针对新型舰炮**与先进制导弹药的技术特点, 提出了融合普通弹药与防空导弹优点的制导炮弹拦截空中目标的思路, 构建了防空制导炮弹的杀伤空域数学模型。根据防空制导炮弹外弹道的特点进行外弹道建模; 基于外弹道模型, 分析杀伤区、发射区的影响因素, 建立杀伤区、发射区的数学模型; 构建了零航路捷径的垂直杀伤区数值模型, 设计了一种快速生成不同航路捷径上垂直杀伤区数值模型算法; 并针对具体实例进行了数值化仿真分析。仿真实例分析表明, 随着目标航路捷径的增大, 炮弹的垂直杀伤区范围逐渐减小, 构建的防空制导炮弹杀伤空域模型合理有效, 对防空制导炮弹的作战使用具有较大的应用价值。

针对兵器外弹道试验中采用单一探测传感器易输出误触发信号的技术难题,设计了一种双源触发方案。采用电磁传感器在弹丸击发时输出击发启动信号,采用枪口火焰触发器探测弹丸离开枪口时火光输出火焰停止信号;触发时序控制电路接收到击发启动信号后,输出一个设定宽度的时间窗脉冲信号,在时间窗内接收到火焰触发器输出的停止信号,即可判定为有效触发信号,否则为干扰信号,进行滤除。通过实弹射击验证,每次射击均能可靠输出触发信号,无误触发现象,能够有效提高触发装置的可靠性。

基于高速CCD相机主光轴的转镜弹道同步跟踪系统，研究了高速飞行弹丸飞行姿态和飞行速度的问题，利用转镜的反射原理和转镜运动规律，建立了转镜随弹丸运动的时空关系模型和转镜运动参数的数学模型，并推导转镜运动参数与弹丸飞行速度和弹道距转镜中心垂直高度之间的数学关系；在理论分析的基础上，用MATLAB分析了转镜视场内的弹道宽度随时间变化的规律以及转镜转角和角加速度随时间变化的规律，得到在某一时刻转镜视场的大小以及转镜参数的变化曲线；给出了转镜尺寸、扫描速率曲线和最大离散速度等主要参数的计算方法，分析了它们对整个跟踪系统的影响。针对系统设置参数为h=150 m,v=300 m/s时进行仿真，仿真结果表明本系统可实现对高速弹丸的同步跟踪。

针对传统基于三角形原理的测量方法对结构参数要求严格、装调难度大的不足，提出了一种基于空间解析几何原理的平面方程模型和算法。采用最小二乘法曲线拟合的方法确定已标定的两个倾斜光幕的平面方程，通过弹道线与四个光幕的平面方程组的联立求解，实现弹丸速度和着靶位置的精确测量。文中的方法降低了对两倾斜光幕的安装和装调难度，采用实弹射击的方式对所提方法进行验证，结果表明：所提的四光幕阵列的平面方程模型与算法简化了四光幕阵列结构装调，节省了人力，提高了测量精度。

现有的六幕光幕靶测量系统实现了近距离弹丸速度、姿态以及着靶坐标的测量,而在实际工程应用中需要计算的是弹丸整个飞行过程中的速度、姿态以及远距离的落点坐标。针对现有系统工程部署中的不足,提出了双交叉结构的六幕光幕靶的设计原理。利用双交叉结构的六幕光幕靶的测量结果以及外弹道计算原理,通过四阶龙格-库塔方程建立了弹道测量模型,实现了弹丸飞行全过程的弹道测量和计算。通过使用弹道系数1.0的标准弹丸进行仿真实验和分析,计算出其射程和射高分别可以达到16 269 m和3 672 m,证明了其与实际的弹丸运动曲线相吻合,能够实际应用于工程部署。

针对传统幕中触发时刻提取方法未考虑光幕幕厚分布不均匀而引入的测量误差, 提出了一种弹丸以一定角度穿过光幕厚度呈倒梯形分布光幕的过幕时刻提取方法.通过分析光幕的空间分布, 推导了相应的计算公式将弹尾到达光幕厚度中心面的时刻与弹丸穿过整个光幕时间的比值转换为中心面所在位置与弹丸在光幕中飞行距离的比值, 利用迭代算法提取出弹尾到达光幕中心面的时刻, 并计算出弹丸的外弹道飞行参数.实弹射击表明, 算法在一定范围内可将六光幕阵列天幕立靶测量误差减小1mm.

空间外热流是影响大气层外弹道式目标红外辐射特性的重要因素，其计算方法产生的精度将直接决定大气层外弹道式目标红外辐射特性计算结果的精度。分别用简化和精细两种模型计算了大气层外弹道式目标的温度场、目标红外辐射分布，对比分析了自转和不自转条件下，两种模型在计算结果上的差异。计算结果表明两种模型在目标接收地球辐射和反照加热的计算上存在不一致，精细模型计算所需时间远大于简化模型计算所需时间。

光学雷达是靶场试验外弹道测量系统中的主要设备之一。由于大气对光波传播引起的折射效应,使得光学雷达测量中产生折射误差。针对靶场常用的光学雷达系统,根据光波射线在大气中的运行轨迹,利用逐次逼近法得到了实用的光学雷达大气折射误差修正方法。通过对某靶场的实际测量数据检验,证实了该方法的适用性和有效性。目前,该方法已成功地应用于试验靶场,满足了靶场试验的精度要求。

针对外弹道高速目标跟踪的参数测量问题，运用光学成像原理，提出了时分弹道，分时跟踪、对点验证的新技术，验证了靶场轨道高速运动目标的速度参数。基于轨道的实际长度，推导出了目标跟踪算法，利用该算法并结合单片机控制技术，完成了高速目标在整个轨道的跟踪。通过对由光电码盘AC36实时采集到的转角数据与对应图像的处理，达到了对高速目标速度参数的验证的目的。该算法已在某靶场进行了跟踪测量实验，通过数据分析，速度误差小于1%。