总第１９０期 ２０１０年第４期 舰船电子工程 Ｓｈｉｐ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖ０１．３Ｏ Ｎｏ．４ ５６ 提高舰炮武器系统射击精度的方法分析 丛树学高俊云柳磊 １２５０００） （９２９４１部队９４分队葫芦岛摘要舰炮武器系统的使命任务就是精确打击来袭目标，因此，系统的命中精度就成了舰炮武器系统的重要指标，尤 其舰艇在运动中，精度更是重中之重。但提高系统精度的方法很多，其中不乏有硬件、软件的修正方法。文章阐述了硬件安 装调整水平精度，并对航行风对舰船产生的影响进行修正，从而有效的达到提高系统射击精度的目的。 关键词零位调整；射击精度；试验；航行风；软件修正 ＴＪ３９１．９ 中图分类号Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ Ｆｉｒｅ Ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ Ｓｈｉｐｂｏｒｎｅ Ｇｕｎ Ｗｅａｐｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｎｇ Ｓｈｕｘｕｅ Ｇａｏ Ｊｕｎｙｕｎ Ｌｉｕ Ｌｅｉ （Ｕｎｉｔ ９４，Ｎｏ．９２９４１ Ｔｒｏｏｐｓ ｏｆ ＰＬＡ，Ｈｕｌｕｄａｏ １２５０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｔａｓｋ ｏｆ ｓｈｉｐｂｏｒｎｅ ｇｕｎ ｗｅａｐｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｔｔａｃｋｉｎｇ ｔｈｅ ｉｎｃｏｍｉｎｇ ｔａｒｇｅｔ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｓｏ ｔｈｅ ｈｉｔ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｂｅｃｏｍｅｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｉｎｄｅｘ ｏｆ ｎａｖａｌ ｇｕｎ ｗｅａｐｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｏ ｍｏｖｉｎｇ ｓｈｉｐ，ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｉｎｄｅｘｅｓ．Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｍｅｔｈｏｄｓ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｓｙｓｔｅｍ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｘｐｌａｉｎｓ ａ ｍｅｔｈｏｄ ｔｈａｔ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｉｓ ａｄｊｕｓｔｅｄ ｂｙ ｉｎｓｔａｌｌｉｎｇ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｎａｖｉｇａ— ｔｉｏｎ ｗｉｎｄ ｏｎ ｓｈｉｐ ｉｓ ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ．Ｔｈｕｓ ｉｔ ｃａｎ ａｒｒｉｖｅ ｔｈｅ ａｉｍ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｓｙｓｔｅｍ ｆｉｒｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ ａｎｔｉ—ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｚｅｒｏ，ｆｉｒｅ ａｃｃｕｒａｃｙ，ｔｅｓｔ，ｓａｉｌｉｎｇ ｗｉｎｄ，ｓｏｆｔｗａｒｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ｃｌａｓｓ Ｎｕｍｂｅｒ ＴＪ３９１．９ １ 引言 在作战、试验中，武器系统的精度是人们最关 舰炮武器系统进行海上鉴定试验，一般是安装 在靶场的试验船上进行。安装好后，首先要进行零 位调整。这里的零位调整法是在进行系统对准标 校时所采用的纠正对准精度超差的方法，既调整机 械零位（武器上的码盘），改变武器的零位，使武器 的零位与雷达的零位差在允许范围内。