移动靶标测控系统设计与实现

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靶标系统是军事训练中重要的物质基础,随着科技的发展以及武器训练要求的提升,能够对各类人员身份以及行为进行模拟的移动靶标系统更加频繁地出现在了各国军队的射击训练中。当前,我国的军事力量建设处在新的历史时期,需要武器装备的发展来推动军事力量的建设,因此,研究移动靶标系统建设的相关内容,对于保障军事训练,具有重要意义。本文在对国内外移动靶标系统调研的基础上,对靶标测控系统的技术需求进行了分析,设计了能够对靶标系统的位置信息、姿态信息、着靶信息进行检测以及能够通过无线通信系统对各项信息进行上报的移动靶标测控系统,并对实现上述功能的相关技术进行研究,选出了各种技术中适用于移动靶标测控系统的解算或者测量方法。其中,针对复杂环境下武器命中问题难以检测的问题,设计了使用振动信号对命中信息进行检测命中检测系统。在完成系统设计的基础上,以STM32F407芯片为主控对系统进行了实现。主要工作内容如下:1)对姿态解析中常用的姿态解析方法进行了介绍,针对移动靶标测控系统,对姿态解算方法进行了选择。以JY901为姿态传感器,对系统的姿态测量系统进行设计,完成了对JY901输出数据的解算,对系统的功能进行了测试,获取到了移动靶整体的实时的姿态信息;2)对GPS系统的基本原理进行了介绍,对其中的误差来源进行来分析,对误差消除的方法进行了介绍,选取载波相位差分定位的方法为位置解算方法。对载波相位差分的核心部分整周模糊度获取过程进行了分析。确定了 GPS信号接收机类型,对其输出的UBX数据使用RTKLIB的相关组件进行了分析。使用RTKLIB固件库中的算法来对载波相位差分定位进行了实现;3)对靶标的着靶检测技术进行了研究,针对移动靶标系统的需求,选择振动传感器来对武器命中进行检测,对命中时产生的振动信号特征进行了分析。设计了在靶标上多位置布设传感器对传感器之间时延进行检测的方法,使用振动传感器对该检测方法进行了实现,达到了对命中位置与命中强度进行检测的目标;4)针对移动靶标自身特点以及其使用的测试场网络环境,设计并实现了以Wi-Fi技术为基础的通信系统,完成网络环境的配置后,靶标测控系统即可实现与指控中心的通信,实现对靶标系统的状态信息远程查看与指令发送。
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