枪袭定位系统在内界河巡逻执法中的应用研究

1、枪袭在内（界）河巡逻中的应用研究摘 要枪袭定位是现代执勤中最重要的研究课题之一，随着主义、地方非的事件不断发生。法等规模化、组织化，执勤遭遇冷枪、对枪袭的研发现状、工作原理及实际应用情况进行了阐述，分析了其应用于我内（界）河巡逻船艇的可行性，并结合区域实际情况，研究了环境条件、技术指标和装置自身问题对系统应用的约束，据此提出改进方案及发展趋势。最后，假想系统装备后的可能战术战法，对系统应用的必要性近一步论证，说明系统的应用对义。地区安全稳定，保障我方生命安全具有重要意：枪袭定位；内（界）河；执勤Research on Application of Acousticing Systemheinl

2、and river law enforcementAbstracting system is one of the most important topics of modern lawThe acousticenforcement. With the terrorism, illegal armed foring highly regimentedand large scale, sneak attack happens regularlyhe law enforcement.his article,I described the research sus、working principle

3、 and practical application of theacousticing,yzed the application and feasibility of installing ithe inlandrivatrol boat. Combined with the actual situationhe area of law enforcement, Istudied the effects of environmental conditions, technical index and the device itselfconstras on the system. Accor

4、ding to the all above, I put forward the improvementand development trend. Finally,he light of thesible tactics on supition, Idemonstrated the nesity of using the system and came to at isimportant significance to maain regional security and stability.Key words: The acousticing system; inland river;

5、law enforcement目录中要I英要II1引言12系统研发现状、工作原理与应用22.1 研发现状与应用22555789国外现状国内现状2.2 工作原理声音探测红外探测激光探测2.2.4 其它探测技术3系统在内（界）河巡逻船上的应用可行性分析113.1 环境条件约束111112131415161616173.1.1 雨、雾影响3.1.2 安装空间限制噪音影响船艇3.1.5机动3.2 技术指标约束探测距离定位精度3.3 系统存在问题及发展趋势3.3.1 减少探测时间1718181818193.3.2 提高输出质量集成各种探测降低成本与功耗3.4 系统应用弊端3.5 对执勤的战术可能影响4

6、总结21参考文献221引言前几年，澜沧江-湄公河流域的安全,过往商船、安全,不利于地区、枪击等事件时有发生,严重沿岸地区人民的生命的和平稳定与经济发展。现如今，由于多国联合力量的有效打击，地区形势趋于缓和。为地区稳定，确保安全，并使其在遇袭后能对疑似目标的应用有着重要的意义。进行快速识别、定位及还击，枪袭2系统研发现状、工作原理2.1 研发现状2.1.1 国外现状枪袭即一种可以通过探测击发时产生的物理现象并确定射击者位置的系统。早在上世纪 90 年代，国外就以声光电等技术对枪袭进行了研究。诸如、法国和以色列等国家都相继推出了较成熟、实战化的枪袭，并在局部和热点地区投入使用，取得良好效果。1。如

7、的 ShotSpotter 公司早在 10 年前就研制成功了一种枪袭图 2.12，该系统工作时需将多个传感器设置于一个特定区域内，当传感器接收到或枪声时，能在 7 秒内确定枪声来源，并借助“三角定位仪”和全球定位系统对目标进行准确定位3，达到“枪袭定位”的目的。图 2.1ShotSpotter 枪袭公司的 EARS 系列枪袭4（图2.2）5使奎奈蒂克具备了战场上必需的感知能力，以及时准确地回应，更好地保护自身免受EARS 系统传感器的来自狙击手的。运用配挂型、固定设置型和机动运载型三种系统6均在战场中得到了运用，有效的证实了该产品的可靠性和战术优势。图 2.2EARS 系列系统当EARS音（例

8、如，“3枪袭侦测到敌人枪声时，它能立即定位敌人并通过语点钟方向，距离 400m”）警告，使其立即从防御姿态转为进攻姿态，掌握战场主动权。该系统重量约 450g，便于携带且续航时间较长，一般两节 CR123 电池可供系统14h。车载型 EARS 系统由声敏传感站组合而成，系统由车辆供电，外壳坚固，安装简易，一个人 10min器和内即可安装完成，并且不需要特殊工具，也不用对车辆进行内外部的改造。固定型EARS 与ShotSpotter 公司的设备相似，主要用于特定区域内的枪袭定位。图 2.3 法国 Pilar()系统事实上，较著名的枪袭还有法国的 Pilar()系统（图 2.3）与美国的回旋镖(B

