一种海上发射火箭快速瞄准方法及系统与流程

本申请涉及火箭发射，尤其涉及一种海上发射火箭快速瞄准方法及系统。

背景技术：

1、瞄准系统是火箭控制系统中的重要组成部分。它的主要功能是在火箭发射之前，测量火箭惯性仪表坐标系在发射惯性坐标系中的精确方位角，进而使火箭可以实现精确入轨或命中目标。

2、目前我国运载火箭主要采用远距离斜瞄和近距离平瞄两种瞄准方案。如图1所示，远距离斜瞄方案是将瞄准测试间建设在发射场坪上，受火箭高度影响，地面瞄准仪120架设高度与火箭惯组棱镜110高度相差较大，因而瞄准仰角较大。如图2所示，近距离平瞄方案是将瞄准测试间建设在靠近火箭的固定勤务塔230上，瞄准仪220架设高度与火箭惯组棱镜210高度相近，瞄准仰角较小。

3、瞄准操作时，如图3所示，首先将瞄准仪与外部光学基准准直，光学基准方位角ajz，然后按照瞄准操作规范，将瞄准仪与火箭瞄准棱镜准直，获得瞄准仪测量角δamz。将光学基准方位角ajz和瞄准仪测量角δamz相加，获得瞄准方位角amz，amz是指瞄准仪与主惯组棱镜准直时，瞄准方向指向的大地方位角。

4、瞄准方位角通过公式amz＝ajz+δamz进行计算，其中，ajz为瞄准仪光学瞄准时所引入的外部基准的大地方位角，即瞄准仪架设在瞄准点上，当瞄准仪与基准棱镜或架设在基准点上的标竿等对准时，瞄准仪出射光方向的大地方位角；δamz为瞄准仪测量出的捷联惯组棱镜法线方位(瞄准仪出射光方向为正)与所引入的基准方位之差(从基准方位起顺时针为正)。

5、传统瞄准技术只适用于传统塔架发射火箭的瞄准，其基本假设是方位基准、瞄准仪、火箭等均需要固定在大地上，并不适用于海上发射火箭的瞄准，具体表现如下：传统瞄准技术需要安装与大地固连的外部基准棱镜或基准标杆，以基准棱镜或标杆作为方位基准，但在海上发射时，海上发射平台为移动平台，不存在与大地固连的安装位置；传统瞄准技术需要将瞄准仪固定在大地或固定勤务塔上进行瞄准，海上发射时不具备固定的瞄准仪安装位置；传统瞄准技术需要在火箭在起竖后进行瞄准，而在海上发射时，火箭发射平台受海浪、洋流以及风等外部干扰，晃动较为剧烈，并存在姿态漂移，采用传统瞄准方式，难以进行准直；传统瞄准技术输出的是一个固定方位角，而在海上发射时，火箭姿态是实时变化的，一次瞄准结果很快便会失效。另外，传统瞄准技术需要人在回路中，瞄准时间较长，且受光照、雨雪等气候条件影响大，不利于快速发射和全天候发射的实现。

6、因此，如何实现海上发射火箭的快速瞄准，是目前本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种海上发射火箭快速瞄准方法及系统，以实现海上发射火箭的快速瞄准。

2、为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

3、一种海上发射火箭快速瞄准系统，包括：光电自准直仪、惯性-卫星组合导航系统、瞄准计算机和稳压电源；其中，惯性-卫星组合导航系统、光电自准直仪、瞄准计算机均固定至海上发射平台的设备舱内；惯性-卫星组合导航系统用于实时得到惯性-卫星组合导航系统的速度、位置和姿态信息；光电自准直仪的发光端朝向箭上棱镜，用于测得光电自准直仪与箭上棱镜之间的方位角偏差；瞄准计算机将接收到的惯性-卫星组合导航系统的速度、位置作为火箭的速度、位置信息，依据收到的光电自准仪与箭上棱镜之间的方位角偏差和惯性-卫星组合导航系统姿态信息得到箭上棱镜的方位角；稳压电源与光电自准直仪、惯性-卫星组合导航系统、瞄准计算机电连接，以为光电自准直仪、惯性-卫星组合导航系统、瞄准计算机提供电能。

4、如上所述的海上发射火箭快速瞄准系统，其中，优选的是，瞄准计算机将火箭的速度、位置信息和箭上棱镜的方位角实时发送到箭上导航计算机，作为箭上组合导航系统运行传递对准算法的观测量。

5、如上所述的海上发射火箭快速瞄准系统，其中，优选的是，惯性-卫星组合导航系统是惯性导航系统和卫星导航系统的组合。

6、如上所述的海上发射火箭快速瞄准系统，其中，优选的是，惯性-卫星组合导航系统与瞄准计算机通过数据电缆信号连接。

7、如上所述的海上发射火箭快速瞄准系统，其中，优选的是，光电自准直仪与瞄准计算机通过数据电缆信号连接。

8、如上所述的海上发射火箭快速瞄准系统，其中，优选的是，瞄准计算机通过以太网电缆连接到地面测发控系统。

9、如上所述的海上发射火箭快速瞄准系统，其中，优选的是，稳压电源与光电自准直仪、惯性-卫星组合导航系统、瞄准计算机通过功率电缆电连接。

10、如上所述的海上发射火箭快速瞄准系统，其中，优选的是，设备舱具有测量窗口，光电自准直仪的发光端朝向测量窗口，测量窗口朝向箭上棱镜，以保证光电自准直仪的发光端朝向箭上棱镜。

