Способ измерения скорости снаряда и устройство для его осуществления

Изобретение относится к измерительным системам, а именно к средствам радиолокационного наблюдения траекторий баллистических объектов, и может быть использовано при измерении начальной скорости снарядов и их нахождения на заданной траектории полета. Предложены способ и устройство для его осуществления. Техническим результатом является расширение информативности, повышение достоверности измерений и упрощение схемы устройства. Устройство для измерения скорости снаряда содержит первый (1) и второй (2) доплеровские радиолокаторы, первый (3) и второй (4) вычислители, первое (5) устройство сравнения, первый (6) формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, первый (7) формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда, второй (8) формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, второй (9) формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда, а также третий (10) и четвертый (11) доплеровские радиолокаторы, первый (12), второй (14), третий (15) и четвертый (13) обнаружители, второе (16) устройство сравнения, третий (17) формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, третий (18) формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда, четвертый (19) формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, четвертый (20) формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда, третий (21) и четвертый (22) вычислители. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к измерительным системам, а именно к средствам радиолокационного наблюдения траекторий баллистических объектов, и может быть использовано при измерении скорости снарядов и определении нахождения снаряда на заданной траектории.

Известен способ измерения скорости снаряда, заключающийся в том, что измерение скорости снаряда производят первым и вторым измерителями скорости снаряда, содержащими первый и второй доплеровские радиолокаторы, при этом первый и второй доплеровские радиолокаторы указанных измерителей скорости снаряда формируют в направлении заданной траектории полета снаряда равнодоплеровское направление за счет их установки на равных расстояниях от заданной траектории полета снаряда, причем максимумы диаграмм направленностей первого и второго доплеровских радиолокаторов составляют острый угол с траекторией полета снаряда, в каждом измерителе скорости снаряда по доплеровским частотам выходных сигналов первого и второго доплеровских радиолокаторов формируют последовательность дискретных значений его текущей скорости, по которым измеряют скорость движения снаряда, результаты измерений сравнивают, при равенстве результатов сравнения устанавливают, что снаряд находится на заданной траектории, при нарушении равенства результатов сравнения устанавливают, что снаряд отклонился от заданной траектории. (Патент РФ на изобретение №2338220, кл. G01S 13/58, опубл. 10.11.2006. Бюл. №31).

Известно устройство для измерения скорости снаряда, содержащее первый вычислитель, последовательно соединенные первый формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала и первый формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда, а также последовательно соединенные формирователь импульса фото запуска и таймер, выход которого подключен ко второму входу первого формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала, второй вход таймера соединен с датчиком времени начальной задержки, а третий вход таймера подключен ко второму выходу первого доплеровского радиолокатора, первый счетчик реализации, первое буферное запоминающее устройство, первый анализатор достоверности данных, первый формирователь данных для вычисления начальной скорости, первый измеритель суммарной длительности начальных реализаций и первый сумматор, при этом один выход первого формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда и выход первого счетчика реализации соединены со входами ввода данных первого буферного запоминающего устройства, вход управления записью которого совместно со счетным входом первого счетчика реализации подключен ко второму выходу первого формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда, а выход данных первого буферного запоминающего устройства соединен со входом первого анализатора достоверности данных, который через первый формирователь данных для вычисления начальной скорости подключен к первому входу первого вычислителя, второй вход которого соединен с первым сумматором, первый вход которого подключен к датчику времени начальной задержки, а второй вход через первый измеритель суммарной длительности начальных реализаций соединен со вторым выходом первого формирователя данных для вычисления начальной скорости, а так же второй доплеровский радиолокатор, последовательно соединенные второй формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала и второй формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда, второй счетчик реализации, второе буферное запоминающее устройство, второй анализатор достоверности данных, второй формирователь данных для вычисления начальной скорости, второй измеритель суммарной длительности начальных реализации и второй сумматор, при этом один выход второго формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда и выход второго счетчика реализации соединены со входами ввода данных второго буферного запоминающего устройства, вход управления записью которого совместно со счетным входом второго счетчика реализации подключен ко второму выходу второго формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда, а выход данных второго буферного запоминающего устройства соединен со входом второго анализатора достоверности данных, который через второй формирователь данных для вычисления начальной скорости подключен к первому входу второго вычислителя, второй вход которого соединен со вторым сумматором, первый вход которого подключен к датчику времени начальной задержки, а второй вход через второй измеритель суммарной длительности начальных реализаций соединен со вторым выходом второго формирователя данных для вычисления начальной скорости, вход второго формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала подключен к выходу таймера, выход второго доплеровского радиолокатора подключен к входу второго формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала, выходы первого и второго вычислителей соединены с входами устройства сравнения, выход которого является выходом устройства. (Патент РФ на изобретение №2338220, кл. G01S 13/58, опубл. 10.11.2006. Бюл. №31).

Недостатком данных способа и устройства является заниженная информативность, заключающаяся в отсутствии возможности определения нахождения снаряда на заданной траектории полета в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, недостаточная достоверность результатов измерения обусловленная отсутствием обнаружителя сигнала с заданной интенсивностью и усложненная схема устройства.

