安全射界技术在人工影响天气对空作业中的应用

发表时间:2021/4/15   来源:《科学与技术》2021年2期   作者:张伟,苏欢
[导读] 在新时期要根据人影作业的新要求,以地理信息技术和计算机技术为
        张伟,苏欢
        山西省永济市气象局,山西  永济  044500

        摘要:在新时期要根据人影作业的新要求,以地理信息技术和计算机技术为基础,保证高炮火箭位置射程信息以及卫星图像、地下矢量等信息数据的准确性与全面性。同时要对人影作业安全射界绘制技术进行优化设计,保证安全射界图的精准度,使其能够满足实际工作需求。这就需要对安全射界技术进行分析和研究,才能改变传统安全射界技术存在的缺陷,为后续人影作业的发展和创新提供参考
        关键词:安全射界技术;对空作业;应用分析
1安全射界技术概述
        在分析安全射界技术时,需要了解射界的分类利用情况,人影作业本身具有较强的专业性,一般包括装备射界、安全射界以及作业射界,其中装备射界需要利用人影作业炮弹、火箭弹发射装置方位以及俯仰角的二维界限。而作业射界中,需要对不同作业要求进行有效结合,才能够保证发射方位、俯仰角范围的准确性。安全射界的主要作用是确保作业人员与地面设备的安全性,同时需要对装备发射方位角度以及俯仰角范围进行合理调整。安全射界一般需要满足人用装备对空专业要求,同时要掌握安全射界范围,才能够满足人影作业的相关要求。
        人影对空作业装备一般包括点源爆炸式以及线源伞降式两种。其中点源爆炸式需要利用包含人影催化剂的炮弹发射到目标位置,同时要延时引信引爆弹丸,这样能够将催化剂撒到作业区,满足人影作业需求。点源爆炸式一般包括37毫米与57毫米的炮弹,不同的装备性能有一定的差异,37毫米炮弹的射高为4~5千米左右,而57毫米的炮弹射高为7~8千米左右。而线源伞降式需要以火箭发射位置为基础,将含有应用催化剂和助燃剂的火箭推到指定位置并利用燃烧的方式完成催化剂播撒作业。利用火箭弹伞使火箭残骸能够降落到地面,从而完成整个催化过程。随着相关技术的创新以及发展,目前还有体播撒以及子母弹等作业方式。在实际作业过程中,需要根据具体的作业需求进行合理选择。
        在安全射界技术应用过程中,对其产生影响的因素相对较多,一般包括以下内容:第一,装备的性能。地面作业的高炮本身是军队退役装备,制造工艺、核心部件磨损与安检保养不当等问题可能会导致设备性能降低。技术人员可以利用专门的仪器设备对装备性能进行检测,有利于降低设备的运行性能,有效规避设备故障。第二,弹药的稳定性。在人影作业中,制作过程参与的环节比较复杂,特别是在早期火箭炮制造中比较复杂,出现未开伞故障发生可能性相对较高。不同型号的弹药质量和性能具有一定的差异,即使是型号统一的不同批次材料在工业制造以及材质方面也会存在一定区别。第三,高空气流。将火箭发射到空中后,会受高空气流的影响。火箭弹在飞行过程中顺风方向的弹道延长,而逆风方向弹道会缩短。因此,需要对风向和气流进行综合分析,掌握其对弹道的影响,及时修正参数,才能够有效减少误差。第四,操作水平。如果作品人员的水平不高会对作业效果产生直接影响。主要是因为在人影作业过程中,火箭和高炮发射装置并没有有效的精准方向识别功能,主要依靠人员自行调整为主,可能会出现操作偏差。


2在人工影响天气对空作业中的应用
        在人影作业安全射界绘制系统研究和设计过程中,需要从系统设计以及安全射界绘制两方面出发,依法保证安全射界技术的有效性。第一,系统设计与功能分析。在人影作业安全射界绘制系统设计过程中,必须根据我国气象局的安全作业标准,根据人工影响天气作业术语和高炮人工影响天气作业点安全射界图绘制规范开展设计工作。一般包括地图管理、地标管理、射界编辑、制图打印以及系统管理五部分功能。第二,安全射界的绘制步骤。(1)完成射界图绘制。在安全射界绘制过程中将人影作业点坐标数据作为圆心,画1千米与10千米的圆。根据炮弹与火箭弹等作业海拔高度差异,综合考虑不同海拔与仰角参数绘制射界图,通常射界圈间隔为2°~5°的间隔。(2)确定非安全区域。在确定非安全区域的过程中需要对高分辨率卫星影像数据与DEM数据进行研究,同时要识别与避让人工地物,要对作业弹药覆盖半径范围的地面上厂矿、企业、村镇人口稠密区域、高速铁路等安全敏感区域进行标记,确定非安全区域。(3)射界分析工作。在射界分析过程中,主要以非安全区域数据用户标记与射界圈所形成的区域进行叠加分析。这样能够确定安全射界区域。在安全射界区域确定中,需要利用粗线条标记区域,并将其作为系统自动输出的安全射界,利用数字代表射界编号。安全射界区域的极坐标最小范围必须能够满足海拔不大于1500米范围的作业点,径向为1500米、切向为1000米。而在1500米以上的作业点,径向为2000米、切向为1500米。(4)需要进行制图打印。在安全射界图打印时,需要利用分辨率在5米以上的卫星遥感影像图进行叠加,将其叠加在精度为30米的地层信息绘制出图范围。在安全射界区域编号确定时,需要从初始方位开始,沿着顺时针方向由内到外以阿拉伯数字1,2,3…为顺序,居中标注在制图区域影像的正上方;要居中标志37毫米高炮安全射界图或者火箭作业安全射界图,并在示意图的右上方显示指北标记,在下方标注射界范围与作业点信息、海拔信息、分辨率信息、坐标信息以及弹药类型信息等。在图纸的最下方需要标志出图人、审核人以及出图单位和时间等信息。
3相关思考及分析
        通过对安全射界技术的研究分析,可以发现安全射界可以保证人影作业的安全性。在这一环节中需要调查掌握作业点周围人口与重要设施的具体分布情况,并且要确定哑弹安全落区与相应的设计参数,对安全射界图进行规范绘制,才能够根据相应的安全管理机制,防止意外事故发生。在以大比例尺地图数据和高分辨率卫星影像数据为基础进行安全射界分析时,需要以人工直观标记人影作业的安全高敏感区域为主,同时需要对厂家提供的弹药射表差值算法进行合理设计,要考虑到高空气流、不同海拔高度对人影弹药落区产生的影响,从而计算出人影作业装备的初始设计数据。
4小结
        综上所述,而研究安全射界对人工影响天气对空作业产生的影响时,在工作过程中,工作人员必须掌握作业点周边的具体设施以及人口分布情况,对弹药设计参数进行动态调整,绘制安全射界图。与此同时,要对可能会发生的事故要制定科学严谨的防控措施,进行合理控制,确保其在满足实际需求的同时,使其符合安全作业以及科学管理要求。
参考文献:
[1]罗俊颉, 贺文彬, 李延成,等. 安全射界技术在人工影响天气对空作业中的应用[J]. 气象科技, 2019, 47(02):355-360.
[2]杨凡, 孙琪, 孟繁辉,等. 安全射界图技术在人工影响天气指挥系统中的应用[J]. 气象科技, 2014, 42(003):511-515.
[3]王勤, 傅郁婷, 祁红彦. 基于“3S”技术的高炮人影作业安全射界图设计与实现[J]. 成都信息工程大学学报, 2019(2).
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