9、oomerang)系统（图 2.4）7。“”(Pilar)枪声由法国米的飞特拉维(Metravib)公司研制，该系统在嘈杂环境下可以实现对诸如行弹道、准确探测、定位、分类和开火位置等信息的 24h 全天候监测，系统在空气中所产生的声学特性确定弹道、方位，从而完成枪袭定位8。利用回旋镖(Boomerang)系统由国防部国防高级研究项目署（DARPA）和 BBN公司主导研制的一种用于悍马、车等战斗车辆的枪袭。由于第一代系统成本过高，BBN 公司随后推出改良版的第二代和第三代系统，被称作回旋镖 II 型和回旋镖型。该系统被固定在车辆后部，使用的 7 麦克风阵列直径仅为 0.5m9，系统通过定位和测量

10、枪口发出的冲击波和穿过空气产生的超声波可以在 1s 以内锁定狙击手的水平距离和仰角度数，方位误差在2.5以内，且虚警率低。系统最大的优势在于价格低廉，每套价格从第一代的每套 65000降至约 10000授予通用动力公司一份价值 25 万，的合同，要10。求其负责为“陆地勇士“系统配装回旋镖(Boomerang)枪声图 2.4回旋镖(Boomerang)系统的 PDCue11系统，以色列除上述系统外，公司的枪袭的“雪貂(Ferret)”（图 2.5）12等系统也属于国外产品中较为成和。图 2.5“雪貂”系统2.1.2 国内现状相比国外产品，我国在该领域的研究起步较晚，很多产品还处在实验阶段，有着

11、极大的发展空间。2011 年 5 月，中国电子科技第三在召开的第四届中国国际装备及技术装备展览会上公开展示了其研制的反狙击手系统13。该系统由一个正四面体声阵列天线和探测仪组成，主要用于对刚刚射击后的狙击手进行探测、定位并，及时向使用者其目标方位，可广泛用于行动、安全等活动。但该系统体积较大，支架展开后探测天线高 1.8 米，臂长 1 米，不便于携带。此外，由交通大学研制的一种反狙击手目前已经具备了基本的定位功能，该系统基于三元传声器阵列，体积较小，能够安装在士兵的头盔上，便于携带与使用。值得一提的是，由西安思坦仪器和中安华卫技术中心合作在第十四届中国国际公共安全博览会上成功展出14。该产研发

12、的枪袭品型号为SQD-100，通过检测射出枪膛后产生的弹道波、膛口波来计算枪声声源的方位及距离，同时控制配备有头的云台迅速转至该方位，获取现上，机动性较强。此外，该公司生产的携带，在巡逻、安保及执勤等任务中都可以场。产品优点是可以装载在移动DQD200枪声可使用，设备体积小、重量轻、操作简单，当有枪声或时，系统可快速侦测与定位目标，通过耳机或屏幕帮助使用者获得目标信息，为快速、有效反击提供信息支援，特别适合边防配发使用。该公司产品各项指标符合设计要求，基本具备了实战应用能力，其主要性能指标已经达到国外同类产品的技术水平，为国内首创。2.2 工作原理综合各类枪袭红外探测和激光探测三种。，从原理及

13、技术角度来看，系统大抵可分为声音探测、2.2.1 声音探测枪袭声测主要通过接受并分析激波和膛口波来确定狙击手的位置。当射击时可以产生两种声波，如图 2.6图 2.6射击时声学现象（1）膛口波15，又称爆轰波（Muzzlast）。击发后，因产生的剧烈膨胀气流将送出枪口而产生的声波即为膛口波。此类声波会在枪口产生后以球面波的形式向四面八方，但声波的强度最大处依然位于枪口，并速度为声音在空气中的速度(V340m/s)。且会随着距离的增加而减弱，（2）激波16，又称波（Shock Wave）。出膛后具有加速度，当速度（Vb）超过音速（VbV）时，会在空气中产生扰动，被扰动的空气又会产生速度为声速（V）

