一种靶场末区多方式融合落点测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种祀场末区多方式融合落点测量系统，该系统基于0TDR技术、声定 位技术和光纤传感技术，采用多种方式融合的测量方式，应用于祀场末区弹落点测量技术 领域。
【背景技术】
[0002] 随着武器系统精度的提高，对祀场落点测量可靠性和精度提出了更高的要求。为 了完成祀场的测量任务，数据可靠性和测量测全天候是两个重要考虑的因素。
[0003] 目前，红外自动跟踪、红外脱祀量测量、目标红外福射特性测量及热图像实况记录 等光学手段已广泛应用于导弹航天试验祀场，国内祀场测量设备主要有光电经缔仪、红外 监测设备、实时弹道相机、高速电视、相控阵雷达、遥测等，但是它们普遍存在设备昂贵、受 气候条件影响的缺点，而且作为专用设备，设备精密复杂，造价极高，且主要设计目的是对 目标进行跟踪测量，用于计算弹道，不W报祀为目的，不能立即给出报祀结果。
[0004] 传统的人工报祀方式是在弹体落地后等安全时间过后，采用人工测量或者无人机 拍摄弹坑的方式来判断弹体的落点位置，时效性差、人力消耗大、精度差、效率低，远远不能 满足现代化、信息化时代试验发射或训练发射的实际需要，尤其是真正的战场上进行战场 毁伤效能评估时，目视检测基本上已经无能为力，而试验发射的落区对导弹落点的测量，多 采用光电经缔仪，但是落区测量环境比较复杂，通常不能保证都能测到数据，运样就无法可 靠定位。
[0005] 因此，不论是战场还是训练场，或者是临时落区，需求落点快速、便捷、可靠的监测 方案是非常有必要的。
[0006] 目前有与祀场弹落点测量有关的研究报道，例如申请公布号为CN 103389014 A， 名称为"祀场钻地弹爆炸位置定位系统和方法"的发明专利公开了一种利用地震检波器进 行祀场钻地弹爆炸位置确定的方法，但是该种方法受地质影响较大，且定位精度不高。
[0007] 授权公告号为CN 202734822 U，名称为"一种半场光学测量装置"的实用新型专 利，该专利采用两台摄像机分区域采集视频图像，再将采集的视频图像拼接为一幅全景大 视场图像，实现祀场飞行器的飞行姿态、飞行轨迹、速度及速度等参数的测量。该方法主要 测量飞行器飞行参数，不W弹落点测量为目的，且易受气候条件影响。
[000引申请公布号为CN 102175149 A，名称为"一种飞行弹丸空间炸点Ξ维坐标光电测 量装置及测量方法"的发明专利，该方法由多光幕天幕祀、系统电源、弹丸信号采集与处理 装置和火焰探测器组成，实现弹丸空间炸点Ξ维坐标的测量。该方法为光电测量方法，主要 用于测量炮弹近炸引信作用距离的炸点Ξ维坐标，且作为光学测量手段易受气候条件影 响。
[0009]授权公告号为CN 202649229 U，名称为"一种激光反射式大祀面测速光幕祀"的实 用新型专利，该专利公开了一种利用激光反射式大祀面测速光幕祀的方法，该方法主要对 高速小目标物体飞行速度进行测量，不W弹落点测量为目的，且易受气候条件影响。
【发明内容】
[0010] 本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种祀场末区多方式融合 落点测量系统，该系统能够实现空中爆炸、击中目标、落入地面全方位的空间落点高精度测 量。
