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摘 要：本文通过使用差分GPS进行武器系统标定方案设计，能够满足武器系统标定精度较高和快速展开的需求，同时该方案具有良好的经济性。
关键词：差分GPS；武器系统；标定
1 引言
防空导弹武器系统作为保护国土安全的重要武器装备，其多项指标直接影响该武器系统的作战效能，武器系统展开时间是其中一个关键指标。
武器系统展开时间定义为武器装备从停车到位至具备作战的时间，在武器系统展开阶段需进行武器系统标定工作，该工作为测量发射装置、制导装置与北向的夹角，以及发射装置相对于制导装置的信息（水平距离、方位角和高程差）。
测量装备北向信息的传统方法是在装备上安装陀螺寻北仪，利用陀螺寻北仪测量的北向信息作为装备的北向信息，该方法技术成熟，不受外界干扰，测量精度较高，但费用较贵。发射装置相对于制导装置的信息测量则是采用光学直瞄法，利用几何学原理进行解算，以求得发射装置相对于制导装置的相对信息，该方法测量时间较长，测量精度相对较低。基于GPS系统已在各个领域得到充分的应用，本文提出基于GPS系統的武器系统标定方案，能够满足快速性和经济性的要求。
2 差分GPS系统
差分GPS系统是在传统GPS系统的基础上，对其功能进行扩展的定位定向系统。传统GPS系统由天线、馈线和信息处理器组成，具备定位、授时和测速的功能。但由于各种因素的影响，传统GPS定位精度有限（海拔方向定位误差大于5m，水平方向定位误差大于2m），无法满足定位精度要求较高的场合。如通过测量两点的位置信息解算两点之间的相对信息，在两点之间距离不大的情况下，由于单点定位精度不高，测量的相对信息误差很大。
差分GPS系统由基准站和移动站组成，该系统除具备定位、授时和测速功能外，还能够精确测量基准站天线所在位置相对于移动站天线所在位置的信息。在两天线之间的距离大于2.5m的情况下，测量移动站天线相对于基准站天线的水平距离误差不大于0.5m，定向误差满足不大于0.2°，具有很高的测量精度，其功能如图1所示。
由图1所示，该系统能够精确测量移动站天线所在位置相对于基准站天线所在位置的水平距离m、两天线连线与北向之间的夹角c以及高程差（本图略）。
3 武器系统相对标定方案
武器系统在展开阶段，需测量发射装置和制导装置的北向信息，以及发射装置相对于制导装置的相对信息。考虑到差分GPS系统具备定向和测距功能，并其具备很高的测量精度。在发射装置和制导装置上各安装差分GPS系统，该系统由两个卫星天线、馈线和信息处理器组成，两个卫星天线中，其中一个作为主天线，另一个作为从天线，该系统能够精确测量从天线与主天线之间的连线与北向之间的夹角，即可测量武器装备的北向信息。同时，发射装置的差分GPS系统作为整个系统的移动站，制导装置的差分GPS系统作为整个系统的基准站，如图2所示，该方案能够精确测量发射装置的方位角b，制导装置的方位角a，以及发射装置相对于制导装置的方位角角c和发射装置相对于制导装置的水平距离m。
该方案中，发射装置和制导装置各安装一套差分GPS系统，该系统含有两个GPS天线，主天线和从天线将接收到的卫星信息传递给信息处理器，信息处理器解算出从天线与主天线的连线与北向的夹角和从天线与主天线之间的水平距离。同时将发射装置的差分GPS系统作为整个系统的移动站，将制导装置上的差分GPS系统作为整个系统的基准站，移动站将测得的卫星信息传递给基准站，以测量出发射装置相对于制导装置的信息。
考虑到武器系统一般由一个制导装置和多个发射装置组成。对于多发射装置组成的武器系统，在图2的基础上进行扩充，其标定方案如图3所示。
如上图3所示，制导装置上安装1套差分GPS系统作为整个标定方案的基准站，各个发射装置上安装1套差分GPS系统作为整个系统的移动站。移动站测量各发射装置的北向信息，同时将卫星信息通过地面信息传输系统传递给基准站。基准站结合自身测得的卫星信息和接收移动站传递的卫星信息，解算出各移动站相对于基准站的相对信息。
该方案同时可与其它方案进行整合，比如，为了避免对制导装置的天线造成遮挡，可以在制导装置上仅安装单天线的GPS系统作为整个系统的基准站，而制导装置的寻北可以使用陀螺寻北仪。GPS系统和陀螺寻北仪可同时工作，该方案亦可满足武器系统快速展开的要求。
4 结论
本文利用差分GPS能够定向和测距的功能，对其功能进行扩展，将一套差分GPS用于测量武器装备北向信息，同时该系统作为整个标定系统的移动站和基准站，测量出发射装置相对于制导装置的相对信息。随着GPS的广泛应用，使得该系统价格适中，同时又由于其启动较快，能够在较短的时间内输出测量结果，也满足武器系统快速展开的要求，因此，该方案具备良好的经济性。
参考文献
[1] 王惠南 GPS原理与应用 北京：科学出版社，2003.