14、的声波，向外从而形成一个锥面，此锥面即为锥。波是超声波，在空气中会迅速消散，在弹道附近约 10m 左右距离就会，对它的检测也只能局限于弹道附近这个基础上。因为基本因为的飞行速度一般高于声速，也就是超音速飞行，所以麦克风总是先收到激波，再收到膛口波。如 AK-47 使用的 7.62mm 口径，其出膛速度高达 720m/s，其产生的激波必然先于膛口波被检测到，如果传声器与弹道方向相背，则只能检测到其膛口波。为讲解声定位原理，笔者以最基础的三角阵列为例进行分析，其他复杂阵列原理与其原理基本相同，此处不再进行赘述。如图2.7，将3 个麦克风布置在同一平面上，分别为A(x0,y0)，B(x1,y1)，C

15、(x2,y2)。为方便计算与论证，将 A(x0,y0)点置于坐标系原点上，即 A(x0,y0)=（0,0）。P(x,y)点位声源，当声源发出膛口波，球面波信号先后被 A、B、C3 个麦克风所接收，设接收时间分别为t0，t1 和t2，则时间差应为t1=t1-t0，t2=t2-t0。设声速为 V，则存在函数关系：Vt1=PB-PA=(x-x1)2+(y-y1)2)1/2-(x2+y2)1/2Vt2=PC-PA=(x-x2)2+(y-y2)2)1/2-(x2+y2)1/2(2-1)(2-2)(2-3)(2-4)x12+y12-2xx1-2yy1-2Vt1(x2+y2)1/2=(Vt1)2x22+y2

16、2-2xx2-2yy2-2Vt2(x2+y2)1/2=(Vt2)2展开式（2-1）：展开式（2-2）：转换坐标系，使用极坐标，令r=(x2+y2)1/2，为 PA 与边AC 的夹角，则x=rcos，y=rsin。代入(2-3)和(2-4)：x12+y12-2x1rcos-2y1rsin-2Vt1r=(Vt1)2 x22+y22-2x2rcos-2y2rsin-2Vt2r=(Vt2)2根据(2-5)，(2-6)消去r：(2-5)(2-6)(x12+y 2-V2t12)(Vt2+y2sin+x2cos)1=(x22+y22-V2t 2)(Vt1+y1sin+x1cos)(2-7)2令K=(x12+

17、y12-V2t12)Vt2-(x22+y22-V2t22)Vt1(2-8)(2-9)(2-10)M=y2(x12+y12-V2t 2)-y1(x 2+y22-V2t 2)122N=x2(x12+y 2-V2t12)-x1(x22+y22-V2t22)1将(2-9)，(2-10)，(2-9)式代入(2-7)：Msin+Ncos+K=0(2-11)r，并最终得到 P(x,y)的实际值，对(2-11)求解，将代入(2-5)或(2-6)即确定了声源P 的位置，实现了定位。图 2.7 三角阵定位示意图前文中提到的ShotSpotte 枪袭、EARS 系列枪袭、Pilar()系统和回旋镖(Boomeran

18、g)系统，以及西安思坦公司的类似产品均为枪袭声音探测定位原理的实际应用。2.2.2 红外探测运用红外探测原理所设计而成的枪袭也同样在实战中获得良好效飞行时与空气摩擦产生的红外信号果。此类系统通过和分析枪口闪光和来确定敌方狙击手的位置。只要目标不被阻挡，红外探测器实际工作半径可以达到 1000 米左右。整套的红外探测装置一般包括探测站、通信系统和数据信息处理中心等。由于飞行中的经空气摩擦生热后比周围事物温度要高出许多，红外探测器甚至可以在数千米外就探测到的热特征，通过其飞行弹道，计算得到的轨迹、坐标和速度等信息，回溯发现的准确位置。在波长为3-5m 的中红外波段内，效果更为明显。枪袭红外探测具有

