舰炮利用炮瞄雷达瞄准对岸射击方法及模型

　收稿日期: 2010-09-22　　　　修回日期: 2010-12-03 　作者简介: 王连柱( 1963-　) , 男,辽宁沈阳人, 副教授, 研 究方向:舰炮武器系统作战使用。 文章编号: 1002-0640( 2011) 12-0085-03 舰炮利用炮瞄雷达瞄准对岸射击方法及模型 王连柱,李进军 (海军大连舰艇学院,辽宁　大连　116018) 　　摘　要: 由于岸上地形及背景复杂,舰炮对岸射击通常只能采用光(电)瞄准, 受能见度条件影响严重,视距不良时无法实 施射击。结合实际使用舰炮武器经验和炮瞄雷达的回波特点, 提出了一种利用炮瞄雷达瞄准,可实现全天候对岸射击的方法, 确定了瞄准点的选择原则, 建立了射击诸元计算模型, 并对最后准备特点以及提高射击精度的措施进行了,可以为相关 人员提供借鉴和参考。 关键词: 雷达观测,对岸作战, 射击方法,射击诸元解算 中图分类号: TP391　　　　文献标识码: A Research on Methods and Models of Naval Gun Firing at Shore Using Gun-Pointing Radar WANG Lian-zhu, LI Jin-jun (DaL ian Naval A cademy , Dalian 116018, China) 　　 Abstract: Opt ical elect ronic observ at ion is used commonly in ant i-shore combat because of the complex ity o f shore targ ets, so the operation organizat ions become dif ficult w ith badness visibil ity . Based on the experience o f naval gun combat and echo char acter ist ic o f gun-pointing radar , a new method of naval gun ant i-shore combat using gun-point ing r adar has been put for ward. T he principles of aiming point choo sing and firing data calculating model have been established. Problems o f f iring pr ecision impr oving measures and combat f inal preparing have also been analyzed in this paper. T he methods and models can pr ovide some referenced value for related researchers. Key words : radar observat ion, ant i-shore combat , firing data calculating of f iring method 引　言 随着舰炮武器和弹药技术的不断发展, 对岸炮 火攻击已经成为中大口径舰炮的主要作战使命之 一。由于岸上地形及背景复杂,舰炮对岸射击通常只 能采用光(电)观测瞄准,受能见度条件影响严重,在 视距不良时无法实施射击。即使在光线和气象条件 良好的情况下,由于岸上目标多采用伪装隐蔽手段, 观测瞄准也很困难。而使用炮瞄雷达对岸观测瞄准, 不但可以提高射击精度,也可以解决舰炮全天候对 岸射击的问题。 对岸射击无法采用炮瞄雷达瞄准的根本原因是 雷达无法将目标回波从复杂的背景回波中分辨出 来。解决问题的关键就是找到可供炮瞄雷达观测瞄 准的点。在无法直接对目标进行雷达瞄准的情况下, 如果能够利用海上或近岸雷达回波清晰的点作为辅 助瞄准点, 根据此点与目标的相对位置关系解算射 击诸元, 就可解决对岸射击采用炮瞄雷达时时观测 瞄准射击的问题。由此, 雷达观测瞄准的问题,也就 转化为选择和利用瞄准点的问题。本文旨在结合炮 瞄雷达回波特点和舰炮对岸作战的要求,对舰炮利 用炮瞄雷达对岸射击的方法和模型进行研究。 1　雷达瞄准对岸射击瞄准点的选择 1. 1　可选择使用的瞄准点 对岸射击选择雷达瞄准点的原则是回波清晰, 便于瞄准实施。实践中对炮瞄雷达回波进行比较分 析发现, 以下几种瞄准点, 都具有回波清晰,轮廓清 楚的特点, 可以满足对岸射击时使用炮瞄雷达瞄准 的要求。 