RU2516205C2

RU2516205C2 - Method of charge fall point coordinates determination

Info

Publication number: RU2516205C2
Application number: RU2012111876/28A
Authority: RU
Inventors: Юрий Леонтьевич Козирацкий; Павел Евгеньевич Кулешов; Иван Иванович Чернухо
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2014-05-20
Also published as: RU2012111876A

Abstract

FIELD: weapons and ammunition.

SUBSTANCE: invention relates to tests of battle complexes aimed at estimation of hitting accuracy of various munition. Proposed method is based on simultaneous registration of seismic and optical waves originated at striking the soil and blasting of munition warhead. Note here that optical radiation brought about by munition warhead blasting and dissipated on atmospheric aerosol particles is located by optoelectronic radars. Apart from coordinates obtained at analysis of seismic waves, munition fall point coordinates are determined from coordinates of the point of crossing of optical radiation source bearing lines, i.e. those of munition blast plume.

EFFECT: higher precision.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области проведения испытаний огневых комплексов для оценки точности попадания в цель различных боеприпасов.The invention relates to the field of testing of fire systems for assessing the accuracy of hitting various ammunition in the target.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) (см., например, Тиль А.В. Патент №2087010. Способ определения местоположения источника сейсмических колебаний поверхности земли, Россия, G01V 1/00, опубликован 10.08.1997. - М:, РОСПАТЕНТ, 1997) является способ определения местоположения источника сейсмических колебаний поверхности земли, основанный на установке по периметру испытательного полигона сейсмических регистраторов (СР), приеме и анализе параметров сейсмических колебаний, определении координат точки удара боеприпаса о грунт - эпицентра сейсмических колебаний по их параметрам. Недостатком способа является недостаточная точность определения координат (точки падения боеприпаса, обусловленная потенциальными возможностями СР.The closest in technical essence and the achieved result (prototype) (see, for example, Til A.V. Patent No. 2087010. A method for determining the location of the source of seismic vibrations of the earth’s surface, Russia, G01V 1/00, published on 08/10/1997. - M: , ROSPATENT, 1997) is a method for determining the location of a source of seismic oscillations of the earth’s surface, based on the installation of seismic registrars (SR) around the perimeter of the test site, the reception and analysis of seismic oscillation parameters, and the determination of the coordinates of the point of impact of an ammunition pass on the ground - the epicenter of seismic oscillations in their parameters. The disadvantage of this method is the lack of accuracy in determining the coordinates (points of incidence of ammunition, due to the potential capabilities of the SR.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение точности определения координат точки падения боеприпаса.The technical result, the achievement of which the invention is directed, is to increase the accuracy of determining the coordinates of the point of impact of the ammunition.

Технический результат достигается тем, что в известном способе определения координат точки падения боеприпаса, основанном на установке по периметру испытательного полигона сейсмических регистраторов, приеме и анализе параметров сейсмических колебаний, определении координат точки удара боеприпаса о грунт - эпицентра сейсмических колебаний по их параметрам, дополнительно устанавливают по периметру испытательного полигона оптико-электронные пеленгаторы (ОЭП), принимают рассеянное атмосферным каналом распространения оптическое излучение источника - факела взрыва боеприпаса, измеряют значения углов пеленгов на источник оптического излучения - факел взрыва боеприпаса и определяют координаты точки падения боеприпаса по координатам точки пересечения линий пеленгов.The technical result is achieved by the fact that in the known method for determining the coordinates of the point of impact of the munition, based on the installation of seismic recorders around the perimeter of the test site, receiving and analyzing parameters of seismic vibrations, determining the coordinates of the point of impact of the munition on the ground - the epicenter of seismic vibrations by their parameters, is additionally set according to Optical electronic direction finders (OEDs) along the perimeter of the test site receive optical radiation scattered by the atmospheric propagation channel ix source - flame explosion munition measured angle values bearings to a source of optical radiation - torch explosion of ammunition and ammunition determine coordinates of the coordinates fall line intersection point bearings.