19、较高的分辨率和近似于实时的超短响应时间，且探测距离较远，定位精度很高，系统可靠，采用无源探测、接收的工作方式，有利于使用者的隐蔽，同时，其不易受到电子干扰，在性能上较枪袭声探测定位有了较大提高。使用该原理的系统已在实战中得到应用。如高级开发研制的“毒蛇”系统17就配备有凝视型中红外焦平面阵列探测器、计算机，以及安装在上的惯性传感器。其搭载多样化，可以装载在飞机（或无人机）上。当载有该系统的飞行器于指定区域上空盘旋时头能够瞬间从枪口上捕捉到刚刚发射出的，并将相关数据发送给全球以确定敌方位置，随后将发送给地面，用于战术制定的参考信息。该系统的优势在于其红外机不必瞄准或靠近敌人，即使视线中存在小的物

20、，只要将目标同时保留在其中，其仍可以在敌方的射程外探测到信息，探测概率超过 95%。尽管此类系统在性能上优于声源定位，但由于的红外辐射强度各不相同，加之大气环境对设备的影响，系统仅凭亮度很难判断敌人距离，而且设备需事先精心布放，最主要的是其成本要远高于声源，不适合边防的实际需要。2.2.3 激光探测目前大部分枪袭激光探测利用的是“猫眼”效应。猫眼之所以在黑暗中能发光，是由于猫的视网膜比身体其他部位的反射能力要强。利用这一原理，当红外半导体激光照明器产生的激光束（非可见光波段）照射到狙击枪瞄准镜表面时，系统的机就会接收到来自瞄准镜的强烈反射光，再通过一系列计算机运算，就可在狙击手预瞄准时确定其位

21、置，达到“先敌探测”的目的。如图 2.8，法国激光工业公司研制的SLD400、SLD500 系列枪袭激光探测定位系统由光学传感器、转塔和单元三部分组成。系统白天有效探测距离约一公里，夜间四公里，除探测瞄准镜外也可以探测夜视仪、望远镜和测距仪等其它具有强反射性的光学仪器。图 2.8 SLD400、SLD500 系列枪袭激光探测除此之外，还有部分枪袭激光探测采用的是地面原理。如在 2004 年已经部署于的一种设备（“激光狙击手探测系统”原型机），它是由加利福尼亚州的一家私营研究公司和国防高级研究计划局联合向高空大气层开发的。该系统工作时，由安装在地面的发射激光束，并在那形成一个“虚拟麦克风”，设备

22、部署在一个 20*20 英尺机动式集装箱内，可以“探听”到方圆几十公里范围内枪发射产生的空气扰动，并根据空气粒子运动模式推定狙击手位置。此类设备同红外探测原理的设备一样，也不适用于我内（界）河巡逻的实际应用，主要原因是其对气象条件依赖性较强，而且系统只能用于固定式或地基工作，无法胜任舰载的需要。2.2.4 其它探测技术a.无线传感器探测采用无线传感器网络进行狙击手的探测为解决分布式反狙击手探测问题提供了新的途径。利用该原理进行探测时，可以事先将成百上千个传感器节点部署在狙击手可能出现的位置附近，完毕后，各节点就实现了网络实时定位。当枪声响起时，散布在区域内的传感器节点会对发射时产生的声波及飞行

23、中产生的微小风速做出反应并相关信息，经计算处理后，方可确定狙击手的位置。研发的一种“网络嵌入系统技术”，采用的就是这种无线传感探测技术。该技术现已应用到“射弹探测与显示系统”（PDCue）中，该系统也被“2008 年度十大顶尖装备”18之一。军方b.集成探测将声、红外、激光等探测有机得结合起来，可以更好地提高枪袭定位系统的精度和广度。例如前文提到的PDCue 声探测系统，其在原有系统的基础上增加了一台红外传感探测装置，可以通过声音探测到狙击手大致位置后，进一步确定其位于哪一栋建筑物内，使定位精度有了极大提高。c.新型探测原理研发的一种极微细中空氧化锌钠米管，直径约 70nm，具有极好的光电转换

