一种具备安全区域控制功能的水中兵器引信系统及控制方法与流程

本发明涉及的是引信技术领域，尤其是一种具备安全区域控制功能的水中兵器引信系统及控制方法。

背景技术：

国内水中兵器引信按照起爆模式可分为三种：弹药控制系统发出指令起爆，弹药碰撞目标起爆，引信感应目标特征信息起爆。水中兵器引信的解除保险方式主要有三种：根据弹药控制系统指令解除保险，根据环境应力信息解除保险，根据感应的目标特征信息解除保险。

上述的解除保险方式和起爆模式基本可以满足机械化形态战争对水中兵器及其引信的需求，但信息化战争的新需求对水中兵器及其引信提出了新的挑战。新的军事需求之一就是安全性，比如：引信解除保险和起爆的可靠性，对发射舰艇及友军的安全性保证，敌我（作战区域）识别，超出作战区域、时间后失效处理及安全性保证等等。

鉴于以上的军事需求，借鉴航空、导弹领域的经验，提出了水下安全区域控制功能的概念。即水中兵器具备安全区域识别的能力，可以根据需要在该区域起爆或者不能起爆。

总的来说，具备了安全区域控制功能的水中兵器引信，可以大幅度提高水中兵器的安全性和可靠性，也能充分提高部队的实战化水平。

技术实现要素：

本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种具备安全区域控制功能的水中兵器引信系统及控制方法，该方案为水中兵器增加了安全区控制功能，提高了水中兵器的安全性和可靠性；不需要外界对准信息，自身可实现在运动状态下的对准，从而实现了独立测量功能；可在不改变原有水中兵器技术状态的情况下增加安全区控制功能，并能提高导航精度。

本方案是通过如下技术措施来实现的：

一种具备安全区域控制功能的水中兵器引信系统，包括有引信主模块，安全区域控制模块，参数装订及通信模块；引信主模块分别与参数装订及通信模块和安全区域控制模块通过绝缘导线和422串口电连接；安全区域控制模块包括有地磁组件和惯导组件；地磁组件与惯导组件电连接；惯导组件与引信主模块电连接。

作为本方案的优选：地磁组件包括第一磁强传感器、第二磁强传感器、第三磁强传感器、主控芯片及辅助电路、第五422串口；其中第五422串口、第一磁强传感器、第二磁强传感器、第三磁强传感器分别与地磁主控芯片及辅助电路电连接；第五422串口与惯导组件进行通信。

作为本方案的优选：惯导组件包括第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第一陀螺、第二陀螺、第三陀螺、惯导主控芯片及辅助电路、第六422串口、第七422串口；其中第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第一陀螺、第二陀螺、第三陀螺、第六422串口、第七422串口分别与惯导主控芯片及辅助电路电连接；第六422串口与引信主模块进行通信，第七422串口与地磁组件进行通信。

一种具备安全区域控制功能的水中兵器引信系统的控制方法，包括有以下步骤：

a、系统开机后，由参数装订及通信模块接收需要识别和判断的位置区域信息，并传递给引信主模块；

b、安全区域控制模块识别载体在地理坐标系的实时位置，判断载体实时位置和已获取的位置区域的关系，并将相关信息传递给引信主模块；

c、引信主模块根据安全区域控制模块传递的信息决定是否解除保险，是否起爆，从而使水中兵器引信系统具备安全区域控制功能。

作为本方案的优选：安全区域控制模块分为两个组件，分别为地磁组件和惯导组件，两个组件共同实现安全区域控制功能；所述安全区域控制模块无需外界对准信息，自身能够实现在运动状态下自对准。

作为本方案的优选：地磁组件具备提供初始定位功能。

作为本方案的优选：惯导组件能够自身实现动基座自对准，并且能够使用地磁组件提供的初始定位信息实现更加快速的动基座自对准。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中为引信系统增加了安全区域控制模块，能够在不改变兵器接口和结构的基础上，实现安全区域控制，提高了水中兵器的安全性和可靠性，并且能够在无外界对准信息的条件下实现兵器在运动状态下自对准，从而实现了独立测量功能，同时还能够与兵器的导航系统结合，提高导航精度。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本发明具备安全区域控制功能的水中兵器引信系统整体示意图；

