[其他]核爆炸当量和空间坐标的全方位自动探测方法

说明书

本发明属于发生在地面和大气层中的核爆炸探测。

在地面和大气层中的核爆炸光辐射有两个光峰，在这两个光照度极大值之间，有一个光照度极小值，称为最小照度，其光电曲线示意图如（图1）所示。T₁、T₂分别对应第1和第2光峰到来时间，T对应最小照度到来时间。从核爆炸发生到最小照度到来的时间T与核爆炸的当量Q有关。测出时间T，通过（1）式就可算得核爆炸的当量Q。

Q＝BTⁿ （1）

其中B、n均为常数，Q的单位为千吨，T的单位为毫秒。

在本发明以前的技术中，1969年，G.G赫克斯（英国专利，1·165·331号）用光电变换方法，采取微分求极值的技术，测量最小照度到来时间T，用公式求核爆炸当量。但是，对测量最小照度到来时间T的精确性和抗干扰性（测量环境中的非核爆炸电信号、电磁波信号等干扰）;测量区域变化所引起的测量灵敏度和抗饱和问题;核爆炸光辐射波形的“识别判断”都存在一些问题，有待进一步的解决，尽管愈来愈严格的限制核爆炸光辐射光电波形的特征作为“识别判断”可以减少将非核爆炸事件误认为爆炸事件的“误报”几率。但是，以阳光为背景光，大气（包括云层）的扰动形成的闪烁光信号，与核爆炸光辐射信号的叠加，在远距测量中核爆光电信号较弱时，过多过严的“识别判据”，又会增加将核爆炸事件判为非核爆炸事件的“漏报”几率，以及对真实的最小照度到来时间T的“错测”几率。1962年，S.T芬顿〔美国专利3.147.384号〕，利用V型扫描测量法接收大炮发射时炮口的闪光信号测定大炮的方位。国内，采用V型扫描测量法，将核爆炸火球视为点光源进行空间核爆炸的定位测量。但是，这些技术均从点状光源出发，它与核爆炸早期产生的火球迅速膨胀为巨大火球的现象是不相适应的，必然造成定位测量的较大误差，不能满足战区核爆炸探测的要求。它没有解决有效地区别核爆炸火球与同时存在的太阳这个空间目标，对V型扫描法在测量中可能出现的“错位”现象，没有采取有效解决措施，针对上面所述问题，本发明从各方面提出了解决方案。

本发明为了提高最小照度到来时间T的测量精度，注意到T时间前后，波形变化近似对称的特点，采取了用微分检零测量在T时间前后，两个等光强点处所对应的时间T′、T″，然后平均求T时间的方法，提高了测量灵敏度和抗干扰的性能，采用了适当的非线性光电变换器，提高了信号噪声比和抗饱和性能。为了排除空间电磁波信号（如雷电、天电）的干扰。只采用了核爆炸光辐射的光学特征测量时间T。本发明综合平衡测量的各种指标，充分注意到太阳光背景噪声信号干扰的经常性特点，主要致力于光学通道的稳定、可靠和测量的准确。获得了“误报”“漏报”“错测”的综合改善，达到了对Q的精确、稳定可靠的测量。

在核爆炸空间坐标的测定中，本发明充分注意到：核爆炸产生的早期火球迅速膨胀的特点，不能将核爆炸火球视为空间的点光源加以定位，而应当视为有一定体积的光源，尽量逼近真实的核爆炸中心定位，“V”形扫描测量法本身存在的“错位”现象，必须加以检测并自动采取修改计角起点，避免错测现象。

本发明注意到探测核爆炸的设备要适应环境温度大范围变化〔工事外：+55℃--40℃，工事内：+55℃--25℃〕的特点，并要尽量减小功耗、减轻测量设备的重量，在元器件的选用和关键技术的实施都有一定的指标要求。

本发明的进一步实施要点是：

（一）核爆炸最小照度到来时间T的测量，采取下列措施：

1压低雷电闪光信号和太阳光闪烁信号幅度、提高信噪比，增强抗干扰性能。

在将核爆炸光辐射信号转变为模拟电压信号时，选用了带宽很窄，能接收远离紫外光波长，大气透过性能好的光电器件2DUL（1.06微米）作光电变换器件。该器件既可降低雷电闪光信号、又可减小在不同吨位、不同观测点时接收核爆炸光辐射信号的衰减，增强了信噪比。为了在360°全方位中可测，如图2框（1）中A所示，沿水平面园周上设置均匀分布的8个2DUL。