[发明专利]一种靶弹遭拦截撞击后的时间测量装置和方法

说明书

本发明公开了一种靶弹遭拦截撞击后的时间测量装置和方法，其中，所述测量装置包括：光发射单元、光纤感知网络、光电探测单元、数据采集处理单元和解算模块；光发射单元发出光信号；光纤感知网络将光信号传输至光电探测单元；光电探测单元将光信号转化为电信号并输出通光状态；数据采集处理单元根据通光状态，以固定时间间隔τ上报与所述通过状态相匹配的数据帧；解算模块根据数据帧的类型和数量推算靶弹在撞击过程中的生存时间T₁及靶弹中靶时刻T₂。通过本发明实现了对靶弹生存时间和中靶时刻的解算，具有频带宽、不受电磁波干扰、体积小、质量轻、可绕性强、耐腐蚀、成本低等优点，全面、综合地对靶弹拦截过程进行测量，为毁伤过程反演提供支撑。

技术领域

本发明属于信息测量技术领域，尤其涉及一种靶弹遭拦截撞击后的时间测量装置和方法。

背景技术

随着反导武器系统制导精度的提升，对于靶弹拦截信息的测量精度要求也越来越高。对靶弹生存时间、中靶时刻进行精确测量，能够为鉴定反导武器系统的制导精度、判定毁伤效果、分析系统的误差因素提供有力的数据支撑。

目前，靶弹拦截信息测量的方式主要有声学探测、雷达跟踪、光学成像等，均存在一定的局限性。声学探测方式成本低廉，但容易受环境声、反射声干扰，测量精度低，难以满足当前高精度测量要求。防空雷达是一种成熟的测试手段，但对于巡航导弹等在低空飞行时处于雷达盲区的飞行器难以探测。采用高速摄像的检测方式，需要以每秒千帧级以上的速度对预估中靶区域进行摄像，每秒产生的数据量在GB量级，数据采集量大，数据处理和传输均无法满足实时性要求，且观测距离近，难以实现远距离测量的要求。靶弹生存时间定义为从拦截发生时刻到弹体内部设备失效的时间，声学、雷达、光学等均属于外部测量手段，只能通过起火、弹坠落等外部现象来观察，难以准确测量内部设备的失效时间，且测量精度低，无法解决靶弹生存时间、中靶时刻精确测量的问题。

内部测量手段大多基于电类传感器搭建。由于靶弹拦截瞬间时间极短(百μs量级)，为了实现对生存时间、中靶时刻的快速测量，传感器响应频率应在10MHz以上，存在很大的技术难度。另外，撞击过程会产生强烈的电磁干扰，极易导致电类传感器失效。因此，采用传统电类传感器很难实现对靶弹拦截过程中生存时间、中靶时刻的精确测量。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种靶弹遭拦截撞击后的时间测量装置和方法，可以实现对靶弹生存时间和中靶时刻的解算，具有频带宽、不受电磁波干扰、体积小、质量轻、可绕性强、耐腐蚀、成本低等优点，可与声、光、雷达等信号数据进行融合，全面、综合地对靶弹拦截过程进行测量，为毁伤过程反演提供支撑。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种靶弹遭拦截撞击后的时间测量装置，包括：光发射单元、光纤感知网络、光电探测单元、数据采集处理单元和解算模块；其中，光纤感知网络布设覆盖靶弹靶面区域；

光发射单元，用于发出光信号；

光纤感知网络，用于感知光发射单元发出的光信号，将光信号传输至光电探测单元；

光电探测单元，用于将所述光信号转化为电信号，对所述电信号进行滤波、放大和判决处理，根据判决结果输出通光状态；

数据采集处理单元，用于根据通光状态，以固定时间间隔τ上报与所述通过状态相匹配的数据帧；其中，所述数据帧包括：默认数据帧和/或携带有撞击光纤断裂编号的有效数据帧；

解算模块，用于根据所述数据采集处理单元上报的数据帧的类型和数量推算靶弹在撞击过程中的生存时间T₁及靶弹中靶时刻T₂；其中，

T₁＝τ×n₁

T₂＝T₀+τ×n₂