声学精度靶工作原理及其误差分析第六图书馆介绍了基于地面声学传感器布阵的声学精度靶的工作原理和定位公式,进行了初步的仿真验证,最后分析了影响其靶位估计精度的主要因素.介绍了基于地面声学传感器布阵的声学精度靶的工作原理和定位公式,进行了初步的仿真验证,最后分析了影响其靶位估计精度的主要因素.声学传感器弹头波地面布阵精度靶声学与电子工程陆文骏童利标郑锴炮兵学院信息工程系,合肥2300312007第六图书馆第六图书馆www.6lib.com2007年第3期声学与电子工程总第87期声学精度靶工作原理及其误差分析陆文骏童利标郑锴(炮兵学院信息工程系，合肥，230031)摘要介绍了基于地面声学传感器布阵的声学精度靶的工作原理和定位公式，进行了初步的仿真验证，最后分析了影响其靶位估计精度的主要因素．关键词声学传感器：弹头波：地面布阵：精度靶身管武器(枪，炮等)的立靶精度一射击准确度输，从而使武器精度的测量更便捷、更准确。和射击密集度，是身管武器的重要战术技术指标。1弹头波简介目前普遍采用的测量方法是在指定位置(例如离枪炮口100m处)竖一个木牌，贴纸；瞄准纸射击，当弹丸以超音速在空气中飞行时，相当于超音根据弹着点的位置，就可求出立靶精度。这种方法速气流吹过弹丸而被弹丸头部分开，会产生空气动操作简单，只需少量设备，但却要消耗大量木材和力学中的凹角转折和凸角转折现象，使弹丸周围的纸，且太费时间。更为严重的是，当测量弹丸在远空气发生压缩和膨胀，形成了弹丸激波。当运动的距离，例如1000m处，竖一10×10m的大木牌非声源为一对称的纺锤体时，在一个固定位置上的传常困难，而且拼凑弹着点的位置也很不精确。这就声器接收到的声波会呈现N状的超压曲线，故又称需要一种新原理的精度靶方法来替代，声学精度靶“N波”，如图1所示。实际弹丸尾部是一个圆柱恰恰能满足这一要求。声精度靶的探测传感器．传声体，不是一个点，在压力曲线尾部有小的抖动。图器，俗称话筒或麦克风，是一种声电转换器。传声1中，弹头波的持续时间为IIJ：器将收到的弹头波声信号转换成电信号经放大、处理后发送出去，经计算机处理后可实现第六图书馆对立靶位置=的估计。声学精度靶有杆式和点阵式两种。本文研器c(一1)，“究的地面布阵的点阵式声学精度靶不但解决了传统式中，为系数，与弹丸形状有关；为马赫数；测量方法费时、费力、精度不高的问题www.6lib.com，同时克服d是弹丸直径；c是声速；Y为测量点与弹道线距了杆式精度靶不能在地面布阵的缺点。它容易组成离；，是弹丸长度。大面，部件的组装和拆卸容易，而且便于携带和运图1弹头波及压力曲线对于7．62mm步枪弹丸，设=2，1m，‘／=0．0268m，则得T=-I30Its。这与大量的实测值较好地吻合。2点阵式声学精度靶的仿真分析．I2．1声学精度靶工作原理r'r—u、V—Ir在与地面平行(近地面)的一条线上，布置a图2声传感器点阵19http://www.6lib.com第六图书馆陆文骏等：声学精度靶工作原理及其误差分析5个传声器A、B、C、D和E，构成两个三点阵ACElYl>6m，kl=0．6，=o．4。和BCD，如图2所示。过该直线且与地面垂直的平2．2仿真试验面xoy即为立靶坐标的平面。我们在计算机上进行了点阵式声学精度靶的若已知弹丸飞行速度v和声速C，则弹头波在仿真试验，取AE=1500m，BD=800m，弹丸飞行立靶平面的传播速度Vh=V×tan0=速度v=340m／s，不考虑空气阻力，验证了其工作v×tan(sin一(c／v))也已知【。对每个三点阵，根原理的可行性。据图2的几何关系，测量两个时差就可求得立靶点2．3误差因素分析坐。先对传声器A、c、E测时差，求得弹着点声学精度靶的基本工作原理就是时差测量，影坐标为(l，Y1)：设弹头波到达传声器A和C的响空靶测量精度的主要因素有如下几个方面：时间差为tAc，弹头波到达传声器E和C的时间差(1)在声学定位中假设弹头波在平面上以恒速度v传播，这一假设是近似的。因为大气中的声为tBf，则有：速c为压力P、密度为和比热比的函数。对(1)√(+口)+一√+=v^xtc于弹头波这种弱冲击波，由于超声速弹丸对大气的扰动，则空气的压力和密度都会随位置和时间发生(2)√(一口)+一√+=v^×f变化，因此在声精度靶的近场和远场，v^是不同的。图3是根据7．62mm步枪弹丸试验测得的弹头令=√+波近场和远场的声速变化曲线。当测量点与弹道线式(1)平方加式(2)平方得：的距离d大于1．2m后，声速c逐渐趋于co；不同口径枪炮弹丸的弹头波趋于co的距