于霖

摘要：介紹了傳統(tǒng)的艦炮武器系統(tǒng)機械零位校正方法，并基于傳統(tǒng)方法，為提高標校精度，在艦艇建造階段提出了一種結(jié)合平行度測量偏差的標校方法，分析了該方法的工作原理，該方法能夠較好地減小建造過程中產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。

關(guān)鍵詞：艦炮武器系統(tǒng)；標校；平行度偏差

引言

艦炮武器系統(tǒng)機械零位校正是將艦炮武器系統(tǒng)中各單機（如艦炮、跟蹤雷達天線、光學瞄具、光電跟蹤儀等）的機械零位偏差進行測量并加以校正統(tǒng)一的過程。校正后誤差的大小直接影響艦炮武器系統(tǒng)的射擊精度，如何減小校正后誤差是艦船建造過程中難度最大、最重要的項目之一。本文結(jié)合現(xiàn)在常用校正方法提出了一種結(jié)合平行度偏差測量和計算的新校正方法，該方法在不需新增測試設(shè)備的情況下可提高校正精度。

1.傳統(tǒng)的校正方法

目前普遍采用的校正方法為塢內(nèi)瞄星法。塢內(nèi)瞄星法的主要過程有艦船水平姿態(tài)調(diào)整，水平度誤差測量，光學經(jīng)緯儀架設(shè)及測量基準面調(diào)整，瞄星校正。下面詳細介紹塢內(nèi)瞄星法的過程。

1.1艦船水平姿態(tài)調(diào)整

塢內(nèi)瞄星法的第一步是把船拖進塢內(nèi)進行“半坐墩”。所謂“半坐墩”就是一邊調(diào)整塢內(nèi)的水位，一邊調(diào)整塢墩與船體的支撐點，使船體和塢墩之間相接觸，又不受太大的力。理論上說，塢墩僅起定位作用，浮力支撐全船80%的重量。在調(diào)整過程中利用壓載修正船體的水平姿態(tài)，使基準平臺縱向和橫向與大地水平的夾角小于5分。

1.2水平度誤差測量

水平度誤差測量的是各被校正設(shè)備安裝平面與艦艇基準平臺平面的平行度誤差，使用象限儀或電子水平儀在水平方向每間隔30度取一個測點同時測量基準平臺平面和被校正設(shè)備安裝平面的水平傾角，計算出兩平面的平行度差值，或利用差分水平儀直接測出兩平面的平行度差值，一般這個平行度偏差是存在的，且在一定的范圍內(nèi)。

1.3光學經(jīng)緯儀架設(shè)

光學經(jīng)緯儀需要架設(shè)在較為開闊的武備中心線上，應(yīng)能較為長久的、方便的觀測到星體。具體方法是，先找到武備中心線的洋沖標記，用小于0.5mm的細白線粘上白粉筆，連接大于2m以上的前后兩端洋沖標記，把細白線撣在船體上，劃出瞄星需要的一段武備中心線。把經(jīng)過調(diào)整的方位、仰角均為零刻度的光學經(jīng)緯儀架設(shè)在剛劃出的船體武備中心線上，調(diào)整水平使長水準器中的氣泡在縱向和橫向方向處于中間位置，并使光學經(jīng)緯儀的垂直線對正武備中心線，此時將光學經(jīng)緯儀方向角置零。

1.4光學經(jīng)緯儀測量基準面調(diào)整

光學經(jīng)緯儀的測量平面需調(diào)整到與基準平面平行。具體方法是，先利用象限儀或電子水平儀測出基準平臺的縱向水平傾角為ε，橫向水平傾角為ζ。在光學經(jīng)緯儀縱向和橫向約3m處架設(shè)標桿，標桿要緊固牢靠，不可移動。調(diào)整光學經(jīng)緯儀俯仰角使其俯仰角讀數(shù)為零，用光學經(jīng)緯儀瞄準標桿，用小于0.2mm的細線在縱向和橫向標桿上刻出俯仰角為零時目鏡水平線記號刻線。調(diào)整目鏡在標桿上刻出基準平臺的縱、橫傾角記號刻線，即在縱向標桿上刻出光學經(jīng)緯儀俯仰角為ε時目鏡水平線記號刻線，在橫向標桿刻出光學經(jīng)緯儀俯仰角為ζ時目鏡水平線記號刻線?；謴?fù)光學經(jīng)緯儀俯仰角讀數(shù)為零，調(diào)整光學經(jīng)緯儀的三個基座墊腳螺絲，使光學經(jīng)緯儀俯仰角讀數(shù)為零時目鏡水平刻線分別對準縱向標桿上的ε記號刻線和橫向標桿上的ζ記號刻線，同時應(yīng)重新調(diào)整校正確保光學經(jīng)緯儀方向角讀數(shù)為零時目鏡垂直刻線與武備中心線對正。

