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2017 , Vol. 39 >Issue 5: 126 - 129

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-3819.2017.05.026

Calibrating Forecasting Error and Correcting Error of One Dimension Trajectory Correction Projectile

  • HUANG Yi ,
  • YANG Shao-qing ,
  • YU Jia-xiang
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  • Dalian Naval Academy, Dalian 116018, China

Received date: 2017-03-16

  Revised date: 2017-04-13

  Online published: 2022-04-29

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Abstract

The firing accuracy of one dimension trajectory correction projectile is mainly influenced by both the error of forecasting point of fall and the working error of correction equipment. In order to improve firing accuracy, the rule was analyzed that the deviation between point of fall and target was influenced by the forecasting error and correcting error, and then the method of calibrating two errors was demonstrated that the range correction of subsequent projectile was calibrated by the average deviation between point of fall and target or predicted point. Thirdly, the accuracy model of firing correction was demonstrated. It is proved that the firing correction method can improve firing accuracy by simulating.

Key words： one dimension trajectory correction projectile; forecasting error; correcting error; error calibration; spotting accuracy

Cite this article

HUANG Yi , YANG Shao-qing , YU Jia-xiang . Calibrating Forecasting Error and Correcting Error of One Dimension Trajectory Correction Projectile[J]. Command Control and Simulation, 2017 , 39(5) : 126 -129 . DOI: 10.3969/j.issn.1673-3819.2017.05.026

一维弹道修正弹是采用阻力修正原理进行距离修正以提高纵向密集度的一种新型有控弹药[1],与传统无控弹药相比,具有高精度、高效费比的优点。虽然一维弹道修正弹能够提高纵向密集度,但是弹道修正也增加了射击精度的不确定性,增加了系统校射的复杂性和难度[2]。为了提高校射精度必须研究射击误差,一维弹道修正弹射击误差可分为三类:射击诸元误差、预测落点误差、修正机构工作误差[3]。一维弹道修正弹射击精度主要受预测误差和修正误差的影响,理由是:即使射击诸元有误差,只要预测落点和修正机构工作没有误差,则可命中目标;即使射击诸元没有误差,如果存在预测误差或修正误差,也不能命中目标。为提高一维弹道修正弹射击精度和作战效能,本文分析预测误差和修正误差对落点的影响,研究预测误差和修正误差的校射方法。

1 预测误差和修正误差的含义

一维弹道修正弹工作原理如图1所示,O点为发射点,OX表示射击方向,P点为目标(或提前点),PK为射程扩展量[4],Sn点为火控设备根据雷达测量的一段弹道坐标,预测修正执行机构不工作的落点,C点为修正弹开环修正的实际落点,Cn点为假设修正执行机构不工作的落点。向量CnSn为火控设备预测如果修正机构不工作的落点误差,即预测误差,由于无法获取Cn点位置,所以,预测误差CnSn无法直接获取;SnP为预期的修正量,CnC为实际修正量,修正误差为(CnC-SnP)=(CnSn-CP),虽然误差CP可以通过射击观测获取,但由于CnSn无法直接获取,所以,修正误差亦无法直接获取。总之,无法从弹着点相对目标(或提前点)偏差量中获取一维弹道修正弹的预测误差和修正误差。
图1 一维弹道修正弹工作原理示意图

2 预测误差和修正误差校正原理

一维弹道修正弹射击精度主要受预测误差和修正误差的影响,为了寻找预测误差和修正误差的校正方法,首先分析预测误差和修正误差对弹着点相对目标(或提前点)偏差的影响规律。

2.1 预测误差和修正误差对弹着偏差的影响

预测误差和修正误差对弹着点相对目标(或提前点)偏差的影响,可以分如下四种情况进行分析。
1)无修正误差,预测误差为正(即预测落点偏远),修正后获得近弹,如图2所示。
图2 预测误差和修正后落点相对提前点偏差示意图一
2)无修正误差,预测误差为负(即预测落点偏近),修正后获得远弹,如图3所示。
图3 预测误差和修正后落点相对提前点偏差示意图二
图2和图3中,无修正误差,预期修正量等于实际修正量,即SnP=CnC;预测误差CnSn和落点相对目标(或提前点)偏差量PC大小相等,方向相反。由于一维弹道修正弹最后一个工作环节是射程修正,为了命中目标可以对后续弹射程修正量进行校正,校正量应与落点相对目标(或提前点)偏差量大小相等、方向相反,与预测误差大小相等、方向相同。
3)无预测误差,修正误差为负(即修少了),修正后获得远弹,如图4所示。
图4 修正误差和修正后落点相对提前点偏差示意图一
4)无预测误差,修正误差为正(即修多了),修正后获得近弹,如图5所示。
图5 修正误差和修正后落点相对提前点偏差示意图二
图4和图5中,无预测误差,Cn点和Sn点重合;CnP为预期修正量,CnC为实际修正量,(CnC-CnP)=PC为修正误差。修正误差和落点相对目标(或提前点)偏差大小相等、方向相同。为命中目标(或提前点),射程修正量的校正量应与修正误差方向相反。
从以上分析可以得出:
1)落点相对目标(或提前点)偏差与预测误差方向相反,与修正误差方向相同;
2)为命中目标,射程修正量的校正量与落点相对目标(或提前点)偏差量方向相反;
3)为命中目标,射程修正量的校正量与预测误差
方向相同,与修正误差方向相反。