11、一种海上发射火箭快速瞄准方法，适用于上述任一项所述的海上发射火箭快速瞄准系统，包括：步骤s710、向光电自准直仪、惯性-卫星组合导航系统、瞄准计算机上电；步骤s720、响应于上电，光电自准直仪、惯性-卫星组合导航系统、瞄准计算机和稳压电源自检，并且瞄准计算机向地面测发控系统反馈自检状态；步骤s730、响应于接收到地面测发控系统发送的初始对准指令，惯性-卫星组合导航系统开始初始对准，以获得初始位置和初始姿态信息；步骤s740、完成初始对准后，惯性-卫星组合导航系统开始组合导航，实时输出惯性-卫星组合导航系统的速度、位置和姿态信息；步骤s750、待达到发射海域后，响应于地面测发控系统发送的启动瞄准指令，瞄准计算机使光电自准直仪开始进行光电瞄准，以测得光电自准直仪与箭上棱镜之间的方位角偏差；步骤s760、瞄准计算机将惯性-卫星组合导航系统的速度、位置作为火箭的速度、位置信息，依据收到的光电自准仪与箭上棱镜之间的方位角偏差和惯性-卫星组合导航系统姿态信息得到箭上棱镜的方位角，并将这些信息通过以太网实时发送到箭上组合导航系统；步骤s770、响应于地面测发控系统发送的开始传递对准指令，箭上组合导航系统根据实时接收到的火箭的速度、位置信息和箭上棱镜的方位角信息，运行传递对准算法，进行传递对准；步骤s780、响应于接收到箭上组合导航系统发送的传递对准完成信号，箭上组合导航系统完成传递对准后，瞄准计算机对光电自准直仪、惯性-卫星组合导航系统断电，瞄准流程结束。

12、相对上述背景技术，本申请所提供的海上发射火箭快速瞄准采用惯性-卫星组合导航系统作为瞄准的方位基准，可以随海上发射平台移动，适合移动发射火箭的瞄准；采用光电自准直仪与惯性-卫星组合导航系统固连的方式，避免每次对基准棱镜进行瞄准；在火箭起竖前进行瞄准，减小了火箭结构的弹性晃动，光电自准直仪与火箭距离近，瞄准精度较高；瞄准时海上发射火箭快速瞄准系统与火箭同时处在保温棚中，避免了风浪、温度等气候条件的影响，全天候工作；实时向箭上组合导航系统发送瞄准结果以及位置和速度数据，作为箭上组合导航系统运行传递对准算法时的观测量，与箭上组合导航系统自对准相比，可大幅提高海上发射火箭的初始对准精度。

技术特征：

1.一种海上发射火箭快速瞄准系统，其特征在于，包括：光电自准直仪、惯性-卫星组合导航系统、瞄准计算机和稳压电源；

2.根据权利要求1所述的海上发射火箭快速瞄准系统，其特征在于，瞄准计算机将火箭的速度、位置信息和箭上棱镜的方位角通过以太网实时发送到箭上导航计算机，作为箭上组合导航系统运行传递对准算法的观测量。

3.根据权利要求1或2所述的海上发射火箭快速瞄准系统，其特征在于，惯性-卫星组合导航系统是惯性导航系统和卫星导航系统的组合。

4.根据权利要求2所述的海上发射火箭快速瞄准系统，其特征在于，惯性-卫星组合导航系统与瞄准计算机通过数据电缆信号连接。

5.根据权利要求4所述的海上发射火箭快速瞄准系统，其特征在于，光电自准直仪与瞄准计算机通过数据电缆信号连接。

6.根据权利要求5所述的海上发射火箭快速瞄准系统，其特征在于，瞄准计算机与地面测发控系统通过以太网电缆信号连接。

7.根据权利要求6所述的海上发射火箭快速瞄准系统，其特征在于，稳压电源与光电自准直仪、惯性-卫星组合导航系统、瞄准计算机通过功率电缆电连接。

8.根据权利要求1或2所述的海上发射火箭快速瞄准系统，其特征在于，设备舱具有测量窗口，光电自准直仪的发光端朝向测量窗口，测量窗口朝向箭上棱镜，以保证光电自准直仪的发光端朝向箭上棱镜。

9.一种海上发射火箭快速瞄准方法，其特征在于，适用于权利要求1-8任一项所述的海上发射火箭快速瞄准系统，包括：

技术总结
本申请涉及火箭发射领域，尤其涉及一种海上发射火箭快速瞄准系统，包括：固定于设备舱内的光电自准直仪、惯性‑卫星组合导航系统、瞄准计算机；惯性‑卫星组合导航系统用于实时得到惯性‑卫星组合导航系统的速度、位置和姿态信息；光电自准直仪用于测得光电自准直仪与箭上棱镜之间的方位角偏差；瞄准计算机将惯性‑卫星组合导航系统的速度、位置作为火箭的速度、位置信息，依据收到的光电自准仪与箭上棱镜之间的方位角偏差和惯性‑卫星组合导航系统姿态信息得到箭上棱镜的方位角；瞄准计算机将速度、位置和箭上棱镜方位角实时发送到箭上组合导航系统，箭上组合导航系统运行传递对准算法完成传递对准。本申请可以实现海上发射火箭的快速瞄准。

技术研发人员：刘凯,韩冠超,马玉海,张智境,吴炜平
受保护的技术使用者：北京中科宇航技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13