使用信标光源改进坦克火控,提高命中率

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/03 10:52:40
可否利用激光测距仪的激光束作为信标,测量弹道上的风向等参数,作为弹道修正数据输入弹道计算机,提高命中率,尤其是首发命中率。

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中国研制出世界最高功率全固态钠导星激光器

发布时间: 2014-09-15 15:18:26    来源: 科技日报    作者: 盛利    责任编辑: 赵学亮

核心提示:记者从日前召开的第20届国际高功率激光系统与应用学术会议上获悉,平均功率达81瓦的当今世界最高水平、最大功率全固态钠导星激光器,已由中国工程物理研究院应用电子学研究所研制成功,未来其可在大型望远镜、激光大气传输等科研领域发挥重要作用。

记者从日前召开的第20届国际高功率激光系统与应用学术会议上获悉,平均功率达81瓦的当今世界最高水平、最大功率全固态钠导星激光器,已由中国工程物理研究院应用电子学研究所研制成功,未来其可在大型望远镜、激光大气传输等科研领域发挥重要作用。

在天文观测成像中,由观测目标发射的光线在穿越大气层时会发生波前畸变,将导致其成像质量降低,因此大型望远镜往往需要足够亮度的“信标光源”用于探测大气扰动,并进行自适应光学补偿校正,以大幅度提高成像分辨率。通过激光器将589纳米波长的黄激光射向天空,引起大气层90千米至100千米高度钠原子共振、散射产生高亮度“人造”钠导星,一直是世界各国科学家们的研究热点。目前,钠导星激光器已成为TMT(30米望远镜计划)等大型望远镜的核心关键设备之一。

2004年起,中物院应用电子所选取脉冲体制钠导星技术路线,围绕固体激光腔外、频钠导星等目标启动该项攻关,逐步实现可持续发展技术方案设计及脉冲激光谱线精确控制、高能量激光定标放大、高效率和频等多项突破。该所于2012年在国内首次研制出大于300毫焦耳单脉冲能量钠导星激光器,实现平均功率19瓦、重频50赫兹,在国内首次实现钠导星回光单帧波面的探测与闭环。在此基础上,今年中物院钠导星激光器项目组利用高能量基频激光放大技术、谱线精确闭环控制技术、高效率远场激光和频技术等方面的重要突破,将钠导星激光器平均功率进一步提高至81瓦,该平均功率是当今世界上全固态钠导星激光器的最高水平。

新研制的高性能钠导星激光器具备谱线高精度、高平均功率、高光束质量等特点。在光谱方面,激光器波长与钠原子吸收谱线稳定、精确对准,精度达到0.2皮米;在频域方面,激光谱线宽度达到亚GHz,可谓“不胖不瘦”。此外,由于其采用1064nm、1319nm固体激光和频技术,科研人员还突破了高功率下两台激光器时域与空域同步技术、激光线宽压窄技术、高效率和频技术等多项难点。未来,该研究成果将在天文观测、大气观测、激光大气传输等领域发挥重要作用。

http://military.china.com.cn/2014-09/15/content_33514302.htm
可否利用激光测距仪的激光束作为信标,测量弹道上的风向等参数,作为弹道修正数据输入弹道计算机,提高命中率,尤其是首发命中率。

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中国研制出世界最高功率全固态钠导星激光器

发布时间: 2014-09-15 15:18:26    来源: 科技日报    作者: 盛利    责任编辑: 赵学亮

核心提示:记者从日前召开的第20届国际高功率激光系统与应用学术会议上获悉,平均功率达81瓦的当今世界最高水平、最大功率全固态钠导星激光器,已由中国工程物理研究院应用电子学研究所研制成功,未来其可在大型望远镜、激光大气传输等科研领域发挥重要作用。

记者从日前召开的第20届国际高功率激光系统与应用学术会议上获悉,平均功率达81瓦的当今世界最高水平、最大功率全固态钠导星激光器,已由中国工程物理研究院应用电子学研究所研制成功,未来其可在大型望远镜、激光大气传输等科研领域发挥重要作用。

在天文观测成像中,由观测目标发射的光线在穿越大气层时会发生波前畸变,将导致其成像质量降低,因此大型望远镜往往需要足够亮度的“信标光源”用于探测大气扰动,并进行自适应光学补偿校正,以大幅度提高成像分辨率。通过激光器将589纳米波长的黄激光射向天空,引起大气层90千米至100千米高度钠原子共振、散射产生高亮度“人造”钠导星,一直是世界各国科学家们的研究热点。目前,钠导星激光器已成为TMT(30米望远镜计划)等大型望远镜的核心关键设备之一。

