий преимущественно достоверные данные, по которым определяют начальную скорость снаряда, при этом при оценке достоверности данных о скорости снаряда используют критерии, учитывающие задаваемые требования по точности измерения начальной скорости снаряда; при формировании участка упомянутой группы для вычисления начальной скорости снаряда начало этого участка определяют по наличию не менее трех следующих подряд позиций с достоверными данными, а его конец -по наличию двух и более позиций с недостоверными данными.
Недостатком аналога является высокая погрешность измерения скорости непосредственно при вылете из ствола из-за отсутствия учета угла наблюдения и используются данные от радиолокатора на значительном удалении от ствола. Это снижает быстродействие выдачи данных о скорости и ограничивает его применение при высокой скорострельности, а также существенно увеличивает требования к энергетическому потенциалу и коэффициенту усиления антенн доплеровского радиолокатора.
Наиболее близким к заявляемому является патент РФ "Способ для измерения скорости снаряда" [3]. Способ для измерения скорости снаряда, включающий регистрацию группы длительностей участков доплеровских импульсов в эхо-сигнале, по группе зарегистрированных длительностей участков доплеровских импульсов с общим началом в эхо-сигнале, где первый участок имеет максимальную длительность, и по ряду предполагаемых групп значений путей, которые проходит снаряд после вылета из ствола орудия, с общим началом этих путей, формируют ряд групп возможных скоростей и за скорость снаряда принимают величину первого значения у группы возможных скоростей, в которой отличие между этими значениями минимально.
К недостаткам прототипа следует отнести снижение точности оценки начальной скорости при неравномерном движении которое возникает, когда при вылете снарядов из ствола со сверхзвуковой скоростью на него воздействуют пороховые газы и он продолжает ускорятся вне ствола на расстоянии последействия, пока давление от пороховых газов не сравняется с атмосферным.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является снижение погрешности измерения начальной скорости снаряда.
Эта задача решается за счет того, что в способе измерения начальной скорости снаряда, включающим обнаружение доплеровского эхо-сигнала, регистрацию группы длительностей временных участков доплеровских импульсов с общим началом в доплеровском эхо-сигнале, и по группе предполагаемых значений путей с общим началом формирование группы возможных скоростей и группы разностей между соседними значениями в группе возможных скоростей, отличающийся тем, что расстояние до общего начала группы предполагаемых путей и общего начала формирования группы длительностей участков производится после обнаружения и прохождения расстояния последействия, определяемое по количеству доплеровских импульсов, а за начальную скорость снаряда принимается значение в группе возможных скоростей, после которого в группе разностей между соседними значениями возможных скоростей превышает заданную погрешность.
Проведенный сравнительный анализ заявленного способа и прототипа показывает, что их отличие заключается в следующем.
В предлагаемом способе регистрация начинается заведомо после участка последействия, в отличие от прототипа, где начало регистрации находится на неизвестном расстоянии и определяется им. Если регистрация начинается сразу после вылета снаряда из ствола, то для сверхзвуковых скоростей регистрация включает участок последействия, где скорость неравномерна, с чем и связана ошибка измерения.
В предложенном способе необходимость использования ряда не требуется, в отличие от прототипа используется ряд групп предполагаемых путей, где каждая группа имеет свое начало.
В предложенном способе определяется только группа значений возможных скоростей, что сокращает потребность в вычислительных мощностях с соответствующими последствиями, в отличие от прототипа, где формируется ряд групп значений возможных скоростей.
В предложенном способе производится анализ отличий между соседними значениями возможных скоростей и за начальную скорость принимается значение возможной скорости с максимальной длительностью после которой превышается необходимая погрешность измерения скорости, это позволяет снизить время регистрации и соответственно уменьшить влияние пассивных и активных помех или снизить энергетический потенциал доплеровского радиолокатора, а в прототипе предполагается, что значения возможных скоростей получены при хороших отношениях сигнал/шум.
Сущность измерения начальной скорости снаряда по предлагаемому способу заключается в следующем.
Расстояние последействия, при котором оканчивается действие пороховых газов
где R0 - расстояние от доплеровского радиолокатора до конца ствола фиг. 1, λ - длина волны радиолокатора, М - число доплеровских импульсов, после которого перестают действовать пороховые газы, соответствует общему началу формированию группы длительностей временных участков ti=Ti+αi, где i=1, 2,…, Ti - детерминированная длительность временного участка, αi - случайная составляющая. Длительность ti временных участков фиксируется моментом, при котором происходит изменение радиального расстояния от предыдущего на величину
где K - число доплеровских импульсов в приращении расстояний.
Предполагаемые пути Di, которые проходит снаряд в соответствии с обозначениями фиг. 1, выражаются как
где H - параллакс положения радиолокатора относительно оси движения снаряда.
