[发明专利]一种红外线激光立靶测试装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明属于靶场测试技术领域，特别地涉及一种适于全天候测试的红外线激光立靶测试装置和飞行弹丸着靶位置坐标与速度的测试方法。

背景技术

在常规兵器的生产和研制中有不少关于弹丸初速和位置的测试装置和方法，针对弹丸初速和位置的测试无论对于弹、炸药还是枪炮都是重要的基础参数测试。针对弹丸坐标等参数的测量，目前国内外主要采用光幕靶交汇测试方法、天幕靶交汇测试方法、线阵CCD交汇测试方法、阵列激光传感器测试方法等。天幕靶交汇测试系统的探测天幕靶通常采用光纤汇聚并且采用单个圆形光电管接收能量的设计方案，这种方式存在探测灵敏度较低，对大靶面弹丸信息的探测显得不足且设计结构复杂等缺点。由于天幕靶交汇测试系统利用的是将可见光探测器作为核心单元的探测原理，这种方式受自然环境的影响很大，当天空照度不足时，测试系统无法工作。国内外的研究中提出过利用长条形拼接阵列光电接收器件改善其探测性能，取得了一定的成效，但是在天空背景低亮度一端仍然无法提高它的探测性能，致使天幕靶在低亮度的一端仍有一定的局限性，特别对四光幕和六光幕交汇系统，它的倾斜光幕在低亮度的一端灵敏度更显得不足。还有研究提出了采用离焦技术措施消除探测盲区的设计方案设计天幕靶，但这种方案在实际应用中也存在许多不足，如探测电路因拼接的小单元光电器件越多，叠加的背景噪声也大，在模拟放大电路中难以消除，其所采用的活动光阑消除照度变化的影响，存在活动光阑抖动引起误触发、弹丸信号触发点不一致等问题，如果探测距离过高需要更换长焦距镜头，使得作用视场减小，容易产生漏测的可能，且结构相对较复杂。另外，在室外使用的天幕靶，由于型号弹丸的特殊试验性，需要延伸到夜间进行，现有的天幕靶交汇测试系统无法在夜间测试，迫使需要在夜间也能正常工作的测试系统。为了适应低照度或夜间环境测试，有研究提出了采用光幕靶的设计方法，光幕靶是采用主动光源设计而成的探测设备，它利用阵列发射与接收对管设计，在测试区域空间形成一个框架式的光幕结构，这种设计方法在小靶面时，测试精度较高，但随着靶面增大，结构设计也比较困难，发射与接收对管的对准性也越差，特别是多光幕靶交汇安装调试时，这种对管校准也更难以操作，对大靶面系统（大于1.5m*1.5m靶面），其测量精度越来越差。有研究者发明了各种光幕靶，专利CN89102652、CN200620134458.7、CN200420007418.7，还有在国内靶场大面积使用的XGK-91-I型测速光幕靶和XGK-2002型光幕靶，以上光幕靶采用光源直射接收装置的方法，也就是光源和接收装置布置在所形成光幕的两侧。在采用四个光幕靶或六个光幕靶构建四光幕和六光幕立靶测试系统时，这种结构的光幕靶很难保证各光幕靶光幕间的几何角度，也不容易测量几何角度值。

在专利CN1614348A、CN101403592A和CN1046975A中提出了多种改进的光幕靶设计方法，但光幕靶对于大口径武器弹丸的速度、坐标参数测量存在缺陷，如在中间弹道和终点弹道位置的速度与位置测量，由于光幕靶的靶面小，如果瞄准偏差很容易损坏设备。激光光幕靶也是一种光幕靶，它的核心是采用阵列发射激光和接受同一波段的探测器构成探测靶面，也存在同样的局限性。为了改善光幕靶的性能，在专利CN101943549A中提出了采用一字线光源和反射镜的设计原理，形成框架式的全天候探测测速系统。在专利CN202649229U中发明设计了一种激光反射式大靶面测速光幕靶，这种光幕靶采用了三个光学镜头拼接视场和7型结构的阵列光源形成探测光幕，成本比较高，由于光源结构大，阵列的发光管数量多，耗电量高达上千瓦，在持续的供电系统中使得在使用过程中由于电源的抖动使某些发光管的性能存在差异，造成误触发，稳定性相对比较差。线阵CCD交汇测量系统，由于其采用的是相机交汇原理，相机成像质量受到环境的影响很大，在天空高亮度的一端，相机出现饱和现象，在低亮度一端，很难识别目标信号，在室外也难以实现全天候的坐标位置测试。

发明内容