[2] 徐品高 防空导弹体系总体设计 北京：宇航出版社，1993.
关键词：差分GPS；武器系统；标定
1 引言
防空导弹武器系统作为保护国土安全的重要武器装备，其多项指标直接影响该武器系统的作战效能，武器系统展开时间是其中一个关键指标。
武器系统展开时间定义为武器装备从停车到位至具备作战的时间，在武器系统展开阶段需进行武器系统标定工作，该工作为测量发射装置、制导装置与北向的夹角，以及发射装置相对于制导装置的信息（水平距离、方位角和高程差）。
测量装备北向信息的传统方法是在装备上安装陀螺寻北仪，利用陀螺寻北仪测量的北向信息作为装备的北向信息，该方法技术成熟，不受外界干扰，测量精度较高，但费用较贵。发射装置相对于制导装置的信息测量则是采用光学直瞄法，利用几何学原理进行解算，以求得发射装置相对于制导装置的相对信息，该方法测量时间较长，测量精度相对较低。基于GPS系统已在各个领域得到充分的应用，本文提出基于GPS系統的武器系统标定方案，能够满足快速性和经济性的要求。
2 差分GPS系统
差分GPS系统是在传统GPS系统的基础上，对其功能进行扩展的定位定向系统。传统GPS系统由天线、馈线和信息处理器组成，具备定位、授时和测速的功能。但由于各种因素的影响，传统GPS定位精度有限（海拔方向定位误差大于5m，水平方向定位误差大于2m），无法满足定位精度要求较高的场合。如通过测量两点的位置信息解算两点之间的相对信息，在两点之间距离不大的情况下，由于单点定位精度不高，测量的相对信息误差很大。
差分GPS系统由基准站和移动站组成，该系统除具备定位、授时和测速功能外，还能够精确测量基准站天线所在位置相对于移动站天线所在位置的信息。在两天线之间的距离大于2.5m的情况下，测量移动站天线相对于基准站天线的水平距离误差不大于0.5m，定向误差满足不大于0.2°，具有很高的测量精度，其功能如图1所示。
由图1所示，该系统能够精确测量移动站天线所在位置相对于基准站天线所在位置的水平距离m、两天线连线与北向之间的夹角c以及高程差（本图略）。
3 武器系统相对标定方案
武器系统在展开阶段，需测量发射装置和制导装置的北向信息，以及发射装置相对于制导装置的相对信息。考虑到差分GPS系统具备定向和测距功能，并其具备很高的测量精度。在发射装置和制导装置上各安装差分GPS系统，该系统由两个卫星天线、馈线和信息处理器组成，两个卫星天线中，其中一个作为主天线，另一个作为从天线，该系统能够精确测量从天线与主天线之间的连线与北向之间的夹角，即可测量武器装备的北向信息。同时，发射装置的差分GPS系统作为整个系统的移动站，制导装置的差分GPS系统作为整个系统的基准站，如图2所示，该方案能够精确测量发射装置的方位角b，制导装置的方位角a，以及发射装置相对于制导装置的方位角角c和发射装置相对于制导装置的水平距离m。
该方案中，发射装置和制导装置各安装一套差分GPS系统，该系统含有两个GPS天线，主天线和从天线将接收到的卫星信息传递给信息处理器，信息处理器解算出从天线与主天线的连线与北向的夹角和从天线与主天线之间的水平距离。同时将发射装置的差分GPS系统作为整个系统的移动站，将制导装置上的差分GPS系统作为整个系统的基准站，移动站将测得的卫星信息传递给基准站，以测量出发射装置相对于制导装置的信息。
考虑到武器系统一般由一个制导装置和多个发射装置组成。对于多发射装置组成的武器系统，在图2的基础上进行扩充，其标定方案如图3所示。
如上图3所示，制导装置上安装1套差分GPS系统作为整个标定方案的基准站，各个发射装置上安装1套差分GPS系统作为整个系统的移动站。移动站测量各发射装置的北向信息，同时将卫星信息通过地面信息传输系统传递给基准站。基准站结合自身测得的卫星信息和接收移动站传递的卫星信息，解算出各移动站相对于基准站的相对信息。
该方案同时可与其它方案进行整合，比如，为了避免对制导装置的天线造成遮挡，可以在制导装置上仅安装单天线的GPS系统作为整个系统的基准站，而制导装置的寻北可以使用陀螺寻北仪。GPS系统和陀螺寻北仪可同时工作，该方案亦可满足武器系统快速展开的要求。
4 结论
本文利用差分GPS能够定向和测距的功能，对其功能进行扩展，将一套差分GPS用于测量武器装备北向信息，同时该系统作为整个标定系统的移动站和基准站，测量出发射装置相对于制导装置的相对信息。随着GPS的广泛应用，使得该系统价格适中，同时又由于其启动较快，能够在较短的时间内输出测量结果，也满足武器系统快速展开的要求，因此，该方案具备良好的经济性。
参考文献
[1] 王惠南 GPS原理与应用 北京：科学出版社，2003.
[2] 徐品高 防空导弹体系总体设计 北京：宇航出版社，1993.