例如，在武 器水平度测量时码盘值为零，如果在武器系统对准 注的性能指标，它影响到武器系统的最终命中结 果。但影响武器系统精度的因素很多，如舰艇的运 动、目标的机动性、环境的复杂性以及各分机的安 装调试等。系统是相互作用和互相依赖的若干组 成部分结合而成的具有特定功能的有机整体，也就 是说，从系统的角度考虑，无论从哪部分提高精度， 都会提高整个舰炮武器系统整体作战效能。首先， 把好安装关，然后再从软件着手考虑，以提高舰炮 火控系统精度，最终提高武器系统的射击精度。 时发射装置与雷达相差＋２密位，则在发射装置的 码盘上设置一２密位，反之亦然。然后在检查电器 零位，使之与机械零位一致。这是常用的调整方 法，但效果不是很理想。因此，要在此基础上进行 软件修正。 ２零位修正提高水平精度的方法 １）零位调整法 ２）软件修正 首先均匀选取Ｎ个角度，充分测量发射装置 的水平度，拟合出修正公式 ＊收稿日期：２００９年１２月１２日，修回日期：２０１０年１月１５日 作者简介：丛树学，男，高级工程师，研究方向：舰载火控系统试验技术。高俊云，女，工程师，研究方向：舰炮火控系统 试验技术。柳磊，男，工程师，研究方向：舰炮武器系统试验技术。 ２０１０年第４期 ｅ—ｅｏ—卜△ 舰船电子工程 ５７ 当我舰运动时，舰炮发射的弹丸在离开炮口的 瞬间，有两个速度作用在弹丸上。一个是初速 ， 其中，ｅ为火控设备最终输出的高低瞄准角ＩＥｏ为火 控设备解算不考虑水平修正时输出的高低瞄准角； △为水平修正量。 发射装置基座的水平误差是随着方向变化的， 即水平修正量是方向瞄准角的函数： △＝＝＝厂（ｙ）＋ａ 另一个我舰运动带来的牵连速度 。因此弹丸相 对于大地的绝对速度 是这两个速度的合成，使 得弹丸实际初速度大大小、方向发生改变。 该方法使用的的坐标建立在大地上。即对经 过一个弹丸飞行时间后目标到达的实际位置Ｍ 如果火炮基座刚性比较好，符合正、余弦规律， 点接命中，求解未来点Ｍ： 则按下列公式修正： △一Ａｃｏｓ（ｙ＋ ）＋ａ 或△＝＝＝Ａｓｉｎ（ｙ＋ ）＋ａ 式中：Ａ为修正系数；ｙ、 分别为舰炮方向瞄准全 角及全角初始值； 为修正常数，根据实际情况而 定。 在试验中，安装已基本完成，一般情况不予调 整，因此只能应用软件修正解决安装水平度超差问 题，以提高水平精度。 但在海上鉴定或科研试验中，影响射击精度的 因素不只是安装因素，还有航行时带来的风速影响 等等。 ３ 航行时风的修正提高射击精度方法 １）传统火控系统修正方法 图１传统修正舰船 图２新的修正舰船 运动的方法 运动的方法 如图１，假设我舰速度 做匀速直线运动，现 在位于０点（这里为舰炮的位置）。目标现在点为 ，设目标在Ｍ点的绝对速度，加速度为Ａ ，这样 目标相对我舰的相对速度为Ｖｒ一 ＋ 。弹丸飞 行时间为丁，，传统火控系统解命中坐标建立在我 舰上，即认为我舰不动，而将舰炮随我舰的运动等 效为弹丸受一个与我舰运动相反的航行风ｗ 的影 响，求解未来点 为： 一 ＋ 门 ＋０．５ Ｔ｝ （１） 如图１所示，目标经过一个弹丸飞行时间后到 达 点。由于舰炮随我舰运动，弹丸按以 点 求解出的射击诸元射击正好命中Ｍｐ点。 ２）修正方法 一 ＋ Ｔ ｒ＋０． ５ Ａ Ｔ｝ （２） 对式（２）的 点的解命中过程求出的射击诸 元其实是合成初速度 的指向，假设求出的速度 指向的方位角为 ，高低角为￡ ，而最后要求的 跑官实际指向 ，ｅ。为此给出下列求解方法。 （１）求出高低角ｓ—ｅ ＋△ｓ。 （２）求出弹丸出炮口的水平速度为 一Ｖ ｃｏＳ￡，和垂直速度 ＝Ｖｉｓｉｎｓ。 （３）如图２，可知 ｓｊｎ（ 一 ）一 ｓｉｎ（ 一 ） 即方位角的修正量为： △ —ｓｉｎ （Ｖ ｃｏｓ（ 一 ）） （４）求弹丸的合成速度 ：的大小、初速修正 △ 一 ｃｏｓ（△ ＋ ｃｏｓ（ 一 ） ＋ △ ＝＝＝ｖ 一Ｖ。 （５）求出高低角的修正量 △ｅ一￡一￡ 一￡一ａｒｃｔａｎ（Ｖｈ／ ） 在迭代解算完成后可以得到修正量△ 、△ 、 Ａｅ。 利用初速修正△ 而不是△Ｖ。进行解算，得出 的射击诸元 ，从而得到炮管的实际指向ｐ＝ｇ＋ △ ，￡一ｅ ＋￡。 ３）仿真计算 为进一步分析此种修正方法，文中进行仿真计 算。第一组目标距离５００ｍ，方位０。，高低２。；第二 组１５００ｍ，方位０。，高低２。。两组的航向为０。， ２７０。；航速分别为０、１０、２０ｍ／ｓ。对速度不快的舰 船，解算的射击诸元差异不大。当航向为０。，射击 与运动方向相同时，差异体现在高低角上；当航向 为２７０。