2004年起,中物院应用电子所选取脉冲体制钠导星技术路线,围绕固体激光腔外、频钠导星等目标启动该项攻关,逐步实现可持续发展技术方案设计及脉冲激光谱线精确控制、高能量激光定标放大、高效率和频等多项突破。该所于2012年在国内首次研制出大于300毫焦耳单脉冲能量钠导星激光器,实现平均功率19瓦、重频50赫兹,在国内首次实现钠导星回光单帧波面的探测与闭环。在此基础上,今年中物院钠导星激光器项目组利用高能量基频激光放大技术、谱线精确闭环控制技术、高效率远场激光和频技术等方面的重要突破,将钠导星激光器平均功率进一步提高至81瓦,该平均功率是当今世界上全固态钠导星激光器的最高水平。

新研制的高性能钠导星激光器具备谱线高精度、高平均功率、高光束质量等特点。在光谱方面,激光器波长与钠原子吸收谱线稳定、精确对准,精度达到0.2皮米;在频域方面,激光谱线宽度达到亚GHz,可谓“不胖不瘦”。此外,由于其采用1064nm、1319nm固体激光和频技术,科研人员还突破了高功率下两台激光器时域与空域同步技术、激光线宽压窄技术、高效率和频技术等多项难点。未来,该研究成果将在天文观测、大气观测、激光大气传输等领域发挥重要作用。

http://military.china.com.cn/2014-09/15/content_33514302.htm
都有气象传感器了,还要这个干什么。
一/五零零 发表于 2014-9-16 01:12
都有气象传感器了,还要这个干什么。
气象传感器只能测量坦克所在位置的气象数据,而激光信标可以测量从坦克到目标之间全程的气象数据。
气象传感器只能测量坦克所在位置的气象数据,而激光信标可以测量从坦克到目标之间全程的气象数据。
现有火控系统已经可以满足需求,没必要提高太多。知道全程气象,可炮弹出躺后还是什么都做不了。
一/五零零 发表于 2014-9-16 02:47
现有火控系统已经可以满足需求,没必要提高太多。知道全程气象,可炮弹出躺后还是什么都做不了。
我觉得这个实现起来难度并不大,对于信息化装备,只需要根据天文望远镜的激光信标的原理,不需要硬件改造,通过相同的算法就可以实现。
参照文中的介绍,坦克瞄准目标,激光测距仪测距,观瞄系统根据激光测距仪照射在目标上光点与理论光点数据的对比,可以推算出与目标之间气象数据。
虽然发射后遇有临时风向改变没办法改变弹道,但是可以消除持续横风造成的影响。炮弹飞行时间短,临时风向改变发生几率小,但炮弹射程远,中途可能遇到多种气象条件。
关键是投入并不大,只是通过一个算法对已有图像数据进行处理,不需要做硬件改造,效果相对就明显了。
坦克炮能把炮弹打出20公里开在去的话,这玩意性价比才出来,否则还是民用吧。
一/五零零 发表于 2014-9-16 02:47
现有火控系统已经可以满足需求,没必要提高太多。知道全程气象,可炮弹出躺后还是什么都做不了。
获得全程气象数据就可以增加弹道修正时的参数
总不能连这一点都否认吧
暂时没看出来这技术在坦克火控上实用化的可能
solarship 发表于 2014-9-16 02:41
气象传感器只能测量坦克所在位置的气象数据,而激光信标可以测量从坦克到目标之间全程的气象数据。
主动辐射能量的设备容易被对方感知发现并干扰、躲避或者反击。
如果被动的设备可以达到目的,最好不要用主动设备。
当前命中率还不满足么??
老狼正宗 发表于 2014-9-16 12:02
主动辐射能量的设备容易被对方感知发现并干扰、躲避或者反击。
如果被动的设备可以达到目的,最好不要用 ...
感谢老狼关注!
我的设想是完全建立在对激光测距仪信息的更进一步处理基础上,不增加新的辐射量。
激光测距仪只能获得距离参数,而通过热像仪或其他观测设备对激光光斑的观测数据的进一步处理,可以同时获得全程气象数据。不需要增加新的设备,只要编写图像处理算法的软件,添加到车载计算机。
拓展一下思路,其实就像智能手机,本身各种传感器可以搜集独立的数据,而通过APP对数据的组合、处理可以实现很多意想不到的功能。
happywar 发表于 2014-9-16 12:27
当前命中率还不满足么??

