舰炮装定坐标法射击原理及误差研究

胡 江，戴 耀，汪德虎

(1.大连舰艇学院导弹与舰炮系，辽宁 大连 116018;2.大连舰艇学院作战指挥系，辽宁 大连 116018)

舰炮装定坐标法射击原理及误差研究

胡 江1，戴 耀2，汪德虎1

(1.大连舰艇学院导弹与舰炮系，辽宁 大连 116018;2.大连舰艇学院作战指挥系，辽宁 大连 116018)

舰炮对岸火力支援过程中，由于地形遮蔽等因素的影响，有时无法对岸上目标进行射击观测和射击诸元计算。为解决对岸上不可观测目标射击难题，提出了舰炮装定坐标法射击原理，建立了目标相对坐标计算模型，分析了射击误差及变化规律，显著提高了舰炮对岸火力打击能力和火力使用的灵活性。

装定坐标法;射击原理;射击误差

0 引言

近年来随着中大口径舰炮在射程、射速和射击精度等威力指标上取得显著的进步和发展，其在未来海战中将发挥导弹不可替代的重要作用，成为水面舰艇对岸火力支援的主战兵器。在舰炮对岸火力攻击过程中，因为地形遮蔽、舰艇观测器材性能限制等因素的影响，有时难以对岸上目标进行有效观测，无法准确计算舰炮射击诸元。

为了增强舰炮作战能力，减少对舰艇观测器材的依赖性，本文提出了舰炮装定坐标法对岸射击方法，以解决对岸上不可观测目标射击难题。所谓装定坐标法射击就是在火控系统中预先装定攻击阵位起始点到目标的相对距离、相对方位，以及我舰绝对航向、绝对航速，当发射舰到达攻击阵位起始点时，舰艇稳向稳速航行，火控系统转入全自动工作方式，实时推算敌我相对坐标，然后解算射击诸元，控制舰炮对岸上目标瞄准射击。

1 装定坐标法射击原理

舰炮装定坐标法射击时，目标相对坐标不是通过舰艇观测器材测量得到，而是根据预先确定的攻击阵位起始点，在航海射击图上量取后直接在火控系统中进行装定。

如图1所示，发射舰受领作战任务以后，在进行射击准备的同时迅速机动占领预定攻击阵位起始点W1。在发射舰机动占领攻击阵位起始点W1过程中，航海部门应首先选取岸上任意一个显著的固定地标，确定该地标与攻击阵位起始点W1的相对距离、方位，然后通过不断测量和修正舰位与地标的相对坐标保证准确占领阵位起始点W1。

图1 装定坐标法射击原理图Fig.1 The graph on shooting principle of setting relative coordinate method

操作手在射击图上量取预定攻击阵位起始点W1与目标M的相对距离d1和方位f1，发射舰到达预定攻击阵位起始点前，在舰炮火控系统上装定d1、f1和发射舰航迹线航向Cj、对地航速Vj。

当发射舰到达攻击阵位起始点W1时刻，发射舰沿预定航向和航速稳定航行，舰炮火控系统开始按自动方式工作，实时推算各个时刻目标与发射舰的相对坐标(di，fi)并求取射击诸元。火控系统射击诸元输出稳定后，协调舰炮指向目标准备进行射击。

装定坐标法射击实施过程中占领攻击阵位起始点的精度非常重要，可采用多种航海保障手段，保证占领攻击阵位的实际起始点与预定攻击阵位起始点一致。

2 目标相对坐标计算模型

舰炮对岸装定坐标法射击时，目标相对坐标根据攻击阵位起始点的目标距离d1、方位f1和发射舰航迹线航向Cj、对地航速Vj进行自动推算。在全自动工作方式下，任意时刻ti(i=1，2，…，n，其中n为定位次数)目标相对发射舰的横坐标和纵坐标(xi，yi)分别为［1］:

式中:Δt为定位时间间隔。

由此得到计算目标相对发射舰距离和方位(di，fi)的计算公式如下:

在确定目标相对坐标(di，fi)以后，发射舰装定坐标法射击诸元解算原理与传统射击诸元解算方法相同。

3 射击误差分析

舰炮对岸装定坐标法射击误差源包括弹道气象误差、舰炮随动系统误差、确定目标相对坐标误差等。射击条件一定的情况下，弹道气象误差、随动系统误差等射击误差源的均方差在一次射击过程中是固定不变的。

只有确定目标相对坐标误差由于舰炮采用的是全自动推算舰位方式工作，其误差的均方差会随着舰位推算时间的延长而改变。因此，为了掌握装定坐标法射击时射击误差的变化规律，必须对确定目标相对坐标误差进行分析。

3.1 确定目标相对坐标误差

舰炮对岸装定坐标法射击时，确定目标相对坐标误差由占领攻击阵位起始点误差和舰位推算误差组成，其计算公式为:

式中:σbx和σbz分别为确定目标相对坐标距离和方位误差的均方差;σqx和σqz为占领攻击阵位起始点距离及方位误差的均方差，其取值由舰艇导航精度决定;σtx和σtz为舰位推算误差的均方差。

在装定坐标法射击过程中，舰位推算误差是由于舰艇航向和航速误差的影响，导致推算舰位与实际舰位不一致而产生的。若设舰艇航向误差的均方差为σα，航速误差的均方差为σV，则舰位推算误差的均方差计算公式如下［2］:

式中:t为舰位推算时间;β为攻击阵位起始点炮目线与航向线的夹角;Vj为发射舰对地航速。

3.2 仿真分析

假设舰炮采用装定坐标法对岸射击，舰艇航向误差均方差的取值为 σ'α，航速误差均方差的取值为σ'V，炮目线与航向线的夹角β=30°，发射舰对地航速为Vj=10 kn，则确定目标相对坐标误差的均方差随舰位推算时间t的变化如图2所示。

图2 目标相对坐标误差和舰位推算时间关系图Fig.2 Relation ship between error of target's relative coordinate and estimating time of naval ship position

从图2可以看出，由于受航向、航速误差等因素的影响，确定目标相对坐标误差随舰位推算时间t的延长，产生累积误差。当舰位推算时间过长时，此误差会显著影响到舰炮对岸射击精度。因此，在舰炮采用装定坐标法对岸火力支援时，需要在射击一段时间后重新利用导航系统对发射舰舰位进行测量和校正。

4 结语

随着舰炮射程的发展和海上电磁对抗的加剧，舰炮对岸射击观测与校正面临很大的挑战［3］。本文提出的装定坐标对岸射击方法具有原理简单、射击效果好的优点，已经成为解决对岸上不可观测目标射击难题的重要途径和方法。在采用装定坐标法对岸射击过程中，为了消除累积误差对舰炮射击精度的影响，应及时对发射舰舰位进行校正。

［1］汪德虎.舰炮射击基础理论［M］.大连:海军大连舰艇学院，1997.

［2］杜新海.航海学［M］.北京:海潮出版社，1996.

［3］崔英，王泉水.美国海军对岸火力支援的前景［J］.现代军事，2001，(2):29－31.

Research on shooting principle and error of setting relative coordinate method for naval gun

HU Jiang1，DAI Yao2，WANG De-hu1
(1.Department of Missile and Shipborne Gun，Dalian Naval Academy，Dalian 116018，China;2.Department of Operation and Command，Dalian Naval Academy，Dalian 116018，China)

During naval gun firing on shore as oppressive weapon，because the influence of topographic terrain masking and so on，sometime it is impossible to observe target and calculate firing data.In order to solving the problem of shooting invisible target during firing on shore，this paper puts forward shooting principle of setting relative cooordinate method，establishing the calculation model of relative cooordinate，and analyzing composition and change regulation of firing error.It remarkably improves the attacking ability and tactical flexibility of naval gun during firing on shore.

setting relative cooordinate method;shooting principle;shooting error

TJ391

A

1672－7649(2011)12－0100－03

10.3404/j.issn.1672－7649.2011.12.024

2011－02－22;

2011－03－23

胡江(1979－)，男，博士，讲师，主要研究方向为舰炮作战使用。