24、特性。系统可以准确探测出枪发射时产生的紫外光子，紫外光子与系统的氧化锌分子发生能量转化，光子的动能转换成电能，经电脑处理后，通过电流的强弱就可以判定紫外光子的撞击方向，从而确定狙击手位置。此类系统相比红外探测器灵敏度要高出几千倍，已在 2009 年研制出了样机。近几年，反狙击手系统不仅在声、光和电几个领域得到较大发展，各国也在研究并力求使用新型的探测原理开发产品，一种以射频探测技术为基础的装置正在研制中。3系统在内（界）河巡逻船上的应用可行性分析目前来说，世界上现有的大部分枪袭都是运用在携带、车载机动或固定上的，在机载上的应用实例少之又少，在水上的更应用基本没有。其主要原因是，空中、水面环境较

25、陆地更加复杂，不确定多，若想将系统运用到实战中，仍需对多种条件和问题进行分析与处理。针对湄公河流域的特殊环境，使用船艇巡逻无疑是最行之有效的巡逻执勤方式。当船艇在水面行进时，水面环境引起的条件约束较陆地上、更复杂。所以，为使在陆地上使用的枪袭环境等带来的各类影响。同样适用于水面特殊环境，新的系统必须克服由3.1 环境条件约束3.1.1 雨、雾影响湄公河流域19处于带季风区中心，59 月底因受到来自海上的西南季风影响，潮湿多雨，11 月次年 3 月受到来自大陆的东北季风影响，干燥少雨。总体来看，湄公河旱季历时较短，局部范围内较小的雷雨在整个雨季中都非常频繁，范围较大的降雨一般在每年 9 月最为频

26、繁，甚至会严重的洪涝。（1）防锈蚀：当船艇在雨中、雾中航行时，防止水汽进入精密仪器设备是系统投入使用前所必须解决。当系统内由铁、不锈钢等材料作为外壳的精密仪器接触到水汽时，通常会发生化学腐蚀和电化学腐蚀两种反应。通常化学腐蚀需要高温条件，一般不太普遍。电化学腐蚀较为普遍，一般分为两类：第一类：析氢腐蚀，铁在酸性较强的潮湿环境中发生腐蚀。附着在仪器表面的水膜中，杂质了正极，金属本身成为负极，氢离子比较容易获得电子被还原子，再形成分子形态，最后凝聚成气体逸出。但此类反应一般需要酸度较大的环境，特别是在缺氧环境中才比较明显，所以，在实际中，此类反应基本可以忽略。第二类：吸氧反应，是自然界中最为常见的

27、，指金属在酸性或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀。克服此类反应导致的损耗就是在系统应用中需要解决。根据化学反应的原理分析，对金属防锈、防侵蚀可以从两个角度处理，分别是表面改性和增强。表面改性处理一般包括刷漆、涂油、镀锌、氧化处理和渗碳处理等等，以求隔绝产生电化学腐蚀的条件。如果不能只通过表面处理的，如长期浸泡在海水里的金属，就要采取“牺牲阳极的阴极保”。相比较来看，前法更适用于在内河使用的实际需求。（2）防水、防尘：除在金属上进行防锈处理外，也可以借助运用于三的每一个电子元件都用防上的技术对系统主板进行封胶处理，使其胶封装，起到绝缘、防水和防尘的目的。同时，外壳的防

28、水除了从化学角度处理外也可以在外形设计时进行相关物理处理。一般可以采用内扣式设计，即内壳与外壳的接口一个外边长，一个内边短，两边扣紧时可以很好地阻挡液体流入，之后由螺丝固定住，就基本达到了全方位的密封。综上所述，枪袭运用于内（界）河时，雨、雾及灰尘对其影响基本可以使用现有成熟技术加以克服，如西安思坦公司的枪袭已经通过了 IP67 级防护测试（即完全防护外物，且可完全防止灰尘侵入；浸在水中一定的时间或水压在一定的标准之下能确保不因进水等原因造成损坏）符合内（界）河巡逻的实际要求。3.1.2 安装空间限制在澜沧江-湄公河流域执行巡逻任务的云南边防总队水上支队边防船艇一般吨位在 200 吨左右，如图