[0011] 本发明的技术方案是:一种祀场末区多方式融合落点测量系统，包括光纤传感器 网格命中点测量分系统、外差相干检测Φ-OTDR落点测量分系统和爆炸点声定位测量分系 统;光纤传感器网格命中点测量分系统包括命中点测量子系统和命中点毁伤效果评估子系 统;光纤传感器网格命中点测量分系统用于导弹击中目标祀时的命中点测量和命中点毁伤 效果评估，光纤传感器网格命中点测量分系统的落点测量信息和毁伤效果评估结果输出至 数据显控指挥中屯、;外差相干检测Φ-OTDR落点测量分系统用于导弹的落地点定位，落地点 位置信息输出至数据显控指挥中屯、;爆炸点声定位测量分系统用于导弹空中爆炸时的爆炸 点测量，爆炸点位置信息输出至数据显控指挥中屯、。
[0012] 所述命中点测量子系统包括光纤传感器网格、多通道0TDR、0TDR信息读取模块和 落点定位模块；
[0013] 光纤传感器网格的两端分别和多通道0TD时目连接，光纤传感器网格采用经缔交错 的方式排列，每一路经缔度光纤均编有固定的编码，根据经度坐标和缔度坐标实现弹落点 的定位；
[0014] 根据光纤传感器网格布设过程中，光纤长度与经缔坐标对应关系、每路光纤的弯 曲半径及位置、每路光纤与目标祀间的位置对应关系的标定结果和目标祀外形尺寸，完成 光纤传感器网格数学模型的建立；
[0015] 采用多通道0TDR双向探测的方式，每一路传感光纤对应多通道0TDR的两个通道； 每块光纤传感网格由两路传感光纤组成，即对应多通道0TDR的四个通道，四块光纤传感器 网格对应16路0TDR通道；
[0016] 0TDR信息读取模块与多通道0TDR的输出端相连，对0TDR中光纤传感器网格通道断 裂信息进行读取；
[0017] 落点定位模块与0TDR信息读取模块的输出端相连，根据0TDR通道断裂信息及预先 建立的光纤传感器网格数学模型，对导弹命中点进行定位，并将命中点定位信息传输至数 据显控指挥中屯、和命中点毁伤效果评估子系统。
[0018] 光纤传感器网格采用经缔交错的方式排列，呈"井"字形布局，每一路经缔度光纤 均编有固定的编码，任意两根相邻经线或缔线方向的传感光纤间距d根据精度δ要求调整， 即3< 测量精度最高为厘米量级;光纤传感器网格布设过程中光纤的最小弯曲直径 大于等于10mm，每隔3-5cm设置一个粘接点;光纤传感器网格布设于两层薄膜材料或发泡娃 胶之间，呈柔性状态，光纤传感器网格布设于碳纤维复合材料中，呈硬性状态;每块光纤传 感器网格有四个FC接头，用于与其他光纤传感器网格的连接。
[0019] 所述的命中点毁伤效果评估子系统包括光源、光路调制模块、光纤光栅应变传感 器、光路解调模块、光纤光栅溫度传感器、振动传感器、无线传输模块、数据分析模块和毁伤 效果评估板块；
[0020] 在光纤传感器网格布设的同时，布设光纤光栅应变传感器、光纤光栅温度传感器 和振动传感器，记录其布设位置，对布设完成后传感器的应变、溫度和振动初始值进行标定 记录，在光纤传感器网格数学模型中添加光纤光栅应变传感器、光纤光栅溫度传感器和振 动传感器的布设位置及初始值，得到完善后的数学模型；
[0021] 光源输出激光，经光路调制模块调制后输出至光纤光栅应变传感器和光纤光栅溫 度传感器，光纤光栅应变传感器和光纤光栅溫度传感器分别检测到目标祀被击中时的应力 变化和溫度变化，并输出至光路调制装置进行解调，光路调制装置将解调后的信号输出至 无线传输模块；
[0022] 振动传感器检测到目标祀被击中时的振动信号，并将其输出至无线传输模块，无 线传输模块将应力变化信号、溫度变化信号和振动信号传输至数据分析模块，数据分析模 块对解调后的命中溫度信号、应变信号、振动信号与初始标定值进行对比，并将对比结果输 出至毁伤效果评估模块，毁伤效果评估模块根据完善后的数学模型配合命中点定位信