2.2 预测误差和修正误差的校正

为了寻找预测误差和修正误差的校正方法,假设预测误差和修正误差都存在,分如下四种情况进行分析,如图6、图7、图8、图9所示。
图6 预测误差和修正误差示意图一
图7 预测误差和修正误差示意图二
图8 预测误差和修正误差示意图三
图9 预测误差和修正误差示意图四
图6中,预测误差为CnSn,修正误差为(CnC-SnP)=(CnSn+PC),为命中目标,射程修正量的校正量等于预测误差减去修正误差,CnSn-(CnSn+PC)=-PC。
图7中,预测误差为CnSn,修正误差为(CnC-SnP)=(CnSn+PC),为命中目标,射程修正量的校正量为CnSn-(CnSn+PC)=-PC。
图8中,预测误差为CnSn,修正误差为(CnC-SnP)=(CnSn+PC),为命中目标,射程修正量的校正量为CnSn-(CnSn+PC)=-PC。
图9中,预测误差为CnSn,修正误差为(CnC-SnP)=(CnSn+PC),为命中目标,射程修正量的校正量为CnSn-(CnSn+PC)=-PC。
根据以上分析,为命中目标,一维弹道修正弹预测误差和修正误差的校正,可以利用弹着点相对目标(或提前点)偏差量平均值,按相反方向校正后续弹的射程修正量。

3 预测误差和修正误差校正精度

弹着点相对目标偏差包括系统误差(中央弹着点相对目标偏差)和散布误差,系统误差可以校正,散布误差不能校正。由于散布误差的存在,系统误差不能全部校正[5],校正精度如图10所示。P点为目标,O'为中央弹着点,C点为一发弹实际弹着点,以一发弹实际观测弹着点与目标的偏差作为系统误差的精度为Δd1+Δd2,Δd1表示弹着散布误差,Δd2表示观测弹着点与目标偏差的测量误差。
图10 整体校正确定射击诸元误差精度示意图
设以n发弹实际观测弹着点与目标的偏差平均值作为系统误差,校射精度用概率误差EdCsj表示,则
EdCsj= E d q 2 + E Δ d 2 n
式中,Edq为修正弹弹着散布误差的概率误差,EΔd为测量误差的概率误差。

4 仿真分析

为了验证本文提出的利用弹着点相对目标偏差校正一维弹道修正弹预测误差和修正误差方法的有效性,以某一维弹道修正弹为例(指标略),假设虚温误差均值和均方差均为0.1°K,气压误差均值和均方差为0.1%p0N,风误差均值3.0m/s、均方差0.3m/s;雷达测弹道距离误差均值和均方差为10m、测角误差均值和均方差为1.0mrad;射击距离为35km,目标纵深和横宽均为100m,目标定位精度为10m,测量弹着点距离误差为15m、方向误差为0.09°,则校射前单发命中概率为0.02;校射后单发命中概率如图11所示,横轴为试射发数,纵轴为单发命中概率。
图11 试射后单发命中概率
从图11可以看出,校射后单发命中概率比校射前明显增大,并且试射发数越多,校射后单发命中概率越大;但试射发数愈多,单发命中概率的增大愈不明显。

5 结束语

本文通过分析一维弹道修正弹预测误差和修正误差对弹着偏差的影响规律,提出了预测误差和修正误差的一种校正方法:利用弹着点相对目标(或提前点)
偏差平均值取相反符号校正后续修正弹的射程修正量,仿真计算结果表明该校正方法能够提高校射后的射击精度,可以在靶场试验中进一步验证该方法。

References

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汪德虎. 舰炮射击原理[M]. 北京: 国防工业出版社, 2009.

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