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高射速火炮由于火炮转管、射速高及连发时膛口连续火焰等难题，传统的出膛时刻检测算法均已失效。针对高射速火炮弹丸出膛时刻测试的现状和需求，提出了基于回波信号突变特征提取的出膛时刻测试方法。该方法通过回波信号的短时傅里叶变换，然后在时频域进行最小统计噪声估计降噪处理，最后利用降噪后信号能量和持续时间进行检测，实现突变信号定位，获取弹丸的出膛时刻。通过对仿真信号处理，验证了该算法可以实现射速在10000发/min的高射速火炮弹丸出膛时刻的测量，可为工程应用提供有益的参考，并为后续初速的测量奠定基础。