29、 3.1。图 3.1 湄公河巡逻通过对船体数据及国内外各类枪袭船进行综合分析后，笔者认为，可以将系统的探测部分安装于船艇前甲板或顶棚甲板上（图 3.2 中标位置），处理器与显示装置可以安装于驾驶室内，并可在下层甲板安装分示器，以方便迅速发现目标并进行还击。同时为使探测器发挥最大功效，可以将数个接收装置安装于船艇的不同位置，使装置之间距离最远，形成最大范围的接收阵列。图 3.2 系统探测阵列安放位置对各类系统的外形数据进行分析，其尺寸大小适用于此类船艇安装，不会对船艇、仪器使用造成不良影响。3.1.3 噪音影响巡逻艇在河面机动执勤时，突然遭到来自岸上的冷枪，船艇上的会同时听到多个声音。如飞行时产

30、生的激波、枪口处的膛口波以及雨林树木或周围建筑物产生的回声等。除此之外，如主辅机声音、船钟、号笛等船艇自身正常航行产生噪音的干扰也会使我方对的方位判断出现。这种环境中，仅凭人耳确定方位是非常的。枪袭的出现可以很好地解决这个问题。根据 2.2.2 和 2.2.3 中对红外探测原理和激光探测原理的解释，噪声基本对这两种类型的枪袭不产生影响。通过对 2.2.1 中的原理函数关系分析，只要事先对预求出的 r 值大小设限，系统就可以避免将敌我枪声相，因我方均位于系统传感器周围，其枪声被侦测时，r 值很小，计算结果与接受到敌方枪声计算出的数值明显不符，以此为据就可以排除我方枪声对系统的干扰。下面利用声探测

31、原理的枪袭进行分析研究。中，除产生的回声外还普遍存在加性噪声20，其虽独信号，但始终存在，易对系统的判别产生干扰，一般包括人在实际执勤立于其它有用为噪声和自然噪声等。对于系统来说，可以将声、枪声等声音认定为危险声源，将诸如雨滴声、雷声、风声和说话声等加性噪声认定为噪声声源。理想的枪袭应能做到在众多种嘈杂的噪声中迅速分辨出声源并确定位数据库。置，最好能分辨出声音来自何种，这就要求拥有一套庞大笔者的想法是：数据库中应至少包括世界上装备较多的声音，包括 AK47、M16 等多种轻射击。当传感器阵列接收到枪声信号，将信号与数据库中信息进行比对，通过显示装置告知就可以依照敌方火力的大小判定当前对方使用的

32、装备种类。这样，甚至可以从对方使用的判断其。膛口波按球面形式，计算起来较为简单，但在实验当中，发现拍手声的波形与膛口波类似，而且随着声波在空气中，该波形信号会严重失真。因此，如果通过分析膛口波作为枪袭定位原理，在提取信号时对系统的信号去噪能力就有了极高的要求，此外，如果枪口上装有消声装置，那么可以检测到的声波就会非常微弱，加大了定位难度。膛口波和部分噪声能量主要集中在 300Hz1000Hz 的低频部分，而激波的主要能量集中在 2kHz7kHz 的频段内，通过这一特点，系统就可以在众多频段的波中清晰分辨出激波以达到利用激波定位的目的，也可以利用声波能量高低特性消除船艇主机轰鸣、笛号等噪声的影响

33、。除通过分析声波频率消除噪声干扰外，也可以对接收到的声波信号进行预处理，在这里引入一种广义相关法。该方法简单地说就是接收到信号时首先进行滤波，增强信号中信噪比高的部分，抑制噪声频率，从而消除噪声干扰。但事实上，声音数据库中并不能所有类型的噪声，也就是说在实际中并不都知道噪声的波形信号，且信号也不都是平稳的。对此，有学者就提出了一种基变换的广义相关时延估计21，这种方法弥补了传统方法的除的效果。，提高了噪声消3.1.4 船艇舰艇在水面上行进时，水面起伏与船艇主机自身引起的颠簸可能对船基系统造成影响。船艇是漂浮在水中的弹性体，只要主机工作，总是会引起船体不同程度的。船艇上的仪器设备来说，轻微的是可