Технической задачей изобретения является расширение информативности за счет определения нахождения снаряда на заданной траектории полета в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, повышение достоверности результатов измерения и упрощение схемы устройства.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в способе измерения скорости снаряда, заключающемся в измерении скорости снаряда первым и вторым измерителями скорости снаряда, содержащими первый и второй доплеровские радиолокаторы, по доплеровским частотам выходных сигналов доплеровских радиолокаторов формируют последовательность дискретных значений его текущей скорости, по которым измеряют скорость движения снаряда, результаты измерений сравнивают, при равенстве результатов сравнения устанавливают, что снаряд находится на заданной траектории, при нарушении равенства результатов сравнения устанавливают, что снаряд отклонился от заданной траектории, дополнительно формируют в направлении заданной траектории полета снаряда равнодоплеровское направление во взаимно перпендикулярных плоскостях за счет установки на равных расстояниях от заданной траектории полета снаряда, во взаимно перпендикулярных плоскостях соответственно первого, второго и третьего, четвертого доплеровских радиолокаторов, максимумы диаграмм направленностей которых составляют острый угол с траекторией полета снаряда, осуществляют обнаружение доплеровского сигнала на выходах каждого доплеровского радиолокатора, по результатам обнаружения производят управление обработкой выходных сигналов доплеровских радиолокаторов.

Устройство для измерения скорости снаряда, содержащее первый и второй доплеровские радиолокаторы, первый и второй вычислители, первое устройство сравнения, последовательно соединенные соответственно первый формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, первый формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда и второй формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, второй формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда, дополнительно содержит третий и четвертый доплеровские радиолокаторы, первый, второй, третий и четвертый обнаружители, второе устройство сравнения, а также последовательно соединенные соответственно третий формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, третий формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда и четвертый формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, четвертый формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда, а также третий и четвертый вычислители, причем выход первого формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда соединен с первым входом первого вычислителя, второй вход которого соединен с выходом первого обнаружителя а выход - с первым входом первого устройства сравнения, выход второго формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда соединен с первым входом второго вычислителя, второй вход которого соединен с выходом второго обнаружителя а выход - с вторым входом второго устройства сравнения, выход третьего формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда соединен с первым входом третьего вычислителя, второй вход которого соединен с выходом третьего обнаружителя а выход - с первым входом третьего устройства сравнения, выход четвертого формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда соединен с первым входом четвертого вычислителя, второй вход которого соединен с выходом четвертого обнаружителя, а выход - с первым входом второго устройства сравнения, выходы первого, второго, третьего и четвертого доплеровских радиолокаторов соединены с входами соответственно первого обнаружителя и первого формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала, второго обнаружителя и второго формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала, третьего обнаружителя и третьего формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала, четвертого обнаружителя и четвертого формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала, выходы первого и второго устройств сравнения являются выходами устройства.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства измерения скорости снаряда, где

1, 2, 10, 11 доплеровские радиолокаторы;

3, 4, 21, 22 вычислители;

6, 8, 17, 19 формирователи реализации доплеровского сигнала;

7, 9, 18, 20 формирователи дискретных значений текущей скорости снаряда;

5, 16 устройство сравнения;

12, 13, 14, 15 обнаружители.

Устройство для измерения скорости снаряда содержит первый 1 и второй 2 доплеровские радиолокаторы, первый 3 и второй 4 вычислители, первое 5 устройство сравнения, последовательно соединенные соответственно первый 6 формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, первый 7 формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда и второй 8 формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, второй 9 формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда, а также третий 10 и четвертый 11 доплеровские радиолокаторы, первый 12, второй 14, третий 15 и четвертый 13 обнаружители, второе 16 устройство сравнения, а также последовательно соединенные соответственно третий 17 формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, третий 18 формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда и четвертый 19 формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, четвертый 20 формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда, а также третий 21 и четвертый 22 вычислители, причем выход первого 7 формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда соединен с первым входом первого 3 вычислителя, второй вход которого соединен с выходом первого 12 обнаружителя а выход - с первым входом первого 5 устройства сравнения, выход второго 9 формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда соединен с первым входом второго 4 вычислителя, второй вход которого соединен с выходом второго 14 обнаружителя а выход - со вторым входом первого 5 устройства сравнения, выход третьего 18 формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда соединен с первым входом третьего 21 вычислителя, второй вход которого соединен с выходом третьего 15 обнаружителя а выход - с первым входом второго 16 устройства сравнения, выход четвертого 20 формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда соединен с первым входом четвертого 22 вычислителя, второй вход которого соединен с выходом четвертого 13 обнаружителя, а выход - со вторым входом второго 16 устройства сравнения, выходы первого 1, второго 2, третьего 10 и четвертого 11 доплеровских радиолокаторов соединены с входами соответственно первого 12 обнаружителя и первого 6 формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала, второго 14 обнаружителя и второго 8 формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала, третьего 15 обнаружителя и третьего 17 формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала, четвертого 13 обнаружителя и четвертого 19 формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала, выходы первого 5 и второго 16 устройств сравнения являются выходами устройства.

