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龙图腾网获悉中国人民解放军陆军工程大学申请的专利一种测量火炮身管空间姿态的解算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116817669B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310700202.6，技术领域涉及：F41A31/00；该发明授权一种测量火炮身管空间姿态的解算方法是由李国栋;李哲;王向进;张玺;刘珍珠;张志璐设计研发完成，并于2021-12-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种测量火炮身管空间姿态的解算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种测量火炮身管空间姿态的解算方法，包括基于光电跟踪的火炮身管空间角测量装置的安装准备；根据双天线北斗定向接收机输出的真北方位角、高低角以及激光测距模块测量高精度单轴伺服转台到靶板的距离计算获得火炮大致水平状态下的方位角和俯仰角；计算火炮高角状态的方位角、俯仰角以及火炮耳轴的横倾角。本发明利用姿态解算算法可以快速得到火炮身管在地理坐标系下的方位角和俯仰角。操作简单，自动化程度高，可有效避免人为操作误差。

本发明授权一种测量火炮身管空间姿态的解算方法在权利要求书中公布了：1.一种测量火炮身管空间姿态的解算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、基于光电跟踪的火炮身管空间角测量装置的安装准备，所述火炮身管空间角测量装置包括身管轴线引出机构、高精度单轴伺服转台，所述身管轴线引出机构固定在炮管内，所述高精度单轴伺服转台与所述身管轴线引出机构固连，所述高精度单轴伺服转台安装有水准气泡、CCD相机和激光测距模块； 步骤2、根据双天线北斗定向接收机输出的真北方位角、高低角以及激光测距模块测量高精度单轴伺服转台到靶板的距离计算获得火炮大致水平状态下的方位角和俯仰角；其中，所述双天线北斗定向接收机包括第一北斗天线和第二北斗天线，分别安装在高精度单轴伺服转台上方和十字靶板上方； 步骤3、计算火炮高角状态的方位角、俯仰角以及火炮耳轴的横倾角； 所述步骤1包括以下步骤： 步骤1.1、将火炮停放在大致水平的场地上，将火炮身管打到大致水平状态； 步骤1.2、在火炮身管内安装空间角测量装置，同时观察水准气泡，在横滚方向转动整个空间角测量装置，直到水准气泡居中，并转动丝杆将空间角测量装置锁紧； 步骤1.3、在火炮身管正前方架设三脚架，安装十字靶板，使十字靶板面向火炮身管，调整十字靶板的十字横线水平，十字纵线铅垂，并连接安装第二北斗天线； 步骤1.4、连接计算机及供电电源，在计算机上观察CCD相机的图像； 步骤1.5、调整高精度单轴伺服转台的转轴的转角归零，调整火炮高低机，直到看到十字靶板的十字线进入CCD相机视场，然后同时微调火炮方向机和高低机使得十字靶板的十字线与CCD相机的十字线对齐； 所述步骤2的火炮大致水平状态下的方位角和俯仰角基于以下公式： 式中： α为火炮大致水平状态下身管轴线的方位角； β为火炮大致水平状态下身管轴线的俯仰角； L1为高精度单轴伺服转台中心到靶板十字中心的距离； l1为第一北斗天线的电气相位中心到高精度单轴伺服转台中心的距离； l2为第二北斗天线的电气相位中心到十字靶板的十字线中心的距离； α′为双天线北斗定向接收机输出的真北方位角； β′为双天线北斗定向接收机输出的俯仰角； 所述步骤3包括以下步骤： 步骤3.1、利用火炮随动调炮或打火炮高低机将火炮身管1抬高一定角度，此时在火炮抬高的过程中，控制高精度单轴伺服转台的转轴18转动，使得高精度单轴伺服转台连续低头，稳定后，测量十字靶板9的十字线中心与CCD相机17的十字线的纵刻线的距离，读取双天线北斗定向接收机输出的真北方位角和高低角，利用激光测距模块测量高精度单轴伺服转台到十字靶板9的距离，读取转轴18输出的角度值； 步骤3.2、根据下列公式计算得到火炮高角状态的方位角、俯仰角以及火炮耳轴的横倾角； 式中： θ1为高精度单轴伺服转台的轴角编码器输出； L2为高精度单轴伺服转台中心到靶板十字中心的距离； X为调炮到位后CCD相机瞄准时的十字线的纵刻线到十字靶板的十字中心偏离的距离； L为火炮回转中心到高精度单轴伺服转台中心的距离； θ为火炮高低调炮的角度； γ为火炮耳轴的横倾角； αt为火炮高角状态下身管轴线的方位角； βt为火炮高角状态下身管轴线的俯仰角。

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