Способ определения координат точки падения боеприпаса, базируется на дополнительной (дублирующей) регистрации ОЭП (см, например, Воробьев В.И. Оптическая локация для радиоинженеров. - М.: Радио и связь, 1983) рассеянного на частицах атмосферного аэрозоля оптического излучения, возникающего при взрыве боевой части боеприпаса. На основе теории рассеяния и переноса рассеянного излучения в атмосфере (см, например, Козирацкий Ю.Л., Козирацкий А.Ю., Кусакин А.В. и др. Оценка энергетических и временных характеристик рассеянного импульсного лазерного излучения. - Журнал Антенны №4, 2007, стр.16-19, Козирацкий, Ю.Л., Козирацкий А.Ю. Коровин В.М. и др. Определение положения лазерного луча в пространстве по рассеянной составляющей. - М.: Журнал Радиотехника, №7, 2005, стр.94-98) и в условиях, когда ОЭП размещаются по периметру испытательного полигона на некотором удалении относительно друг друга, предлагаемый способ обеспечивает обнаружение факта взрыва и определение координат его эпицентра.The method of determining the coordinates of the point of impact of the ammunition is based on additional (duplicate) registration of the EIA (see, for example, Vorobyov VI. Optical location for radio engineers. - M .: Radio and communications, 1983) of optical radiation scattered by particles of atmospheric aerosol arising from the explosion of the warhead of the ammunition. Based on the theory of scattering and transfer of scattered radiation in the atmosphere (see, for example, Koziratsky Yu.L., Koziratsky A.Yu., Kusakin A.V. et al. Evaluation of the energy and temporal characteristics of scattered pulsed laser radiation. - Antenna Journal No. 4 , 2007, pp. 16-19, Koziratsky, Yu.L., Koziratsky A.Yu. Korovin V.M. et al. Determination of the position of a laser beam in space by the scattered component. - M.: Journal of Radio Engineering, No. 7, 2005 , pp. 94-98) and under conditions when EIAs are placed around the perimeter of the test site at some distance relative to each other friend, the proposed method provides the detection of the fact of the explosion and the determination of the coordinates of its epicenter.

При взрыве боевой части боеприпаса часть оптического излучения рассеивается частицами атмосферного образования. Интенсивность рассеянного излучения зависит от плотности, размеров частиц и индикатрисы рассеяния см, например, Козирацкий Ю.Л., Козирацкий А.Ю., Кусакин А.В. и др. Оценка энергетических и временных характеристик рассеянного импульсного лазерного излучения. - Журнал Антенны №4, 2007, стр.16-19, Козирацкий, Ю.Л., Козирацкий А.Ю. Коровин В.М. и др. Определение положения лазерного луча в пространстве по рассеянной составляющей. - М.: Журнал Радиотехника, №7, 2005, стр.94-98). Для типовых условий наблюдения будет формироваться изображение факела взрыва за счет рассеянной в направлении приемника составляющей оптического излучения. Если разместить ОЭП 2 и 3 вокруг периметра испытательного полигона 7 (фигура 1), то каждое из полученных изображений можно рассматривать как проекции излучения факела взрыва боевой части 5 боеприпаса 6 на плоскости ОЭП 2 и 3. Оптическая полоса пропускания ОЭП 2 и 3 выбирается из условия фильтрации рассеянного частицами атмосферного аэрозоля оптического излучения, а чувствительность в выбранном спектре должна обеспечить устойчивую регистрацию рассеянного излучения на фоне помех. Угол поля зрения 8 ОЭП обеспечивает прием рассеянного оптического излучения в широком секторе, соизмеримом с размерами полигона 7. Если сектор не обеспечивает просмотр всей площади испытательного полигона, устанавливают несколько сопряженных по полям зрения 8 ОЭП 2 и 3. ОЭП определяют пеленгационные углы 9 излучения факела взрыва боевой части 5 и передают на вычислительный блок 4, который определяет координаты источника оптического излучения 5. Вычислительный блок 4 передает значения координат на огневой комплекс 1, который, например, вносит поправки для следующего выстрела или запуска боеприпаса 6. Определение координат источника излучения факела взрыва боевой части 5 может базироваться на известных математических зависимостях многопозиционной системы местоопределения источников электромагнитного излучения (см, например, Кондратьев B.C., А.Ф. Котов, Л.Н. Марков. Многопозиционные радиотехнические системы. - М.: Радио и связь, 1986, стр.241-245).In the explosion of the warhead of a munition, part of the optical radiation is scattered by particles of atmospheric formation. The intensity of the scattered radiation depends on the density, particle size and scattering indicatrix, see, for example, Koziratsky Yu.L., Koziratsky A.Yu., Kusakin A.V. et al. Evaluation of the energy and temporal characteristics of scattered pulsed laser radiation. - Antenna Magazine No. 4, 2007, pp. 16-19, Koziratsky, Yu.L., Koziratsky A.Yu. Korovin V.M. and others. Determination of the position of the laser beam in space by the scattered component. - M.: Journal of Radio Engineering, No. 7, 2005, pp. 94-98). For typical observation conditions, an image of the explosion plume will be formed due to the component of optical radiation scattered in the direction of the receiver. If we place OEP 2 and 3 around the perimeter of test site 7 (Figure 1), then each of the images obtained can be considered as projections of the radiation from the explosion torch of the warhead 5 of the munition 6 on the OEP 2 and 3 plane. The optical bandwidth of OEP 2 and 3 is selected from the condition filtering of optical radiation scattered by particles of atmospheric aerosol, and the sensitivity in the selected spectrum should ensure stable registration of scattered radiation against the background of interference. The 8 OEP field of view provides reception of scattered optical radiation in a wide sector, commensurate with the size of polygon 7. If the sector does not provide viewing of the entire area of the test site, several 8 OEPs 2 and 3 are conjugated in the field of view. The OEPs determine the direction-finding angles 9 of the explosion plume radiation the warhead 5 and transmit to the computing unit 4, which determines the coordinates of the optical radiation source 5. The computing unit 4 transmits the coordinate values to the firing complex 1, which, for example, introduces corrections for the next shot or launch of the ammunition 6. The determination of the coordinates of the radiation source of the explosion torch of the warhead 5 can be based on the known mathematical dependences of the multi-position system for determining the sources of electromagnetic radiation (see, for example, Kondratyev BC, A.F. Kotov, L.N. Markov. Multiposition Radio Engineering Systems. - M.: Radio and Communications, 1986, pp. 241-245).