现在的命中率是建立在本地数据上的,如果能够测量与目标之间的气象数据,就获得了远程数据,更准确,环境适应性更好。
比如,坦克埋伏在山坳中,射击一公里外开阔地目标。山坳中风速风向与开阔地可能差别巨大,获得与目标之间的气象数据,有利于提高首发命中精度。

中国第57个民族——穿青族
cooleye 发表于 2014-9-16 11:36
暂时没看出来这技术在坦克火控上实用化的可能
我觉得主要是对观测图像数据的处理,只要编写程序加入到车载计算机中,硬件似乎不需要做改动,实用化成本不高,但有利于提高首发命中精度,相对效果明显。

老狼正宗 发表于 2014-9-16 12:02
主动辐射能量的设备容易被对方感知发现并干扰、躲避或者反击。
如果被动的设备可以达到目的,最好不要用 ...


原理图

老狼正宗 发表于 2014-9-16 12:02
主动辐射能量的设备容易被对方感知发现并干扰、躲避或者反击。
如果被动的设备可以达到目的,最好不要用 ...


原理图

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2014-9-17 07:06 上传

原理图
大气光畸变和横风是两码事……
波前畸变是因为空气折射率不均匀,和横风是两码事。有横风的情况下空气折射率也可能是均匀的,空气折射率不均匀的情况下也可能没有横风。
直射距离3km     完全没必要。。。
信标光源不是这样用的。。。。。。它测量的是路径上的大气对光的扰动,而不是炮弹,两者需要修正的东西不一样

信标光源的正确用法是先用信标打在目标上,然后一个强激光过去烧穿对方
蓝宝石之魂 发表于 2014-9-17 10:24
波前畸变是因为空气折射率不均匀,和横风是两码事。有横风的情况下空气折射率也可能是均匀的,空气折射率不 ...
原来如此。
目前有没有远距离测量风向风速的办法?
伟大的猪头大侠 发表于 2014-9-17 11:28
信标光源不是这样用的。。。。。。它测量的是路径上的大气对光的扰动,而不是炮弹,两者需要修正的东西不一 ...
这和信标光源的定义不一致吧。上边新闻里的信标光源是指用激光在高空产生一个发光点,望远镜通过观测这个发光点来进行矫正。而不是作为指示光标。
solarship 发表于 2014-9-17 19:54
这和信标光源的定义不一致吧。上边新闻里的信标光源是指用激光在高空产生一个发光点,望远镜通过观测这个 ...
不是指示光标,就是用来矫正光路的,至于是望远镜还是大功率激光器,那就要看良心了。。。。
猪头大侠是个明白人。这个单位好像不做望远镜
solarship 发表于 2014-9-17 04:38
感谢老狼关注!
我的设想是完全建立在对激光测距仪信息的更进一步处理基础上,不增加新的辐射量。
激光 ...
理论上来说,这个是很好的,但实际操作中,你会发现很多问题。
第一:像你说的,远距离可能和近距离风速不同,这个确实影响弹道,但是目前好像也没什么方法可以有效准确的观测设备可以测量远近不同的风速差的设备。
第二:你说的大气散射问题,在炎热的地方确实有这种情况,比如河流,铁轨,柏油路之类的地方某些时候其上方的空气会与周围气温有所不同,造成所谓的局部大气透镜现象。但同样的,虽然不像风速那样无法观测,但这个观测也比较麻烦。还有就是,要计算光在空气透镜中的偏折问题也非常麻烦,不同的环境会出现不同的差别,这就必须要求观测准确,比如说铁轨的温度和周围物体的平均温度之类的,还得有空气湿度的数据,先不谈如何准确的获得这些数据,光是算法就能急死人,而计算量差不多等同于轻度的大气计算了,凭坦克上的计算设备恐怕得算上几个月。
最重要的是,坦克的通常交战距离也就3km左右,在这个距离上这些误差影响不算严重,在可接受范围内。换句话说就是,需求不大。所以也没什么人研制这个东东。
solarship 发表于 2014-9-17 19:50
原来如此。
目前有没有远距离测量风向风速的办法?
放个气球。
开发出激光炮才需要的瞄准技术。
老狼正宗 发表于 2014-9-17 21:58
理论上来说,这个是很好的,但实际操作中,你会发现很多问题。
第一:像你说的,远距离可能和近距离风速 ...
多谢!学习了。
hhffcc 发表于 2014-9-17 22:27
放个气球。
好主意!不过,谁去放?