34、以接受的，但过大会影响船上仪器的正常工作，降低设备使用，严重时可致零件损毁。船艇震动对枪袭以克服。船艇的的影响可以从改变船艇结构和改变仪器结构两方面来加一般以局部为主，总的出现较为罕见，主要原因包括尾部线性对伴流分布的影响，船体结构、材料选取引起的，螺旋桨种类与船体线型的匹配问题，船艇主辅机的选择和行驶流域的自然条件等。根据湄公河船艇的实际情况，更换主辅机、改变船体结构等方法不符合实际，可以从改变尾部线性和螺旋桨选择两个方面进行分析响。，以减轻对系统的影为保证船艇在复杂水流中平稳行驶，应尽可能保证螺旋桨附近的半流顺畅。从水线面线型角度分析，当尾段的纵向斜度小于 20时，可以最大限度地避免因水流

35、分流而发生的涡流和振动。从解剖面线型来看，一般 U 型剖面适合于单桨船，而双桨船要使水流平顺地流过桨叶，所以基本上采用 V 形剖面。行驶于内河的船艇实际情况合理地选择和布置螺旋桨，同时工艺质量也必须要得到保证。螺旋桨在设计制造时，应合理选择桨叶数量、浆体与艇体间隙及做好平衡试验等其他工作。如螺距误差较大、选材不精、轴线对中确等都会引起船艇在航时的剧烈。同时，合理布置螺旋桨，控制艇体与螺旋桨之间间隙适中，一般，在螺旋桨上方船底板开避振穴，或在该位置附着混凝土等措施都可减缓。至于对仪器进行的减震、避震处理，可以参考运用于汽车或一些精密机的阻尼减震法。当船体产生从而影响船艇上仪器正常工作或使用时，通

36、过阻尼减震装置可以将振动能量尽可能地耗散在阻尼层中。该装置可安装在枪袭底座与船身的连接处，有助于减小机械结构的共震，从而避免精密仪器因动应力过大而造成结构损坏。同时，阻尼减震有助于减小因机械振动产生的噪声，将减震装置安装在枪袭上可谓一举两得。3.1.5机动总体来看，、车载及路基等的系统使用基本只涉及状态或规则运动状态，船载和机载因特殊性运动极不规律，这就要求运用于内（界）河的设备可以克服此类影响。为研究船载系统的运动补偿，笔者引入地球坐标系（oxy）进行分析论证，如图 3.3 所示。综合湄公河航道宽度、有效射击距离及声音在空气中的速度，假定系统接收到枪声的时刻即的时刻，考虑船艇因涌浪O(0,0

37、,0)运动到 O(x,y,z)。当进行定位，根据空间坐标的产生的航向、吃水变化，其在系统工作时间内自船位于 O(0,0,0)时接收到枪声，随即系统开始对基本关系可知，目标点 M(a,b,c)相对于船艇运动后的坐标系的坐标为 M(a,b,c)点和O(x,y,z)点相对于地球参考坐标系（oxy）的坐标之差，求出的坐标位置即执法反击位置，M(d,e,f)是未补偿运动时系统确定的目标位置。图 3.3 运动补偿原理3.2 技术指标约束3.2.1 探测距离枪袭是否适用于水面巡逻，其中一个重要的指标就是其探测距离应能够达到实际要求。湄公河的航运通道大部分位于下游干流，其余航道有待于整治以便与湄公河下游航道的

38、。现有通航航道条件较好，枯水期水深 2m 以上，航道最窄处大于 40m，最小弯曲半径大于 300m。自上世纪 50 年代以来，湄公河航道已经过多次整治，基本达到国家六级航道标准，综合来看，航道情况良好。通过对目前世界上几种主要的枪袭分析研究，各系统探测距离的技术指标均符合我执勤的实际需要，基本可以覆盖自湄公河航道至四周半径约 300m 范围内的近岸。如奎奈蒂克产品的探测距离均大于 400m，相比公司开发的 EARS 系列设备，其各类的设备，由法国生产的“”(Pilar)枪声可以探测到 200m 内飞过的，最远探测距离可达 1500m 左右。探测距离更远的还有的 86 声系统，其覆盖范围约 10

39、km，该系统即使在复杂地势或极易受到干扰的地形下也可以简易安装并迅速投入使用。国内一些设备的技术指标也同样达到了要求标准。如中国电子科技第三研制的枪袭定位系统，其有效作用距离据称可达 1000m 以上；西安思坦仪器公司的车载型系统也可以在不同范围内探测到各类口径的发射位置，如 5.56mm有效探测半径 300m，12.7mm有效探测半径则为 800m。相比声定位探测系统，利用红外或激光探测原理的设备的按测距离更远，白天能见度较好时约 1000m 左右，夜间探测距半径甚至可以达到 4000m，技术指标符合要求。3.2.2 定位精度枪袭遭遇能成功应用于内（界）河瞬间确定岸上船艇上的意义就在于其可以