Значения возможной скорости на этих предполагаемых путях определяются, соответственно,
По получаемым значениям возможных скоростей νi определяется группа разностей поступившего и предыдущего значения возможной скорости δi=νi+1-νi. Так как при увеличении дальности происходит уменьшение мощности отраженного сигнала и соответственно увеличение ошибки определения скорости, то при превышении величины δi больше заданного значения за скорость ν0 снаряда принимается предыдущее значение возможной скорости.
На фиг. 1 приведена схема расположения доплеровского радиолокатора и траектории движения снаряда, где Di - предполагаемые пути, Н - параллакс положения радиолокатора относительно оси движения снаряда, R0 - расстояние от доплеровского радиолокатора до конца ствола, Rм - расстояние последействия, где перестают действовать пороховые газы.
На фиг. 2 приведена структурная схема такого устройства измерения скорости снаряда, где
1 - доплеровский радиолокатор;
2 - формирователь длительностей участков
3 - формирователь возможных значений скорости;
4 - анализатор достоверности значений скорости;
5 - запоминающее устройство предполагаемых путей;
6 - счетчик участков;
7 - счетчик доплеровских импульсов.
На фиг. 3 приведена экспериментальная зависимость изменения возможных значений скорости.
На фиг. 4 представлена зависимость разностей значений возможных скоростей.
Предложенный способ иллюстрируется устройством измерения начальной скорости снаряда, содержащее последовательно соединенные доплеровский радиолокатор, формирователь длительностей участков, формирователь возможных значений скорости, анализатор достоверности значений скорости, ко второму входу формирователя возможных значений скорости подключено запоминающее устройство предполагаемых путей, счетчик участков подсоединенный ко входу запоминающего устройства предполагаемых путей и второму входу анализатора достоверности значений скорости, первый выход которого является выходом устройства, счетчик доплеровских импульсов, включенный между вторым выходом доплеровского радиолокатора и вторым входом формирователя длительностей участков и первым входом счетчика участков, второй выход анализатора достоверности значений скорости соединен со вторым входом счетчика доплеровских импульсов, второй выход формирователя длительностей участков подключен ко второму входу счетчика участков.
Работа устройства с использованием предложенного способа происходит следующим образом. При вылете снаряда из ствола орудия на втором выходе доплеровского радиолокатора 1 появляются с выхода обнаружителя доплеровские импульсы, которые начинают поступать на счетчик доплеровских импульсов 7. При поступлении М (например М=35) доплеровских импульсов (соответствующих увеличению расстояния от доплеровского радиолокатора 1 до снаряда на ) счетчик доплеровских импульсов 7 запускает формирователь длительности участка 2 через его второй вход, на первый вход которого приходят доплеровские импульсы с первого выхода доплеровского радиолокатора 1 (импульсы с компаратора с нулевым порогом). Когда поступит K (например K=10) доплеровских импульсов, с первого выхода формирователя 2 длительность участка из K доплеровских импульсов t1 поступает на формирователь возможных значений скорости 3. В это же время со второго его выхода поступает сигнал на второй вход счетчика участков 6 о завершении формирования длительности первого участка. В этом случае из запоминающего устройства предполагаемых путей 5 его первое значение поступает на второй вход формирователя возможного значения скорости, откуда данные о скорости поступают на первый вход анализатора достоверности значений скорости. С поступлением следующих K (=10) доплеровских импульсов с первого выхода доплеровского радиолокатора 1 на первый вход формирователя длительностей участков 2 данные о длительности второго участка опять соответственно поступают на первый вход формирователя возможных значений скорости 3, на второй вход которого приходят данные о втором предполагаемом пути из запоминающего устройства предполагаемых путей 5, на вход которого поступает через счетчик участков 6 сигнал о готовности данных о втором значении длительности второго участка со второго выхода формирователя длительностей участков 2. Полученные данные о второй скорости с формирователя возможных значений скорости поступают на первый вход анализатора достоверности значений скорости 4, также с выхода счетчика 6 сигнал о номере второго возможного значения скорости приходит на второй вход анализатора достоверности значений скорости 4, в котором определяется разность между предыдущим и поступившим значениями скорости. Если полученная разность больше установленной величины (например 1 м/с), то на втором выходе анализатора достоверности 4 появляется сигнал, который через счетчик доплеровских импульсов 7, приводит формирователь длительностей участков 2 и счетчик участков 6 в исходное состояние. Если полученная разность меньше установленной величины (например 1 м/с), то работа устройства по определению значений возможной скорости и разности между предыдущим и поступившим значениями скорости продолжается до тех пор пока разность между соседними значениями скорости не станет больше установленной величины (например 1 м/с), и на втором выходе анализатора достоверности 4 появится сигнал о приведении устройства в исходное состояние, а на его первом выходе появятся данные предыдущего значения возможной скорости, соответствующего скорости снаряда. Результаты обработки данных экспериментального исследования по предложенному способу и описанным устройством приведены в таблице и на фиг. 3 и фиг. 4.