Vol. 36, No. 12 Dec, 2011 　 　 火力与指挥控制 Fire C on tr ol & Command Cont rol 　 　第 36卷　第 12期 2011年 12月 1)近岸岛礁 海面上岛礁的雷达回波清晰,轮廓清楚,易于判 识,是非常理想的炮瞄雷达瞄准点。当目标沿岸有岛 礁时,可以利用岛礁作为瞄准点。孤立的岛礁比较便 于判识,较小的礁石瞄准精度较高,选择瞄准点时应 作为首选。同时为便于指示描述和保证瞄准精度,瞄 准点应选择回波近边缘上的突出点或近边缘的切 点,如图1所示的T 点。 图1　利用近岸岛礁瞄准示意图 2)海岸线上的某些点 炮瞄雷达虽然难以分辨岸上目标,但可以看到 清晰的海岸线回波。在沿岸没有岛礁的情况下, 可以 利用海岸线上的某一点作为瞄准点。当海岸线回波 图 2　利用海岸回波瞄准 示意图 有明显突出点时, 以突出 点作为瞄准点, 当无明显 突出点时, 为便于指示描 述和准确瞄准, 瞄准点应 尽量选择在海岸线上曲率 较大的部分, 并以与炮瞄 垂直线与海岸线的切点作 T 为瞄准点。如图2所示。 但一经确定, 瞄准点就应固定,射击中始终保持对该 点进行瞄准。 1. 2　选择瞄准点的注意事项 为保障射击效果和便于瞄准实施,在瞄准点的 选择上还应该注意以下几点: � 由于雷达脉冲具有 一定长度,所以,瞄准点应该选择在雷达回波的近边 缘上; � 应尽量选择孤立或突出的目标点作为瞄准 点,如孤立的礁石、陡海角等; � 尽量选择特征明显 的瞄准点,以便于指示描述;�瞄准点的位置应尽可 能目标靠近目标; � 选择的瞄准点,必须是在军用地 形图或航海射击图上有的, 在有条件时,最好选用大 比例尺的地图( 1∶25 000 或1∶50 000)或数字地 图。 2　雷达瞄准对岸射击诸元解算模型 由于炮瞄雷达瞄准点不是目标,所以不能直接 利用观测数据计算射击诸元,在观测数据的基础上, 根据瞄准点与目标的相对位置关系,解算对目标的 射击诸元。 2. 1　确定弹道点的数学模型 如图3所示, T 点为瞄准点、M 点为目标, T、M 点连线称为基线。dT M为基线长度, BTM为T 看M 的 真方位,称为基线方位; H M 为目标高度。dT M、BTM、 H TM可在大比例尺军用地形图上量取。 图 3　基线及其分量示意图 X TM= dTM sinBTM Y T M= dTMcosBTM ( 1) X TM、Y TM为“瞄准点-目标”的坐标修正量。 在直接对岸射击解算模型的基础上,修正“瞄准 点-目标”的坐标修正量后, 即可得到实际射击条件 下,采用辅助瞄准点间接射击时,直角坐标系中相对 提前点坐标的数学模型如下: x pd yp d = x r y r + V rx V ry ( T + t f d ) + ar x ar x ( T + tf d ) 2 + �x GP �y GP X TM Y TM ( 2) 式中: ( x pd , y p d ) T 为实际射击条件下,相对提前 点的直角坐标; ( x r , y r ) T 为目标相对直角坐标; (V rx , V ry ) T 和( a rx , a ry ) T 为相对速度V r 和相对加速 度a r在直角坐标系中的分量; ( �x GP , �yGP ) T 为观炮 间隔修正量; T 为计算射击诸元和进行摇摆变换的 滞后时间; tf d为非条件下的弹丸飞行时间。 式( 1)的圆柱坐标系模型如下: dp d= x 2 p d+ y 2 pd Bp d= tg - 1 ( x pd y pd ) 当 tg - 1 ( x p d y pd )≥0时 tg- 1 ( x pd yp d ) + 6 000 当 tg - 1 ( x p d y pd ) < 0时 ( 3) 式中 dpd、B pd C 分别为提前点的水平距离和方位 ( mil)。 这样,弹道点的坐标( db, Bb)为: db= d pd+ �d+ K d Bb= Bp d+ ��+ K � ( 4) �d、��为在距离、方向上的弹道气象修正量。 �d= �d�V0+ �d��+ �d�W d ��= �z �W z+ r � r �为偏流角修正量。K d、K �为距离、方向射击 校正量。 2. 2　解算射击诸元的数学模型 稳定的方向和高低瞄准角�、�由下式计算。 �= Bb- CW+ K � �= �+ K � ( 5) K �为综合高低瞄准角修正量。 ·86· 　　(总第 36- 2344) 火力与指挥控制 2011年　第 12期 稳定的方向和高低瞄准角经摇摆修正后,即可 得到非稳定射击诸元。 