基于双经纬仪的火炮俯仰半径测量方法.pdf

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1、20l5年4月兵器试验第2期基于双经纬仪的火炮俯仰半径测量方法李典，关士成，唐卫(白城兵器试验中心，白城，137001)摘要针对火炮特别是自行炮俯仰半径测量困难的问题，提出了基于双电子经纬仪测量火炮俯仰半径的方法。现场检测通过双经纬仪交会获取炮身标记点的空间坐标，通过相似三角形的测量原理进行数据处理。实例表明，该方法实现了火炮俯仰半径的测量，其测量精度能满足试验要求。关键词火炮静态检测；火炮俯仰半径；双经纬仪火炮俯仰半径。0引言‘火炮俯仰半径是指火炮身管前端面至耳轴中心的距离，是火炮构造诸元测量的主

2、要内容之一。l目前，相关检测标准_1剖并没有给出相应的测量方{法，而该检测项目是经常进行的火炮静态测量项}目之一。fI火炮俯仰半径的测量方法分为2种：直接法1和间接法。对于耳轴裸露在外(比如部分牵引⋯一⋯●炮)，可以直接测量炮口端面到耳轴的距离；对于自行炮和坦克炮等，由于炮塔的遮挡和炮塔内图1火炮俯仰半径测量原理示意图部空间的限制，很难找到耳轴的中心点，只能通当进行测量时，赋予火炮一定的炮身仰角，过间接测量。文献[4]提供了一种“悬高法”，则B点绕C点旋转到E点，4点绕C点旋转到D即通过测量不同火炮

3、仰角时炮口端面中心的悬高，点，根据图中的几何关系和三角形相似原理，BC从而解算出火炮俯仰半径。但该方法不便于现场长度的计算如式(1)。操作并且测量精度受限于悬高的测量。文献[5]BC=丽AB=~BE(1)在文献[4]的基础上应用经纬仪提高了悬高的测量精度，同时实现了火炮偏离角的测量。根据式(1)，只需测量出AB、AD和BE的本文通过双经纬仪交会获取炮身标记点的空长度，就可以计算出火炮的俯仰半径。间坐标，通过相似三角形的测量原理进行数据处2双电子经纬仪测量方法理，实现了火炮俯仰半径的测量。在火炮侧面架

4、设两台电子经纬仪，使用双经1火炮俯仰半径测量原理纬仪交会的方法进行测量，原理就是经典的三角如图1所示，BC为处于水平状态的火炮身测量原理。管，左半部虚线部分是被自行炮炮塔或其它火炮建立如图2所示空问坐标，在坐标原点0和的托架遮挡住的身管部分，右半部实线部分是裸轴正向上一点0架设两台经纬仪，分别测量4露在外的身管部分，B点为炮口中心，点为身点、B点、D点和E点，得到这4个点的高低角管轴线BC上的一点，C点为火炮的耳轴中心，和方位角，两台经纬仪之间的距离O0是直接测身管绕c点做俯仰运动，赋予火炮一定的炮

5、身仰量的，也可以通过测量已知标准长度的两点反推角，B点与c点问的距离为火炮身管前端面至出两台经纬仪之间的距离，那么，根据这些条件耳轴中心的距离，即线段BC的长度是要测量的就可以推算出这4个点的空间坐标，再根据空间两李典(1972．)，男，硕士，高级工程师。·31·2015年4月李典，等：基于双经纬仪的火炮俯仰半径测量方法第2期点间的距离公式，计算出AB、AD和BE的长度。式(2)就是火炮俯仰半径的计算公式，BC的函数表示形式为BC=O01，l，卢l，卢2，3，JB3，JB4，5，卢5，卢6，7，卢7

6、，卢8)2．2测量精度的数值分析由BC=f(O01，1，卢1，卢2，3，卢3，卢4，，卢，，，卢，)这个函数可以知道，BC只与两经纬仪间的距离和所测得的高低角、方位角有关系，所以，BC的精度只与两经纬仪间距离的测量误差和经纬仪的测角误差有关。使用两台经纬仪上面的光学对点器在地面上图2双电子经纬仪测量示意图标记两点，这两点代表两台经纬仪的位置，这两2．1公式推导点间的距离就是两经纬仪间距离，用钢卷尺进行见图2，以A点为例，该点在OXY水平面的测量，那么两点间的测距吴差6约为5mm。投影为，两台电子经纬

7、仪同时观测A点，两台经纬仪的测角误差除与经纬仪本身有关外，电子经纬仪显示的高低角、方位角分别为、还应考虑人眼的瞄准误差和A、日两点十字线的和、』B，则A点的空间坐标可以由、、宽度引起的测量误差。根据实践经验，人眼的瞄：、O0表示，或者由、卢、卢、O0表示，准误差一般为4”～6，0．2mm宽的十字线在7m经过推导，得到点坐标。～10m处引起的误差大约为4”一6，经纬仪的精A点坐标为A(，YA，ZA)度为2”，故经纬仪的水平角和高低角测角误差为其中一堋取最大值)8=6，=8．7”一。通过MATLAB对式

8、(2)全微分，求出BC的误差公式，代入测距误差、测角误差和7组实∞测数据，计算BC的测量误差6。计算结果见表1。同理，两台电子经纬仪分别观测B点、D点从表1可知，BC的测量误差小于2．3mm。和E点时，得到的高低角、方位角分别为，、3实际测量中的应用卢3、4、卢4、5、5、6、卢6和7、卢7、8、卢8，计算得到B点坐标为B(，Y，)，D点坐标实际测量时，经纬仪是瞄不到身管轴线上的为D(。，Y。，)，E点坐标为E(，YE，点的，可以在身管侧面贴两个十字线，使十字线E)。