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基于TDOA的双三角阵列自动声报靶装置虽然被广泛用于大靶面立靶密集度测量,但在实际应用过程中仍然存在定位精度不高、定位稳定性较差等问题。为提高双三角阵自动声报靶装置的定位精度和稳定性,本文在系统深入研究装置定位误差机理的基础上,抓住影响定位精度的主要误差因素,尝试通过建立基于激波传播路径的双三角阵定位模型的方法,对装置进行优化设计。 通过分析现有双三角阵列自动声报靶装置的工作过程和误差控制方法,确定了装置定位误差的可能来源。针对弹丸斜入射、风速风向、弹丸章动角、传声器安装误差、激波视速度衰减、激波信号采集处理过程和定位模型这几种重要误差源,分别建立了误差模型,并采用MATLAB仿真计算出不同误差源独立作用时的定位误差分布,得到了影响声定位精度的主要误差因素。 针对双三角阵自动声报靶装置定位过程中存在多个误差组合作用的问题,重点进行了双三角阵自动声报靶装置多误差源耦合分析。分别分析了声定位过程中弹丸斜入射、风速风向、激波信号采集处理过程等多个误差组合作用的过程,建立了多误差耦合误差模型并进行了仿真分析。分析结果表明,多误差因素同时作用会进一步降低测量精度,其中弹丸斜入射和风速风向是两种主要误差源。 针对弹丸斜入射和风速风向两种主要误差源,区别于常规基于视速度的建模方法,根据弹丸飞行过程中激波作用于声传感器阵列的传播路径,分别建立了一种双三角阵自动声报靶装置斜入射和斜入射与风速风向耦合修正模型,仿真分析表明,两种修正模型皆可用于提高声定位精度。 为验证双三角阵自动声报靶装置的斜入射和斜入射与风速风向耦合两种修正模型的修正效果,分别进行了实弹射击实验,采用对比两种修正模型、常规双三角阵定位模型计算坐标与实际坐标之间的偏差的方法进行验证。室内靶道及野外实验表明,斜入射修正模型和耦合修正模型都可有效提高定位精度,使用两种修正模型可以实现自动声报靶装置的优化设计。