Реализация предлагаемого способа осуществлена на разработанных и изготовленных образцах. Проведенные натурные испытания показали их возможность измерять скорость снаряда с высокой точностью не хуже 0,1% на малых удалениях от ствола при наблюдении снаряда под углами к траектории, когда отличие радиальной скорости от скорости снаряда значительно превышает требуемую точность измерения, что позволяет автоматически определять скорость каждого снаряда в очереди от орудий с большой скорострельностью.
Источники информации
1. Патент США №4030097,
2. Патент Российской Федерации №2250476,
3. Патент Российской Федерации №2348946 - прототип.
Claims (1)
- Способ измерения начальной скорости снаряда, включающий обнаружение доплеровского эхо-сигнала, регистрацию группы длительностей временных участков доплеровских импульсов с общим началом в доплеровском эхо-сигнале, и по группе предполагаемых значений путей с общим началом формирование группы возможных скоростей и группы разностей между соседними значениями в группе возможных скоростей, отличающийся тем, что расстояние до общего начала группы предполагаемых путей и общего начала формирования группы длительностей участков производится после обнаружения и прохождения расстояния последействия, определяемого по количеству доплеровских импульсов, а за начальную скорость снаряда принимается значение в группе возможных скоростей, после которого в группе разностей между соседними значениями возможных скоростей превышает заданную погрешность.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2782478C1 true RU2782478C1 (ru) | 2022-10-28 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4030097A (en) * | 1976-02-02 | 1977-06-14 | Gedeon Anthony A | Muzzle velocity chronograph |
RU2348946C2 (ru) * | 2006-12-15 | 2009-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет) | Способ для измерения скорости снаряда |
RU2535487C1 (ru) * | 2013-11-01 | 2014-12-10 | Георгий Галиуллович Валеев | Способ измерения радиальной скорости объекта (варианты) |
RU2715994C1 (ru) * | 2019-08-27 | 2020-03-05 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Способ измерения начальной скорости снаряда |
US10775496B2 (en) * | 2017-03-30 | 2020-09-15 | Thales | Method of guidance of an aerial target, in particular in the vertical landing phase, and radar system implementing such a method |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4030097A (en) * | 1976-02-02 | 1977-06-14 | Gedeon Anthony A | Muzzle velocity chronograph |
RU2348946C2 (ru) * | 2006-12-15 | 2009-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный институт электронной техники (технический университет) | Способ для измерения скорости снаряда |
RU2535487C1 (ru) * | 2013-11-01 | 2014-12-10 | Георгий Галиуллович Валеев | Способ измерения радиальной скорости объекта (варианты) |
US10775496B2 (en) * | 2017-03-30 | 2020-09-15 | Thales | Method of guidance of an aerial target, in particular in the vertical landing phase, and radar system implementing such a method |
RU2715994C1 (ru) * | 2019-08-27 | 2020-03-05 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" | Способ измерения начальной скорости снаряда |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7205932B2 (en) | Method and apparatus for improved determination of range and angle of arrival utilizing a two tone CW radar | |
US7333047B2 (en) | System and method for spatially diverse radar signal processing | |
EP0116183B1 (en) | Pulse radar apparatus | |
CN107843892B (zh) | 一种基于最小二乘法的高速目标多普勒测速方法 | |
US8106814B2 (en) | Method of estimating the elevation of a ballistic projectile | |
JP3021978B2 (ja) | 少なくとも2つの目標を識別する方法 | |
JP3836885B2 (ja) | 目標に対する発射体の弾着点を決定する方法 | |
US4124849A (en) | Positioning system | |
RU2782478C1 (ru) | Способ измерения начальной скорости снаряда | |
RU2351947C2 (ru) | Способ измерения начальной скорости снаряда | |
RU2006101467A (ru) | Способ функционирования информационно-вычислительной системы ракеты и устройство для его осуществления | |
RU2715994C1 (ru) | Способ измерения начальной скорости снаряда | |
RU2619056C2 (ru) | Способ обнаружения движущейся цели с различением скоростных и маневренных характеристик | |
RU2782477C1 (ru) | Способ измерения начальной скорости снаряда | |
RU2395102C1 (ru) | Способ измерения скорости снаряда и устройство для его осуществления | |
CN113341427B (zh) | 测距方法、装置、电子设备及存储介质 | |
RU2250476C2 (ru) | Способ измерения начальной скорости снаряда и устройство для его осуществления | |
RU2335785C1 (ru) | Лазерный доплеровский локатор | |
RU2316788C1 (ru) | Способ обнаружения групповой цели импульсно-доплеровской радиолокационной станцией | |
RU2348946C2 (ru) | Способ для измерения скорости снаряда | |
RU2348947C2 (ru) | Способ для измерения обратной стороны скорости снаряда | |
RU2406098C1 (ru) | Способ определения наклонной дальности до движущейся цели по минимальному числу пеленгов | |
RU2615784C1 (ru) | Способ и устройство радиолокационного обнаружения маневра баллистического объекта по выборкам квадратов дальности | |
Dutta et al. | Signal processing application for artillery measurements using fixed head Doppler radar | |
RU2351948C2 (ru) | Способ для фиксации обратной скорости снаряда |