運載火箭在風晃條件下的初始方位測量方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及光電測量技術，具體而言，設及運載火箭在風晃條件下的初始方位測 量方法。
【背景技術】
[0002] 由于新一代火箭總體方案諸多不同于現役火箭的特性，如慣性器件采用無調平、 瞄準功能的捷聯慣組，發射臺無回轉功能，要求從液氨加注起發射場無人值守情況下瞄準， 監視到發射點火時刻等，對瞄準系統總體方案提出了許多新的挑戰。
[0003] 新一代火箭發射場建設在沿海，發射風況比較復雜，如何在火箭風晃情況下，實施 高精度瞄準，是瞄準關鍵技術之一。
[0004] 火箭通過慣性器件進行導航，慣性器件外殼裝有直角棱鏡，火箭起飛前，通過地面 瞄準設備，測量并賦予控制系統直角棱鏡法平面與大地北的方位夾角，完成地面初始方位 測量工作。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種運載火箭在風晃條件下的初始方位測量方法，W解決 運載火箭前在風晃下的方位瞄準問題。
[0006] 本發明實施例提供了一種運載火箭在風晃條件下的初始方位測量方法，其特征在 于，包括：
[0007] 步驟1，調整瞄準儀和火箭瞄準棱鏡的相對位置，采取近距離、俯仰角近0°的瞄 準方式；
[000引步驟2,設定測量時間和測量周期；
[0009] 步驟3,瞄準儀向所述火箭瞄準棱鏡發射第一激光束，接收所述火箭瞄準棱鏡對所 述第一激光束反射回的第二激光束；
[0010] 步驟4,當所述火箭瞄準棱鏡的擺動處于所述瞄準儀的平移敏區時，測量所述第一 激光束和所述第二激光束的夾角；
[0011] 步驟5,將所述夾角進行均值濾波，得到所述初始方位。
[0012] 在一些實施例中，優選為，所述步驟4中，所述瞄準儀的平移敏區的確定方式為： [001 引
[0014] 其中，M為平移敏區；D激光瞄準儀口徑；L火箭瞄準棱鏡寬度；AL為火箭瞄準棱 鏡最小有效寬度。
[0015] 在一些實施例中，優選為，所述步驟1包括：
[0016] 將所述瞄準儀與所述火箭瞄準棱鏡等高放置，瞄準俯仰角在0° ±2°內；
[0017] 調整所述瞄準儀的光束照度不小于30LX;
[0018] 調整瞄準棱鏡寬度與所述瞄準儀光束直徑的差值大于或等于20毫米。
[0019] 在一些實施例中，優選為，所述步驟2中，測量時間為15秒，測量周期為I秒。
[0020] 在一些實施例中，優選為，所述步驟4包括；確定所述火箭瞄準棱鏡的擺動是否處 于所述平移敏區；如果處于所述平移敏區，測量所述第一激光束和所述第二激光束的夾角。
[0021] 在一些實施例中，優選為，如果所述火箭瞄準棱鏡的擺動不處于所述平移敏區，確 定所述火箭瞄準棱鏡的擺動中屯、是否處于瞄準光軸的中屯、；當處于瞄準光軸的中屯、時，測 量所述第一激光束和所述第二激光束的夾角。
[0022] 在一些實施例中，優選為，當所述火箭瞄準棱鏡的擺動中屯、不處于瞄準光軸的中 屯、時，平移所述瞄準儀，進行中屯、跟蹤，使所述火箭瞄準棱鏡的擺動中屯、處于瞄準光軸的中 屯、。
[0023] 在一些實施例中，優選為，所述瞄準儀設置于導軌，所述導軌，用于引導所述瞄準 儀平移。
[0024] 在一些實施例中，優選為，所述步驟3之后，所述步驟4之前，所述初始方位測量方 法還包括；提取所述第一激光束、所述第二激光束相對應的夾角記錄數據；篩除所述第二 激光束缺失的相關記錄數據，獲取所述第一激光束、所述第二激光束均存在的記錄數據，將 其視為所述火箭瞄準棱鏡的擺動處于平移敏區時記錄的數據。
