光电瞄准具中的视频分划生成技术

　　1　引　言

　　大口径轻武器是常规自卫防卫武器,大量装备在坦克、自行火炮及布防在战术目标周围。长期以来其瞄准技术没有得到进展,仍然沿用机械环形向量瞄准具或加装白光瞄准镜。射手通过目视估计运动目标的距离、运动速度方向和大小,估计未来点的位置。所以提前量的装定很不准确,命中率很低。目前,由于小型激光测距仪的出现、光电技术的发展、各种大规模集成电路的出现和计算机技术的发展,所以在客观上为研制大口径轻武器配装的测瞄合一的光电瞄准具创造了必要条件。

　　测瞄合一的光电瞄准具可配装在大口径轻武器及榴弹发射器上,既是一种功能较全的对空中目标进行瞄准射击的简易火控系统,也可用于平射瞄准射击。为满足要求,采用CPLD、E-PROM、视频叠加器等器件设计硬件电路。同步分离器分离出视频信号中的行、场同步信号。CPLD根据行、场同步信号和火控计算机给出的提前量信号及分划选择开关信号来产生控制信号,控制EPROM的读出及视频叠加器的控制端。视频叠加器为三入一出视频开关,由两个控制端控制输出。EPROM用来作为视频分划存储器,存储瞄准用十字分划、圆分划和椭圆分划。

　　2　视频分划图形的设计

　　为适应对多种目标在各种环境下的瞄准射击,可用十字分划、圆分划和椭圆分划瞄准射击。十字分划的瞄准原理较为简单,当视频分划图形发生器根据火控计算机解算的提前量产生可动的瞄准分划时,用瞄准分划压住目标进行射击。用十字分划瞄准精度较高。圆形瞄准分划的设计原理如图1所示。

　　假设目标在任意平面上作直线等速运动,对应于某一未来点Ay的直线提前量来说视为以Ay点为中心的球体半径。因此,以一定速度向某一点运动的目标,在其可能位置上将形成一个球面。设想有一个平面经过点Ay并垂直于目标提前线OAy。该平面与球面交截成半径等于直线提前量s=vty的圆周。如果目标位于圆周上,不论目标从哪个方向向Ay点运动,在子弹飞行时间里均到达未来点Ay。在选择瞄准点时,应使目标看起来好似向原中心移动似的[1]。

　　如果目标位于A2点上,应通过圆上的a2点进行瞄准。由相似三角形Oa2ay及OA2Ay可写出以下关系式:

　　式中,f为物镜焦距;D为炮目距离;ty为弹丸飞行时间;vc为弹丸平均飞行速度。而

　　式中,k为常数,与弹丸的平均飞行速度、物镜焦距及目标的距离有关。圆环的半径与目标的速度成正比。屏幕上的两个圆环对应两种不同的目标航速。

　　椭圆瞄准分划的设计原理与圆形瞄准分划类似,其长短轴与弹丸的平均飞行速度、目标距离及飞行姿态等参数有关,本文不作详细介绍。