[发明专利]人工增雨防雹弹炸点声定位系统及定位方法

说明书

为解决现有人工增雨防雹弹爆炸点的定位方法定位偏差较大的问题，本发明提高了一种人工增雨防雹弹声定位系统及定位方法。本发明采用基于防雹弹炸点声波信号的到达距离差和到达角度融合的定位方式，受时钟稳定度以及环境因素影响较小，因此定位偏差较小。此外由于布设了多个单传声器节点，使得用于位置计算的冗余参数和参量多，使增雨防雹弹的爆炸点位置估算更为准确。

技术领域

本发明涉及一种人工增雨防雹弹炸点声定位系统。

背景技术

人工影响天气作业对于我国的农业以及生态治理有着重要意义，高炮系统是如今应用最广泛的发射装置，增雨防雹弹射击准确度是评估人工影响天气作业效能的重要指标之一，因此实时准确测量防雹弹爆炸点坐标是人工影响天气作业效能的重要测量任务之一。

目前对于人工增雨防雹弹爆炸点的定位，主要是通过检测装置测量发射系统的俯仰角和方位角，然后利用几何模型计算得出爆炸点坐标，但由于空气阻力，炮弹会发生漂移，这导致爆炸点位置估算产生很大的偏差，导致计算值与实际值不符。

发明内容

为解决现有人工增雨防雹弹爆炸点的定位方法定位偏差较大的问题，本发明提高了一种人工增雨防雹弹声定位系统及定位方法。

本发明的技术方案是：

人工增雨防雹弹炸点声定位系统，其特殊之处在于：

包括控制中心和与控制中心交互的N个区域测控单元；所述N个区域测控单元的集合能够覆盖整个防雹弹落点区域；

单个区域测控单元包括区域测控站、与区域测控站交互的声阵列和至少四个单传声器节点；

声阵列用于测量爆炸声波信号的到达角度；

单传声器节点用于测量爆炸声波信号的到达时刻；

区域测控站或控制中心用于根据单传声器节点测量的爆炸声波信号的到达时刻，计算同一个区域测控单元中任意两个单传声器节点处爆炸声波信号的到达时间差，通过爆炸声波信号的到达时间差乘以声速可获得到爆炸声波信号的到达距离差；

区域测控站或控制中心还用于根据单传声器节点的位置、爆炸声波信号的到达距离差，以及爆炸声波信号的到达角度，建立定位模型并求解，得到人工增雨防雹弹的爆炸点坐标；

所述定位模型如下：

h＝G_az_a；

其中：

d_M,1＝d_M-d₁，d_M为防雹弹爆炸点与参与定位的第M个单传声器节点之间的距离，d₁为防雹弹爆炸点与参与定位的单传声器主节点之间的距离；

x_M,1＝x_M-x₁，y_M,1＝y_M-y₁；

(x_m,y_m)为参与定位的单传声器节点B_m的位置坐标；

(x₁,y₁)为参与定位的单传声器主节点的位置坐标；

K_M为常数，

α₁为防雹弹爆炸点与坐标轴横轴之间的夹角。