时，射击与航行方向垂直，则体现在方位角 上。 在舰船运动中，航行时已经考虑风速的影响， 但航行本身所带来的风没有考虑在内，将舰船等效 （下转第１３５页） ２０１０年第４期 舰船电子工程 １３５ 并以自动锁定操作系统等方法防止客户端主机被 非法使用。同时利用其网络安全策略，为远程通信 提供了安全保障，使得合法用户可以安全的通过 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网访问内部数据。 ［６］亢保元，王育民．完善保密密码体制的条件与设计［Ｊ］． 通信学报，２００４，２５（２）：１６８￣１７３ ［７］谢希仁．计算机网络［Ｍ］．大连：大连理工大学出版社， ２０００：３１５￣３２０ ４）严格管理网络中主机的硬件设备、接口和 ［８］阮利华，王祥．ＵＳＢ２．０接Ｅｌ ＩＰ核的开发与设计［Ｊ］．复 旦学报，２００５，４４（１）：１７３￣１７７ 软件程序的使用。上述对象是局域网内信息泄密 的直接途径，系统对此采取了限制使用、自动锁定 Ｅ９１吴东艳，张礼勇．基于ＵＳＢ总线的数据采集／信号发生 器的设计［Ｊ］．哈尔滨理工大学学报，２００５，１０（１）：１２５～ 及自动加密等措施以防止机密信息从这些途径泄 １２７ 漏。 ［１Ｏ］张礼勇，刘思久．虚拟仪器与ＵＳＢ方式的探讨和实践 参考文献 ＿Ｊ］．电子测量与仪器，２００４，１７（２）：７０￣７４ ［１１］刘木兰，周展飞，陈小明．密钥共享体制［Ｊ］．科学通报， ［１］张焕国，刘玉珍．密码学引论［Ｍ］．武汉：武汉大学出版 ２０００，４５（９）：８９７￣８９８ 社，２００３：１～６ ［１２］徐秋亮．改进门限ＲｓＡ数字签名体制Ｉ－Ｊ］．计算机学 Ｅ２］Ｃ．Ｅ．Ｓｈａｎｎｏｍ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｓｅｃｒｅｃｙ ｓｙｓ— 报，２０００，２３（５）：４５０￣４５２ ｔｅｍ［，Ｊ］．Ｂｅｌｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ，１９４９，２７（４）： ［１３］赵波，刘树波，唐明，等．基于硬件系统的商用密码可 ６５６～７１５ 信计算实现方法［Ｊ］．武汉大学学报，２００４，２９（１１）： Ｅ３］庞丽萍，李胜利．计算机操作系统［Ｍ］．武汉：华中科技 １Ｏ３Ｏ～１０３３ 大学出版社，１９９７：１～２Ｏ ［１４］陈晓峰，伍前红，王育民．基于安全双方计算的密钥协 ［４］齐治昌，谭庆平，宁洪．软件工程［Ｍ］．北京：高等教育出 商方案ＥＪ３．西安电子科技大学学报，２００３，３Ｏ（４）：４７７ 版社，２００１：９９～１０２ ～４８Ｏ ［５］黄淼云，李也白，王福成．智能卡应用系统［Ｍ］．北京：清 ［１５］刘怡文，李伟琴．密码协议的分层安全需求及验证 华大学出版社，２０００：５～１３ ［Ｊ］．北京航空航天大学学报，２００２，２８（５）：５８９￣５９２ ｅ ＮＪ ｅ 、、白 、、 、、 、、 ‘ 句 、、 ，ｅ ｅ ｅ 、’ 、 ｅ 、、 、、 （上接第５７页） 为航行风的方法是可行的。 而没有充分考虑航行风，如利用上述方法进行修 ４ 结语 正，可以提高舰炮武器系统的射击精度。 上述两种方法从不同的角度描述了提高舰炮 参考文献 武器系统射击精度的方法，经过仿真计算，无论哪 ［１］丁光强，陈峰．提高舰载武器系统水平精度的方法［Ｊ］． 种方法，均为有效方法。尤其是在海上鉴定试验 水面兵器，２００６，１５（２） 中，航行风的修正更为行之有效。舰船航行之前， Ｅｅｌ王士杰，王航宇．舰炮火控原理［Ｍ］．武汉：海军工程大 水平精度基本调整好，在软件上已加以修正。在航 学出版，２００１：１０２￣１０６ 行中，将航行风的修正方法再融入解算中，尤其目 Ｉ－３］王基组．舰炮火控理论原理［Ｍ］．北京：海潮出版社， 前已经应用解弹道微分方程的方法，很自然带人方 １９９９：１３９～１５３ 程中解算，弹丸的速度就是弹丸自身的速度和航行 －Ｉ４］唐凯，尹总发，袁军．舰炮武器水平精度软件修正探讨 风的合成速度。这在舰炮武器系统海上试验中，尤 ［Ｊ］．舰船论证参考，２００５（２）：１８￣２１ ｆ５］康郦，陈辞，杨雷．浅析舰船电子武备基座水平的检验 其速度高时，就会大大提高火控系统即武器系统的 与修正［，Ｃ］／／２ｏｏ２年度舰船作战系统对准学术交流论 射击精度，提高系统命中率。在舰炮武器系统海上 文集，中国船舶工业作战系统对准研究检测中心， 鉴定试验中，对风的修正只是对当时的风速修正， ２００２ １８１～８６