上述解算模型, 未考虑瞄准点高度和瞄准点与 与目标高度差的影响。当目标高度不为0且不符合 弹道刚性原理时,应修正目标高低角的距离修正量 � d �。当瞄准点T 与目标M 存在高度差时, 还应计算 并修正高角差距离修正量� d��。 高低角的距离修正量� d�= �M·�d��0。 �M 根据H M 和林德尔公式计算。 高角差距离修正量� d��= ��·�d��0。 其中: ��= H T 0. 001dm - H T��0。 H M 为目标海拔高度( m ) ; H T 为辅助瞄准点海 拔高度 ( m ) ; d M 为炮目距离 ( m ) ; d T 为炮瞄距离 ( m )。�d��0为射角改变1 mil时的距离修正量。 3　最后准备的特点及提高精度措施 3. 1　最后准备的特点 使用炮瞄雷达对岸射击时, 其最后准备具有以 下特点: 1)根据目标选择确定雷达瞄准点,并将目标位 置和选择的雷达瞄准点标在地图或射击图板上,在 图上量取基线方位B TM和基线长度 dTM、目标高度 H TM ,并装定到火控系统。此外还需确定观目逆方位 (或观目方位)和观目距离。 2)选择确定瞄准点后,应向相关战位下达目标 指示。下达目标指示时,应对瞄准点的特征进行描 述,确保瞄准点与图上作业的瞄准点一致。 3)火控系统处于“对岸”工作状态,采用“雷达观 测”或“混合观测”,当中心计算机计算好后,采用“速 度-距离自动”工作。当火控系统无“速度-距离自动” 或相应工作方式时,采用“按观测诸元”工作方式。 4)当瞄准部位接到目标指示并看到瞄准点后, 即可指挥射击。当�m> 0- 10、�> 15°时,若火控系统 未修正目标高度的影响时,尚需计算并修正目标高 低角距离修正量�d�。 3. 2　提高射击精度的措施 在间接对岸射击或无法进行光(电)观测时,射 击过程中无法对弹着偏差进行观测和校正。为了提 高射击效果, 可采用以下方法。 1)精密准备 在射击准备阶段, 采用可能的最精密方法和手 段进行射击准备, 最大限度地减小射击误差。在有条 件时,可以对海上固定靶试射以确定系统误差, 并进 行校正。 2)转移火力射击 对试射点试射, 利用试射成果,计算对目标的效 力射诸元,然后直接对目标进行效力射。在满足转移 火力射击条件的情况下, 此种方法可以较好地校正 射击准备的系统误差。 转移火力射击试射点,可以是岸上可见试射点、 岸上可观测试射点, 也可是海上的虚拟试射点。 试射应在预定对岸射击的海区进行。虚拟试射 点的方位、距离应满足转移火力的条件范围的要求。 若事先难于确定所要射击的目标距离、方位时,应按 一定的间隔对几个不同的方位、距离的虚拟试射点 进行试射。并满足以下转移火力射击要求: � 目标 距离与试射点距离之差应小于10 Lp。当有炮兵气象 通报并用计算修正量法求效力射诸元时,距离差可 小于20 Lp。� 由试射点向目标转移的方向转移角 一般应小于 300 mil; � 目标、试射点及瞄准点位置 应在同一比例尺图上或同一航空照片中量取; � 试 射结束后应在最短时间内向目标转移火力; � 效力 射应使用与试射同批次和相同弹重符号的弹药。 3)能见度较好时采用混合观测 在能见度较好时,对可见岸上目标射击通常采 用光学观测进行射击。光学观测的方位精度较高, 但 测距误差较大, 解算的射击诸元准确性差。如果采取 对目标方位进行光学观测, 而对炮瞄雷达可见点进 行距离观测的混合观测方式, 则方位和距离的观测 精度均较高,可提高射击诸元的精度。 混合观测的方法如图4所示,其中M 为目标点, 光学器材对 M 点瞄准, T 点为炮瞄雷达观测瞄准 点, T 点为炮目线与海岸线的交点。由于对方向和距 离观测采用的是不同点, 观测到的距离不是目标真 实距离,所以应对观测距离进行修正,即修正图4中 M 点与T 点的距离�d, �d 可以从军用地形图或航 海射击图上量取。 4　结束语 对岸炮火攻击是舰炮武器的重要作战使命之 一, 本文针对舰炮对岸作战的特点和要求提出的射 击方法,可以有效提高舰炮对岸全天候作战能力, 充 分发挥舰炮火力密度大、效费比高的优点,相关模型 和方法可以为武器系统使用与研究的相关人员提供 启发和借鉴。 参考文献: [ 1] 汪德虎,张比升, 胡　江,等. 舰炮对岸无瞄点射击诸 元计算模型[ J ] . 火力与指挥控制, 2006, 31( 9) : 41- 43. [ 2] 王连柱. 舰炮战斗使用[ M ] . 北京: 解放军出版社, 2005. ·87·王连柱,等:舰炮利用炮瞄雷达瞄准对岸射击方法及模型 (总第 36- 2345)