Устройство для измерения скорости снаряда функционирует следующим образом. Измерение скорости снаряда производится одновременно первым 1, вторым 2, третьим 10 и четвертым 11 доплеровскими радиолокаторами, расположенными на одинаковых расстояниях от заданной траектории полета снаряда во взаимно перпендикулярных плоскостях, и максимумы диаграмм направленностей которых составляют с ней острые углы.

Выходные сигналы первого 1, второго 2, третьего 10 и четвертого 11 доплеровских радиолокаторов определяются скоростью движения снаряда и углами между траекторией полета снаряда и его линией визирования каждым доплеровским радиолокатором. При полете снаряда по заданной траектории данные углы равны, а следовательно, равны и доплеровские частоты сигналов, принимаемых первым 1, вторым 2, третьим 10 и четвертым 11 доплеровскими радиолокаторами. Данное направление можно назвать равно доплеровским. При отклонении от заданной траектории полета указанное равенство нарушается. Принцип измерения скорости снаряда осуществляется следующим образом. Сигналы с выходов первого 1, второго 2, третьего 10 и четвертого 11 доплеровских радиолокаторов поступают соответственно через первый 6, второй 8, третий 17 и четвертый 19 формирователи реализации доплеровского сигнала, на входы первого 7, второго 9, третьего 18 и четвертого 20 формирователей дискретных значений текущей скорости снаряда, выходные сигналы которых поступают на первые входы первого 3, второго 4, третьего 21 и четвертого 22 вычислителей. На вторые входы вычислителей поступают сигналы с выходов соответствующих обнаружителей, которые служат подтверждением о наличии на выходах доплеровских радиолокаторов сигналов соответствующего уровня, чем повышается точность измерения скорости снаряда. Сигналы с выходов первого 3 и второго 4 вычислителей сравниваются в первом 5 устройстве сравнения. Сигналы с выходов третьего 21 и четвертого 22 вычислителей сравниваются во втором 16 устройстве сравнения. Анализируя сигналы на выходах первого 5 и второго 16 устройств сравнения, судят о движении снаряда по заданной траектории.

1. Способ измерения скорости снаряда, заключающийся в измерении скорости снаряда первым и вторым измерителями скорости снаряда, содержащими первый и второй доплеровские радиолокаторы, по доплеровским частотам выходных сигналов доплеровских радиолокаторов формируют последовательность дискретных значений его текущей скорости, по которым измеряют скорость движения снаряда, результаты измерений сравнивают, при равенстве результатов сравнения устанавливают, что снаряд находится на заданной траектории, при нарушении равенства результатов сравнения устанавливают, что снаряд отклонился от заданной траектории, отличающийся тем, что формируют в направлении заданной траектории полета снаряда равнодоплеровское направление во взаимно перпендикулярных плоскостях за счет установки на равных расстояниях от заданной траектории полета снаряда во взаимно перпендикулярных плоскостях соответственно первого, второго и третьего, четвертого доплеровских радиолокаторов, максимумы диаграмм направленностей которых составляют острый угол с траекторией полета снаряда, осуществляют обнаружение доплеровского сигнала на выходах каждого доплеровского радиолокатора, по результатам обнаружения производят управление обработкой выходных сигналов доплеровских радиолокаторов.

2. Устройство для измерения скорости снаряда, содержащее первый и второй доплеровские радиолокаторы, первый и второй вычислители, первое устройство сравнения, последовательно соединенные соответственно первый формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, первый формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда и второй формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, второй формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда, отличающееся тем, что содержит третий и четвертый доплеровские радиолокаторы, первый, второй, третий и четвертый обнаружители, второе устройство сравнения, а также последовательно соединенные соответственно третий формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, третий формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда и четвертый формирователь реализации доплеровского эхо-сигнала, четвертый формирователь дискретных значений текущей скорости снаряда, а также третий и четвертый вычислители, причем выход первого формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда соединен с первым входом первого вычислителя, второй вход которого соединен с выходом первого обнаружителя, а выход - с первым входом первого устройства сравнения, выход второго формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда соединен с первым входом второго вычислителя, второй вход которого соединен с выходом второго обнаружителя а выход - с вторым входом второго устройства сравнения, выход третьего формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда соединен с первым входом третьего вычислителя, второй вход которого соединен с выходом третьего обнаружителя, а выход - с первым входом третьего устройства сравнения, выход четвертого формирователя дискретных значений текущей скорости снаряда соединен с первым входом четвертого вычислителя, второй вход которого соединен с выходом четвертого обнаружителя, а выход - с первым входом второго устройства сравнения, выходы первого, второго, третьего и четвертого доплеровских радиолокаторов соединены с входами соответственно первого обнаружителя и первого формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала, второго обнаружителя и второго формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала, третьего обнаружителя и третьего формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала, четвертого обнаружителя и четвертого формирователя реализации доплеровского эхо-сигнала, выходы первого и второго устройств сравнения являются выходами устройства.