一种用于空投翼伞雀降时的声波高度计系统设计.pdf

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1、2014年第33卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)75一种用于空投翼伞雀降时的声波高度计系统设计任建新，王青青，牛振中(西北工业大学自动化学院，陕西西安710072)摘要：针对空投翼伞雀降时的准确测高问题，在分析了现有高度测量设备优缺点的基础上，提出了采用声波高度计来提高高度测量信号的准确度。首先完成了声波高度计系统原理样机的研制，并利用设计的声波高度计系统在室内和室外针对不同反射面分别进行了不同高度情况下的试验研究，多组试验数据事后处理的最大测量误差均值分别为室内的0．326m和室外的

2、0．814m，表明设计的高度计在试验量测范围内，其测量精度可以满足空投的要求。关键词：空投翼伞；雀降；高度测量；声波高度计中图分类号：TV698文献标识码：A文章编号：1000-9787(2014)07--0075--04DesignofanacousticaltimetersystemusedforairdropparafoilflareRENJian·xin，WANGQing—qing，NIUZhen—zhong(CollegeofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’all71007

3、2，China)Abstract：Aimingatproblemofaccurateheightmeasurementwhenairdropparafoilflare，acousticaltimeterisproposedtoimproveaccuracyofheightmeasurementsignalbasedonanalysisonadvantagesanddisadvantagesofexistingheightmeasurementdevices．Researchandfabricationofprincipleprototypeofaco

4、usticaltimetersystemiscompletedfirstly，andthenexperimentalstudyinthecaseofdifferentheightareca~iedoutbyusingthedesignedacousticaltimetersysteminindoorandoutdoor，aimingatdifferentreflectivesurfaces，themeanofmaximummeasurementerrorsofpost—processingofmuhigrouptestdatasrespectivel

5、yare0．326mindoorand0．814moutdoor，theseresultsshowthatmeasurementprecisionofthealtimetersystemcallmeetairdroprequirementatrangeofmeasurement．Keywords：airdropparafoil；flare；heightmeasurement；acousticahimeter0引言能在地面状况已知时给出准确的测量信息，而且气压高度空投技术⋯是利用降落伞将物资投放到指定地域的计的精度难以满足翼伞实施雀降时对高度信息的精度

6、要一项技术，同时它也是一种非常重要的部队投送与物资补求；此外，超声波测距计、雷达测距计和激光测距计受地面给手段，在现代战争和非战争行动中都具有广泛的应用。环境影响较大，面对茂密的丛林植被可能给出错误的高度翼伞系统的高滑翔性和可控特性，使得翼伞系统已成为信息，且雷达和激光测距计的成本相对较大，不适合空投系空投领域研究的热点。统的低成本要求。为此，本文采用声波高度计来提高高雀降。。是翼伞的一种重要性能，《降落伞理论与应度测量信号的准确度。用》一书中这样定义雀降：当翼伞以滑翔状态接近地面时，1声波高度计测距原理如果以较快的速度将两操纵绳同时拉下，在很短的时

7、间内声波高度计的测距原理与声纳和雷达类似，其基本原翼伞的前进速度和垂直速度将会迅速地减d,N极小值(接理是利用声波在空气中的传播速度C为已知，声波发射近0)，若开始操纵的高度选择适当，落地时速度正好达到器向反射面发射一组声波脉冲，声波遇到目标后必然有反最小值，此种操纵便称为雀降。射回波作用在接收换能器上，测量声波从发射点至目标地空投时，为了保证翼伞落地时刻的速度得到有效的控传输所经过的时间，即当换能器发射出声波开始计时，到声制，必须在预定的雀降操纵时刻实施减速操作，而现有高度波经空气传播至目标，再反射回传播至声波接收器停止计测量设备[5．6J如：GP

8、S的测高误差相对过大；气压高度计仅时，测得传播时间t，由下式可以求出声波发射点距目标之收稿日期：2013—1