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2.3.3 散布规律和特性

1.散布规律

从散布原因中已经知道,射弹散布误差为随机误差,它是由许多相互独立的随机因素综合影响形成的,而其中每一因素对其影响都很微小。这样,由概率论中的中心极限定理可以知道,射弹散布误差将服从正态分布规律。由实践统计得知,弹着散布误差和炸点散布误差分别服从二维和三维正态分布律。

一般正态分布律是用数学期望和均方差来表示,在射弹散布误差的正态分布律中,还可以用数学期望和概率误差的形式来表达。概率误差是指对于弹着散布 img ,有50%的弹着点落入对称于散布中心且垂直于 img 轴或 img 轴的无限长带状区域内时,将此带状区域宽度的1/2称为概率误差,记为 imgimg ,如图2.3.3所示。

img

图2.3.3 概率误差

概率偏差表示了在一个坐标方向上半数射弹的命中范围。

弹着散布误差的二维正态分布密度函数 img 的概率误差表达形式为

img

(2.3.1)

式中 img ——正态常数, img

imgimg ——弹着距离散布误差 img 的概率误差、系统误差;

imgimg ——弹着方向散布误差 img 的概率误差、系统误差。

img 的均方误差表达形式为

img

根据正态分布确定概率误差和均方误差之间的关系可知,两者存在着如下关系,即

img

由式(2.3.1)可见,分布密度相等的点的轨迹应满足 imgimg 为常数),它的几何图形为一簇椭圆。当 img 时为单位散布椭圆,其长短半轴为 imgimg 。当 img 时为全散布椭圆,其长短半轴为 imgimg ,通常认为它是弹着散布的最大范围。4倍的概率误差大致与3倍的均方误差相等,如图2.3.4所示。

img

图2.3.4 散布椭圆

对海碰炸射击时,因弹着散布误差的分量 imgimg 相互独立,则

img

(2.3.2)

2.散布特性

根据正态分布随机变量的特性,可以知道射弹散布的特性有:

(1)有限性:射弹的散布范围是有限的,即弹着点一般不会超过4倍概率误差,弹着点在4倍概率误差或全散布椭圆范围内的概率达97.4%,而在3倍均方误差范围内的概率也已达97.3%。

(2)对称性:射弹散布对称于散布中心。

(3)不均匀性:越靠近散布中心,弹着点越密集;离散布中心越远,弹着点越稀少,即较小的散布误差出现的概率大,较大的散布误差出现的概率小。

射弹散布特性可用图2.3.5、图2.3.6表示。

img

图2.3.5 一维散布

img

图2.3.6 二维散布

图2.3.5为一维散布 imgimg 的散布特性示意图;图2.3.6为二维散布 img 的散布特性示意图。

3.射击误差类别

在一次射击过程中,射弹散布误差属于非重复、不相关误差。这是因为引起射弹散布的任一随机误差,在射击过程中,对每次发射的每一发弹丸取值均不相同,彼此无关。 DHBpQo3FlA4r3TpmzkiBnZeCAj3wI85m9utROnXWWbSVIi6rjYt0LnLCnjnu3Kb8

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