图2为本发明所述参数装订及通信模块示意图；

图3为本发明所述引信主模块示意图；

图4为本发明所述地磁组件示意图；

图5为本发明所述惯导组件示意图。

图中：101-参数装订及通信模块，102-引信主模块，103-安全区域控制模块，104-惯导组件，105-地磁组件；201-usb接口，202-主控芯片及辅助电路，203-第一422串口，204-第二422串口；301-第三422串口，302-控制及起爆回路，303-第四422串口；401-第一磁强传感器，402-第二磁强传感器，403-第三磁强传感器，404-主控芯片及辅助电路，405-第五422串口；501-主控芯片及辅助电路，502-第一加速度传感器，503-第二加速度传感器，504-第三加速度传感器，505-第一陀螺，506-第二陀螺，507-第三陀螺，508-第六422串口，509-第七422串口。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

图1是本发明可具备安全区域控制功能的水中兵器引信系统的整体示意图。从图1可以看出，该水中兵器引信系统包括参数装订及通信模块、引信主模块、安全区域控制模块，上述三个模块之间使用422串口进行通信；水中兵器引信系统通过参数装订及通信模块的usb口和422串口与外部进行通信，可接受外部指令或装订信息；安全区域控制模块由地磁组件、惯导组件组成，两个组件之间使用422串口进行通信。

图2是本发明所述的参数装订及通信模块示意图。从图2可以看出，参数装订及通信模块包括主控芯片及辅助电路、一个usb接口、第一422串口、第二422串口。其中，usb接口、第一422串口都用于和引信系统外部进行通信或接受参数装订，第二422串口用于和引信主模块进行通信。参数装订及通信模块还包括必要的晶振、电阻、电容、电感等辅助电路，这些是常规电子技术，在此不再详述。

图3是本发明所述的引信主模块示意图。从图3可以看出，引信主模块包括控制及起爆回路、第三422串口、第四422串口。其中，第三422串口用于和参数装订及通信模块进行通信，第四422串口用于和安全控制模块进行通信。控制及起爆回路用于引爆雷管，为引信领域的常规技术，在此不再详述。

图4是本发明所述的地磁组件示意图。从图4可以看出，地磁组件包括第一磁强传感器、第二磁强传感器、第三磁强传感器、主控芯片及辅助电路、第五422串口。其中第一磁强传感器、第二磁强传感器、第三磁强传感器用于测量磁场强度，主控芯片及辅助电路通过测量到的磁场强度计算得出载体初始位置，第五422串口与惯导组件进行通信。

图5是本发明所述的惯导组件示意图。从图5可以看出，惯导组件包括第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第一陀螺、第二陀螺、第三陀螺、主控芯片及辅助电路、第六422串口、第七422串口。其中第一加速度传感器、第二加速度传感器、第三加速度传感器、第一陀螺、第二陀螺、第三陀螺、主控芯片及辅助电路共同完成动基座自对准功能，对载体的姿态、位置、航迹测量功能，判别和已指定的位置区域关系的功能；第六422串口与引信主模块进行通信，第七422串口与地磁组件进行通信。惯导组件在可自身实现动基座自对准功能的同时，也可以使用地磁组件提供的初始定位信息实现快速动基座自对准，自对准时间小于120s，然后完成对载体的姿态、位置、航迹测量功能，判别和已指定的位置区域关系的功能。

本方案的控制方法为：

a、系统开机后，由参数装订及通信模块接收需要识别和判断的位置区域信息，并传递给引信主模块；

b、安全区域控制模块识别载体在地理坐标系的实时位置，判断载体实时位置和已获取的位置区域的关系，并将相关信息传递给引信主模块；

c、引信主模块根据安全区域控制模块传递的信息决定是否解除保险，是否起爆，从而使水中兵器引信系统具备安全区域控制功能。

其中，安全区域控制模块分为两个组件，分别为地磁组件和惯导组件，两个组件共同实现安全区域控制功能；所述安全区域控制模块无需外界对准信息，自身能够实现在运动状态下自对准。

其中，地磁组件具备提供初始定位功能。

其中，惯导组件能够自身实现动基座自对准，并且能够使用地磁组件提供的初始定位信息实现动基座自对准。

本发明相对于享有技术中的指导武器，存在的区别点在于：

1、本发明中，惯导组件不接受外部的装订对准信息，完全自主对准，相比于一般的制导武器需要预先给惯导组件传输对准信息的技术方案，能够更有效的应用在电磁屏蔽环境中的作战使用。

2、本发明中，地磁组件能够极大的加速惯导组件的对准速率，能够显著提高武器的对准速率，能够有效适应在未来战争中的复杂电磁环境下的武器使用。

3、在水中兵器，例如鱼雷，水雷等兵器中，还没有出现使用本发明的制导以及安全区域判定技术，属于国内外首创，对于水中传统兵器的现代化升级，贡献极大。

以上仅为本发明的较佳实施案例，并不限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。