光幕靶破片速度测量方法及误差分析*

禄晓飞，易成龙，邹卫科，涂国勇，杨红兵

(1.酒泉卫星发射中心，甘肃 兰州 732750；2西安卫星测控中心，陕西 西安 710043)

0 引言

破片是毁伤的重要手段之一，破片的主要杀伤手段来自于自身的动能，因此精确可靠的破片速度是武器总体计算引战配合和杀伤概率时的必要参数，是衡量武器系统的一项重要指标，也是评估毁伤能力的重要依据。光幕靶测速系统通过记录破片飞过光幕的时间和距离计算其着靶速度，本文设计并实现了破片速度测量方案及数据处理方法，并研究了破片速度误差的精确计算方法[1-6]。

1 速度测量原理

光幕靶测速原理如图1所示[7-10]。当破片穿过光幕时，遮住了进入探测器阵列的部分光线，光电探测器阵列接收到的光通量发生变化，光幕就相应产生一个触发信号。破片飞过两光幕的时间t1和t2，那么破片通过光幕靶的时间为：t=t2-t1。当破片穿过2块定向屏后，可以得到在定向屏1上的穿孔坐标为P1(x1,y1)和定向屏2上的穿孔坐标为P2(x2,y2)。在已知两定向屏的间距为h1和两光幕的间距为h2后，可以得到破片飞行的实际距离为破片穿过2个光幕的平均速度为

图1 光幕靶测速示意图Fig.1 Diagram of measuring velocity by light curtain

v=S/t.

2 着靶信号波形匹配

爆炸后，破片飞散有可能出现较为集中的现象，导致同一个光幕靶接收到了多个破片，此时光幕记录的时间信息、定向屏上的穿孔会出现多组，如何对时间、位置信息进行准确的匹配，是计算破片着靶速度的关键[11-12]。

破片穿过双光幕的时间是通过光电探测器阵列接收到的光通量变化信号来提取的，由于在实际任务中，飞入同一光幕的破片可能有多个，而且爆炸后环境变化较大，光通量变化杂乱，对破片挡光信号造成了很多干扰。……