1.5瞄星校正

用調(diào)整好的光學經(jīng)緯儀和設(shè)備同時瞄星，一般同時瞄星讀數(shù)次數(shù)不少于5次，光學經(jīng)緯儀的方向角和俯仰角讀數(shù)平均值即為真值，各被校正設(shè)備利用真值進行校正，校正后重新進行瞄星，誤差在允許范圍內(nèi)結(jié)束，否則重新校正設(shè)備。。

這種方法不是一種精確的方法，因為其忽略了各單機安裝平面與艦艇基準平面平行度的誤差，當被測星體舷角為θ時，假設(shè)被校正設(shè)備平面在舷角θ方向與艦艇基準平面平行度偏差角為ψ，高低角真值應(yīng)該等于光學經(jīng)緯儀測出的高低角ω減去偏差角ψ，而不應(yīng)直接等于光學經(jīng)緯儀高低角讀數(shù)。

2.新方法原理

新的校正方法是在原有瞄星方法上加以計算修正，在測出被校正設(shè)備平面于基準平面平行度誤差后，建立被校正設(shè)備平面坐標系與基準平臺坐標系之間的聯(lián)系，在經(jīng)緯儀測出高低角和方向角后，根據(jù)坐標系轉(zhuǎn)換計算出被測設(shè)備高低角和方向角真值，再對設(shè)備進行校正。

因此在這里建立被校正設(shè)備和基準平臺坐標系相對關(guān)系。

Δα——被標校設(shè)備與基準平臺縱向方向夾角；

Δβ——被標校設(shè)備與基準平臺正橫方向夾角；

γ——光學經(jīng)緯儀測量得出的星體方位角；

δ——光學經(jīng)緯儀測量得出的星體高低角；

γ真——被測設(shè)備星體方位角真值；

δ真——被測設(shè)備星體高低角真值；

根據(jù)坐標系轉(zhuǎn)換關(guān)系可以得出在三個方向上的關(guān)系為

cosδ真cosγ真=cosΔβcosγcosδ+sinΔαsinΔβsinγcosδ-cosΔαsinΔβsinδ （1）

cosδ真sinγ真=cosΔαsinγcosδ+sinΔαsinδ （2）

sinδ真=sinΔβcosγcosδ-cosΔβsinΔαcosδsinγ+cosΔβcosΔαsinδ （3）

從式（1）（2）（3）中可以解出：

高低角真值

δ真=arcsin（sinΔβcosγcosδ-cosΔβsinΔαcosδsinγ+cosΔβcosΔαsinδ） （4）

方位角真值

γ真=arcsin cosΔαsinγcosδ+sinΔαsinδcosδ真 （5）

在這里Δα和Δβ直接取測量出的基準平面和被測平面在這兩個方向上測量出的水平度差值，但是測量出的差值雖然十分接近但并不是兩平面坐標系的差值，在這里為簡單計算不予考慮。

3.總結(jié)

本文介紹了傳統(tǒng)的塢內(nèi)瞄星法的工作原理，并在次基礎(chǔ)上提出了一種新的校正方法，分析了新方法的原理。當采用新方法進行校正時可將坐標系轉(zhuǎn)換公式提前輸入計算機，將被標校設(shè)備與基準平臺縱向、橫向方向夾角及光學經(jīng)緯高低角和方向角輸入計算機即可得出真值，并不增加瞄星過程的工作量。能夠有效的提高艦炮武器系統(tǒng)的校正精度。