На фигуре 2 представлено сформированное изображение факела взрыва на плоскости ОЭП матричного типа, включающего одну, например, линейку чувствительных фотоэлементов 10 (см., например, С. В. Голубев, В.П. Дунец, А.Ю. Козирацкий, Ю.Л. Козирацкий и др. Патент №2285275. Способ определения направления на источник оптического излучения по рассеянной в атмосфере составляющей и устройство его реализации. Россия, G01V1/00, опубликован в бюл. №28 от 10.10.06. - М.: РОСПАТЕНТ, 2006). Распределение интенсивности оптического излучения факела взрыва боеприпаса 11 в поперечном сечении имеет максимум амплитуды в середине изображения (наиболее светлый фон), спадающей к краям. Поэтому выходные сигналы чувствительных элементов ОЭП будут отображать характер изменения интенсивностей принимаемого оптического излучения. Если фотоэлементы имеют координатную привязку, то выходные сигналы будут отображать распределение интенсивностей по координатам, что позволяет осуществить пеленгацию факела взрыва боевой части боеприпаса по максимальному значению выходного сигнала.The figure 2 presents the generated image of the explosion torch on the plane of the EIA matrix type, including one, for example, a line of sensitive photocells 10 (see, for example, S.V. Golubev, V.P. Dunets, A.Yu. Koziracki, Yu.L. Koziratsky et al. Patent No. 2285275. Method for determining the direction of the optical radiation source from the component scattered in the atmosphere and device for its implementation. Russia, G01V1 / 00, published in bulletin No. 28 dated 10.10.06. - M .: ROSPATENT, 2006 ) The distribution of the intensity of the optical radiation of the plume of the explosion of ammunition 11 in the cross section has a maximum amplitude in the middle of the image (the lightest background), falling to the edges. Therefore, the output signals of the sensitive elements of the OED will reflect the nature of the change in the intensity of the received optical radiation. If the photocells have a coordinate reference, then the output signals will display the intensity distribution by coordinates, which allows the direction finding of the explosion torch of the warhead of the ammunition at the maximum value of the output signal.

На фигуре 3 представлена блок - схема устройства. Блок - схема устройства содержит N число ОЭП 12, установленных вдоль оси абсцисс, М число ОЭП 13, установленных вдоль оси ординат, блок вычисления координат точки падения боеприпаса 14, приемопередающие устройства 15, огневой комплекс 16, К число СР 17, установленных вдоль оси абсцисс, Н число СР 15, установленных вдоль оси ординат 18.The figure 3 presents a block diagram of the device. The block diagram of the device contains N number of OEPs 12 installed along the abscissa axis, M number of OEPs 13 installed along the ordinate axis, a unit for calculating the coordinates of the point of falling of the munition 14, transceiver devices 15, a fire system 16, K the number of CP 17 installed along the abscissa axis , H is the number of CP 15 installed along the ordinate 18.

Устройство работает следующим образом. Рассеянное атмосферным каналом распространения оптическое излучение факела взрыва боеприпаса принимается ОЭП 12 и 13. ОЭП 12 и 13 определяют пеленгационные углы источника излучения - факел взрыва боеприпаса, значения которых передают в блок вычисления координат точки падения боеприпаса 14. Параметры сейсмических колебаний (например, время задержки прихода сейсмической волны), вызванные ударом или взрывом боеприпаса регистрируются СР 17 и 18, значения которых передают в блок вычисления координат точки падения боеприпаса 14. Блок вычисления координат точки падения боеприпаса 14 вычисляет координаты местоположения источника излучения - факел взрыва боеприпаса и координаты удара боеприпаса о грунт - эпицентра сейсмических колебаний, значение которых с помощью приемопередающих устройств 15 передает на огневой комплекс 16. Огневой комплекс 16 обрабатывает полученную информацию.The device operates as follows. The optical radiation of the ammunition explosion plume scattered by the atmospheric propagation channel is received by the OEP 12 and 13. The OEP 12 and 13 determine the direction-finding angles of the radiation source — the munition explosion torch, the values of which are transferred to the unit for calculating the coordinates of the munition drop point 14. Seismic oscillation parameters (for example, arrival delay time seismic wave) caused by a shock or explosion of ammunition are recorded CP 17 and 18, the values of which are transmitted to the unit for calculating the coordinates of the point of impact of the munition 14. Unit for calculating The ordinate of the point of incidence of ammunition 14 calculates the coordinates of the location of the radiation source - the torch of the explosion of ammunition and the coordinates of the impact of the ammunition on the ground - the epicenter of seismic vibrations, the value of which with the help of transceiver devices 15 transfers to the firing complex 16. The firing complex 16 processes the received information.

