测量偏差法试射是在试射的齐射弹丸落水瞬间,直接测定弹着水柱相对目标在距离和方向上的偏差量,然后系统以相反的符号进行射击修正,即可转入效力射。
测量偏差法适用于目标固定或做稳定的等速直线运动的情况。当目标做稳定运动时,指挥仪为“速度自动”工作方式。所谓“速度自动”方式是指,目标现在点坐标使用滤波值,速度采用自动工作前的平滑速度(滤波值)。
现在,来分析测量偏差法试射后的射击误差。由于第一组和第二组误差对每次齐射都是随机发生的,它们是不能够修正的。因此,试射后的齐射必然仍有第一组和第二组误差。下面分析试射后的第三组误差将发生什么变化。
在试射中,属于第三组误差的有射击诸元误差中的弹道气象准备误差,此外还有确定目标运动参数误差,因为指挥仪工作方式为“速度自动”时,是以其确定的目标速度向量作为自动工作期间的目标速度向量,它是固定不变的,其误差必然是强相关、重复的。试射的目的是要消除第三组误差,如果采取试射时测定的偏差量作为修正量,此修正量又正好是原来第三组误差的数值,从理论上讲第三组误差将被消除掉,而实际的修正量是会有误差的,这个含有误差的修正量又被装订到指挥仪上,它将重复地影响以后的射击,因此,修正量的误差也就成为试射后的第三组误差了。所以试射前后,第三组误差将发生变化。
舰炮武器系统采用雷达观测,进行测量偏差法试射,是要测量试射水柱相对目标的距离和方向偏差量,目的是求取平均弹道偏差值,以便进行修正,但观测到的只是水柱位置,而不是平均弹道位置,在以水柱位置的偏差量或平均水柱位置的偏差量代替平均弹道的偏差量时,必然存在误差,它包括以下几部分。
若以单个水柱代替平均弹道,此误差就是舰炮散布,其概率误差为 。
若以平均水柱代替平均弹道,设有 K 门舰炮进行试射,即有 K 个水柱,得平均水柱的概率误差如下:
(2.6.1)
(2.6.2)
式中 ——平均水柱在距离、方向上的概率误差。
由式(2.6.1)、式(2.6.2)可以看出,舰炮齐射门数越多, 值就越小。表2.6.1给出了平均水柱概率误差 (或 )的减小倍数与试射时的舰炮齐射门数 K 的对应值。由表2.6.1可知, K 值在4以上,其误差减小不明显,又因 K 值大时,水柱多,观测时取平均值较难。因此,一般以2~4门舰炮试射为宜。
表2.6.1 舰炮齐射门数对平均水柱误差的影响
雷达测量偏差量时,是通过分别测量目标和水柱的位置而得到的。所以偏差量的误差包括雷达测量目标和水柱位置两部分误差,这两部分误差均为雷达测量误差 ,故测距偏差量的误差 为
(2.6.3)
测量方向偏差量的误差 为
(2.6.4)
在计算测量偏差时,没有考虑观测滞后误差。实际上,从弹丸落水到水柱出现并被测定需要2~3s时间,而这期间目标已经离开了弹丸落水时的位置。新的火控系统校正算法中,已经考虑了这种误差的修正。读者可根据目标运动速度、航向和射距自行研究滞后修正量的大小。
因为可以修正的偏差量是由第三组误差引起的平均弹道偏差量,如图2.6.1中的 。但在实际射击中,平均弹道偏差量是由第二组误差和第三组误差共同形成的,如图2.6.1中的 ,即实际测量的偏差值是以 作为依据的。因此,把 作为 来修正就存在着第二组误差 的影响。
图2.6.1 三组误差对射弹的影响
综合以上三部分误差,即得测量偏差法试射后的修正量误差。设试射一次的距离上修正量的误差为 ,有
(2.6.5)
若取 次齐射修正量的平均值作为修正量,则有
(2.6.6)
同理,方向上修正量的误差为
(2.6.7)
归纳起来,在目标做稳定运动,系统观测方式为雷达观测,指挥仪采用“速度自动”工作方式时,测量偏差法试射前后的射击误差分组见表2.6.2。
表2.6.2 测量偏差法试射前后的射击误差分组
【例2.2】 一座双管中口径舰炮对海上直航运动目标射击,系统采用“雷达观测”和“速度自动”工作方式,已知射击距离 10974m(60Lp), 60°, 30kn, mil, , , m/s, m, mil, mil, kn, 2°,系统按测量偏差法试射,齐射3次,求试射前后的射击误差。
解: 在例2.1中,根据射距 ,在射表中查得散布诸元和有关修正诸元,求得
根据式(2.4.32)、式(2.4.34),计算可得
根据式(2.4.30)、式(2.4.31),可求得 :
因为
又根据 ,在射表中查得
所以
按照射击误差的相关性、重复性进行误差分组,见表2.6.2。
(1)试射前(射击准备后)的射击误差。
第一组误差:
第二组误差:
第三组误差:
(2)试射后的射击误差。
第一组误差、第二组误差与试射前相同。第三组误差根据式(2.6.6)、式(2.6.7)求得。
因为 , ,所以
通过此例可以看出:试射后第三组误差减小了,特别是在距离上减小更多,说明了通过试射可以提高射击精度。