[0025] 本發明實施例提供的運載火箭在風晃條件下的初始方位測量方法，與現有技術相 比，風擺時，測量前將火箭瞄準棱鏡的運動分解方位扭轉和前后、左右平移，瞄準儀需要適 應火箭一定量的左右平移，確定瞄準儀的平移敏區；調整瞄準儀和火箭瞄準棱鏡的相對位 置，達到近距離、俯仰角近0°的瞄準方式。瞄準儀向火箭瞄準棱鏡發射第一激光束，并接收 反射的第二激光束，通過平移敏區框定第二激光束的采集區域，確定進而對第一激光束、第 二激光束的夾角進行測量，均值濾波，即可得到初始方位。通過平移敏區確定取值的范圍， 過濾掉超出平移敏區的數據，進而提高了初始方位測量的準確性，利于運載火箭在風晃條 件下的高精度瞄準。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本發明一個實施例中運載火箭在風晃條件下的初始方位測量方法步驟示 意圖；
[0027] 圖2為本發明一個實施例中運載火箭風擺瞄準示意圖。
【具體實施方式】
[002引下面通過具體的實施例結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。
[0029] 考慮到目前新一代火箭發射場建設在沿海，發射風況比較復雜，在火箭風晃情況 下實施高精度瞄準是火箭發射面臨的關鍵問題，本實施例提供一種運載火箭在風晃條件下 的初始方位測量方法。
[0030] 該初始方位測量方法，包括：
[0031] 步驟1，調整瞄準儀和火箭瞄準棱鏡的相對位置，采取近距離、俯仰角近0°的瞄 準方式；
[0032] 步驟2,設定測量時間和測量周期；
[0033] 步驟3,瞄準儀向火箭瞄準棱鏡發射第一激光束，接收火箭瞄準棱鏡對第一激光束 反射回的第二激光束；
[0034] 步驟4,當火箭瞄準棱鏡的擺動處于瞄準儀的平移敏區時，測量第一激光束和第二 激光束的夾角；
[0035] 步驟5,將夾角進行均值濾波，得到初始方位。
[0036] 風擺時，測量前將火箭瞄準棱鏡的運動分解方位扭轉和前后、左右平移，瞄準儀需 要適應火箭一定量的左右平移，確定瞄準儀的平移敏區；調整瞄準儀和火箭瞄準棱鏡的相 對位置，達到近距離、俯仰角近0°的瞄準方式。瞄準儀向火箭瞄準棱鏡發射第一激光束，并 接收反射的第二激光束，通過平移敏區框定第二激光束的采集區域，確定進而對第一激光 束、第二激光束的夾角進行測量，均值濾波，即可得到初始方位。通過平移敏區確定取值的 范圍，過濾掉超出平移敏區的數據，進而提高了初始方位測量的準確性，利于運載火箭在風 晃條件下的高精度瞄準。
[0037] 火箭通過慣性器件進行導航，慣性器件外殼裝有直角棱鏡，火箭起飛前，通過地面 瞄準設備，測量并賦予控制系統直角棱鏡法平面與大地北的方位夾角，完成地面初始方位 測量工作。
[003引火箭風擺情況下，火箭瞄準棱鏡呈倒圓錐擺動，同時，火箭的擺動中屯、也會隨風速 大小有可能發生位移。接下來，通過一些具體實施例來詳細描述該運載火箭在風晃條件下 的初始方位測量方法，具體為：
[0039] 如圖1所示，分解為如下步驟：
[0040] 火箭風擺，火箭瞄準棱鏡呈倒圓錐擺動，火箭瞄準棱鏡運動可等效為左右（從瞄 準間面向火箭）平移運動，此時瞄準儀跟蹤火箭瞄準棱鏡的擺動中屯、，并在棱鏡擺動到瞄 準儀測角敏區內時進行數據采集和測量，如圖2所示。
[0041] 步驟101，調整瞄準儀和火箭瞄準棱鏡的相對位置，采取近距離、俯仰角近0°的 瞄準方式；
[0042] 將瞄準儀架設在火箭瞄準棱鏡附近，采取近距離的、俯仰角接近0°的瞄準，避免 了在斜瞄情況下（瞄準有一定俯仰角），火箭瞄準棱鏡倒圓錐擺動造成的瞄準方位交鏈誤 差，從而提高瞄準設備的適應能力和測量精度。
[0043] 步驟102,設定測量時間和測量周期；
[0044] 在指定時間段內對直角棱鏡法平面方位角多次測量，并進行均值濾波，W剔除風 擺造成的方位變化誤差，達到后