Таким образом, у заявляемого способа появляются свойства, заключающиеся в возможности повышения точности определения координат точки падения боеприпаса, за счет дополнительной пеленгации рассеянной в атмосфере составляющей излучения оптического источника - факела взрыва боеприпаса.Thus, the proposed method has properties consisting in the possibility of increasing the accuracy of determining the coordinates of the point of impact of the munition due to the additional direction finding of the radiation component of the optical source scattered in the atmosphere - the munition explosion torch.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений неизвестен способ способе определения координат точки падения боеприпаса, основанный на установке по периметру испытательного полигона сейсмических регистраторов, приеме и анализе параметров сейсмических колебаний, определении координат точки удара боеприпаса о грунт - эпицентра сейсмических колебаний по их параметрам, дополнительной установке по периметру испытательного полигона ОЭП, приеме рассеянного атмосферным каналом распространения оптического излучения источника - факела взрыва боеприпаса, измерении значений углов пеленгов на источник оптического излучения - факел взрыва боеприпаса и определении координат точки падения боеприпаса по координатам точки пересечения линий пеленгов.The proposed technical solution is new, because from publicly available information there is no known method for determining the coordinates of the point of incidence of ammunition, based on the installation of seismic recorders around the perimeter of the test site, receiving and analyzing parameters of seismic vibrations, determining the coordinates of the point of impact of the ammunition on the ground - the epicenter of seismic vibrations from their parameters , additional installation around the perimeter of the test site of the EIA, reception of optical diffusion scattered by the atmospheric channel eskogo radiation source - flame explosion munition measurement values of angles bearings to a source of optical radiation - torch explosion of ammunition and determining the coordinates of the point of impact of the munition on the coordinates of intersection points of lines bearings.

Предлагаемое техническое решение практически применимо, так как для его реализации могут быть использованы типовые оптические, сейсмические и электротехнические узлы и устройства (см., например, С. В. Голубев, В.П. Дунец, А.Ю. Козирацкий, Ю.Л. Козирацкий и др. Патент №2285275. Способ определения направления на источник оптического излучения по рассеянной в атмосфере составляющей и устройство его реализации. Россия, G01V 1/00, опубликован в бюл. №28 от 10.10.06. - М.: РОСПАТЕНТ, 2006).The proposed technical solution is practically applicable, since typical optical, seismic, and electrical components and devices can be used for its implementation (see, for example, S.V. Golubev, V.P. Dunets, A.Yu. Koziratsky, Yu.L. Koziratsky et al. Patent No. 2285275. Method for determining the direction of the optical radiation source from the component scattered in the atmosphere and device for its implementation. Russia, G01V 1/00, published in Bulletin No. 28 dated 10.10.06. - M .: ROSPATENT, 2006).

Claims

Способ определения координат точки падения боеприпаса, основанный на установке по периметру испытательного полигона сейсмических регистраторов, приеме и анализе параметров сейсмических колебаний, определении координат точки удара боеприпаса о грунт - эпицентра сейсмических колебаний по их параметрам, отличающийся тем, что дополнительно устанавливают по периметру испытательного полигона оптико-электронные пеленгаторы, принимают рассеянное атмосферным каналом распространения оптическое излучение источника - факела взрыва боеприпаса, измеряют значения углов пеленгов на источник оптического излучения - факел взрыва боеприпаса и определяют координаты точки падения боеприпаса по координатам точки пересечения линий пеленгов. The method for determining the coordinates of the point of falling of an ammunition based on the installation of seismic recorders along the perimeter of the test site, the reception and analysis of parameters of seismic vibrations, the determination of the coordinates of the point of impact of the ammunition on the ground - the epicenter of seismic vibrations by their parameters, characterized in that they are additionally installed around the perimeter of the test site optically - electronic direction finders, receive the optical radiation of the source - the torch of the explosion of ammunition scattered by the atmospheric propagation channel CA, measure the angles of bearings on the source of optical radiation - the torch of the explosion of ammunition and determine the coordinates of the point of impact of the ammunition from the coordinates of the point of intersection of the lines of bearings.