飛彈火控系統精度試驗

飛彈火控系統精度試驗是驗證飛彈火控系統完成各項功能的精確度的實驗，是飛彈武器系統的主要試驗項目之一。飛彈火控系統的主要任務是：完成目標位置的探測和目標運動參數的處理；完成飛彈射擊諸元的解算，並裝定到飛彈上；完成飛彈的射前檢查，控制導憚發射，對目標進行攻擊。

基本介紹

• 中文名：飛彈火控系統精度試驗
• 外文名： accuracy test of missile fire control system
• 學科：航空工程
• 領域：航空航天

簡介

飛彈火控系統精度試驗是驗證飛彈火控系統完成各項功能的精確度的實驗，是飛彈武器系統的主要試驗項目之一。

任務

飛彈火控系統的主要任務是：完成目標位置的探測和目標運動參數的處理；完成飛彈射擊諸元的解算，並裝定到飛彈上；完成飛彈的射前檢查，控制導憚發射，對目標進行攻擊。飛彈射擊諸元的解算精度直接影響到飛彈的命中機率。因此，火控系統精度試驗是飛彈武器系統最複雜的試驗項片。對飛彈火控目標探測設備和飛彈發射裝置在同一平台上的飛彈武器系統而言，飛彈射擊諸元的解算啃度主要取決於目標位置探測的精度和目標運動參數處理的精度。而對目標探測設備和飛彈發射裝置不在同一平台上的飛彈武器系統而言，如用超視距目標指示系統探測目標的位置信息時，飛彈射擊諸元的解算精度又和目標探測設備載體位置和姿態(包括載體的航向)測量的精度有關。為了檢查這些測量設備的測量精度，必須要進行火控系統精度試驗。在火挖系統精度試驗中，對影響系統精度的各個參數的真值和測量值分別進行測量和記錄，並按照數據處理標準處理各個參數的系統誤差、隨機誤差和最大誤差。其處理方法有算術平均法，中心移動平滑法和多項式正交擬合法等。只有系統所有參數的誤差都滿足技術指標要求，才算滿足設計指標。

差分GPS的使用方法

（1）相對GPS測量方法的套用

相對GPS測量法需要兩個以上的用戶台，即可完成目標距離、方位及艦艇航速、航向的測量。在被試艦艇和目標艇上分別安放一台GPS接收機，各自實時連續測定共瞬時位置坐標(時間、經度、緯度)。然後，利用這些數據直接求取目標的距離和方位，並用遞推最小二乘法平滑算出航速、航向。這種方法實質上是利用差分原理，直接用兩個測量誤差相關的子樣求其相對距離和方位，從而可大大提高測量精度。

（2）時統同步方法

差分GPS系統與被試設備需在統一的時間下同步工作，為此，我們在差公GPS測量系統中設計了一塊時統信號處理板來完成時統與同步功能。該時統信號處理板既可向外輸出GPS秒脈衝信號到同步被試設備(該信號與UTC同步)，又可接收外部時統站送來的時統信號， 並記錄外時統與GPS秒脈衝信號的時差，再經過數據插值便可將GPS測量數據與被試設備數據同步。

（3）目標距離的修正

用差分GPS系統求得的目標距離是大地線長，方位角是相對大地指北的方位。而在飛彈火控系統中，雷達探測的目標距離是直角坐標系的直線距離，這兩者之間存在著差異，需要進行修正。

（4）航向航速的計算與平滑方法

航向航速的計算採用求取兩個採樣點間的距離與方位，得到各採樣點的航向航速值，然後用遞推最小二乘法平滑，得到被試驗及目標的航向航速。

相對GPS測量精度及精度分析

作為真值測量方法，本身的精度至關重要。我們使用測量設備對相對GPS測量方法的精度進行了校核，其結果為二階原點矩均方根誤差測距精度小於8m，測角精度小於0.08°；最大誤差測距精度小於15m，測角精度小於0.11°。

飛彈火控系統目標指示精度最大測距誤差一般大於150m， 最大測角誤差一般大於1.5°。因此，利用相對GPS測量法測量距離與方位真值，其精度是完全可行的。將相對GPS測量法得到的距離、方位真值及其它參數真值代人飛彈射擊方程與彈道回歸公式，求得飛彈射擊諸元真值，用於考核飛彈火控系統的動態精度。這種方法已經得到了實際套用，並獲得了滿意的效果，實踐證明，相對GPS測最精度完全可以滿足飛彈火控系統精度試驗對真值測量的要求。這種方法是一種很有發展前途的真值測量方法。

套用前景

相對GPS測量法原理正確，使用方法簡單實用，為飛彈火控系統精度試驗的真值測量提供了一種新途徑。該方法的套用使得試驗受氣象條件影響減小，試驗成功率高，加快了試驗的進程；試驗數據處理快速方便，縮短了試驗周期；使用設備省，便於組織指揮和後勤保障，大大地節省了試驗費用。因此，該方法具有較好的軍事技術價值和社會效益，具有廣闊的發展前景。

利用差公GPS技術，還可方便地實現火控系統的多批次多目標的試驗測量，超視距系統試驗測量，外彈道及脫靶測量等。隨著差分GPS技術研究的不斷深入，其套用領域會不斷拓寬。

均勻設計

反艦飛彈火控系統動態精度試驗的主要目的是鑑定飛彈武器系統在我艦(機)航行條件下攻擊敵艦時，在其作戰使用範圍內的瞄準精度.這是一項動用兵力多、試驗周期長的工作。研究新的試驗設計方法的意義在於：

(1)縮短周期、減少投入。充分利用試驗信息，最大限度提高試驗的經濟效益。

飛彈武器火控系統動態精度試驗是一項多因素、多水平的試驗。現代試驗規範(GJB-527-88. QF-1537-88 )將靶標的航向設定為6個水平，而目標的距離、航速以及我艦的航速、航向等這些直接影響火控系統精度的試驗因素，由於受試驗條件和試驗手段的限制僅安排一個水平，而且規定試驗的有效航次不得少於12。由於試驗航路缺乏典型性，直接影響精度鑑定結論的有效性.採用均勻設計方法進行試驗設計，不僅可以減少所需航次數量，而且由於每個航路下數據採樣點很多，相當於每個航路下都做了很多次試驗，因而能夠充分地利用試驗信息提高試驗的經濟效益。

(2)改進試驗設計，採用新的數據處理方法對火控系統精度做出全面鑑定，最大限度地提高試驗的軍事效益。

現行試驗規範對試驗數據處理方法做了如下規定：通過試驗數據處理獲得所有採樣點所對應的火控系統射擊諸元參數實際輸出值與其理論值的偏差即射擊諸元參數偏差隨著時間變化的誤差序列。用正交多項式回歸分離系統誤差並計算殘差的標準偏差最後預報出射擊諸元參數偏差的最大值，進而做出其精度合格與否的鑑定結論.由於試驗數據處理是按每個航路逐個進行的，且每個航路下射擊諸元參數（一般有4個）分別處理。對其中某個參數進行精度鑑定時只有12個航次下的精度均符合評定標準時，才能鑑定其精度合格。然而多年的實踐證明，多種型號的火控系統精度試驗僅是大部分航次下的精度合格而已，於是在鑑定會上 研製方與靶場相互扯皮的現象時有發生.其癥結在於，試驗航路設計不典型且12個航次的數據沒有進行綜合處理，因而評定某個參數的精度時，難以做出合格與否的結論，採用均勻設計方法設計試驗航路，在火控系統的作戰使用範圍內具有典型性、分布均勻，而且試驗數據經過綜合處理，建立系統精度的數學模型後，可以對飛彈射擊扇面內任一點的動態精度做出預報，達到了全面鑑定系統精度的目的。