40、在我位置，为达到这一目的，设备的精准方定位就显得尤为重要。评价枪袭度，下面笔者就国内外各类枪袭性能的优劣主要的依据就是其定位精的相关参数进行分析。首先以声探测系统为例。目前装备于的回旋镖(Boomerang)系列系统包含 7 个传声器，整个阵列直径 1 米，新的回旋镖 II、III 则将直径降到 500mm。接收到枪声时，新版系统可以在 1 秒以内锁定敌人位置，方位误差在2.5之间，虚警率也大为降低，相对回旋镖 I 的15、距离误差 30m 有了极大地提高。法国的“”(Pilar)枪声最远探测距离可达 1500m，并能在 1.5s。系统探测的方位精度在状态为2，运动的时间内告知使用者原理精度为

41、5。相比于声探测系统来说，红外定位和激光定位在探测距离上更具有优势。例开发的“蝰蛇”系统，可在后 0.7s 内迅速锁定狙击手，如定位精度误差小于 0.2。又如以色列公司研制的 Spotlite 系统，其优点是能同时观测、定位多个枪声源，探测距离可达 1000m 以上。激光较前两种系统更为稳定，探测距离更远。由法国激光工业公司开发的 SLD-400 枪袭定位探测系统工作时可周期性地扫描 54的区域，如侦测到异常状态，系统在 1s 内就可以做出反应，使用者可以通过监视器进一步了解情况并采取相应战术。系统白天天气晴好时探测距离约 1000m，夜间可以达到 4000m 以上，足以满足各种条件下的需求。

42、3.3 系统存在问题及发展趋势目前为止，从枪袭定位概念的提出到系统的研发，再到系统投入到实战已经历数十年时间，系统的批量化使用提高了各国、的执勤能力。但在逐渐增多，尤其是仍有许多问现代在我方题与中，随着地区环境的日益复杂，实战中的不确定面方装备精良、素质过硬的狙击手时，枪袭有待于解决。3.3.1 减少探测时间系统探测时间的减少可以极大地提高使用者的反应速度，达到遭袭即反击的效果。目前，如法国“”(Pilar)枪声、回旋镖系列系统和EARS系列系统等声探测定位原理的设备均可以满足在遭袭后 3s 内发现并定位者，基本已经可以达到我内（界）河巡逻的实际要求。如何更小的较少探测定位时间，这也是国外各研

43、究机构所迫切希望解决的根本问题。据称，国防部门在进行一个专门研究缩短此类系统探测时间，并即时还击的项目。若项目成功，可以使枪袭的侦测、定位时间缩短至百分之一秒以内，并通过处理器指挥反系统快速反应，或通过显示器告知遇袭着迅速采取应对战术。3.3.2 提高输出质量为使遇袭者可以对当前拥有更加全面的了解，制定最合适的战术战法，相结合，以达到最优效果。例如在巡逻可以将船艇顶端安装系统与枪袭云台，当枪袭侦测、定位到岸上分子时，将者的方位、俯仰角等位置给处理器，处理器经数据分析后再指示云台迅速转向者位置。云台上可安装带有红外成像功能的头，以适应恶劣天气或夜晚的实际使用需求。3.3.3 集成各种探测将现有几

44、种不同原理的枪袭有机结合在一起可以大大提高系统工作效率，同时保证在各种环境条件下使用系统，确保了其可靠性。例如在白天晴好时就可以激光探测，在能见度不良时就可以转换为声探测系统工作，夜间则可以使用精度更高和反应速度更快的红外系统进行定位。目前研制的 PDCue 探测就在声定位的基础上加装了红外探测装置，可以在确定敌方狙击手在哪栋建筑物后，利用红外传感器精确功能大大提高。射出窗口位置，系统的3.3.4 降低成本与功耗国外已经投入使用的设备成本价格普遍在数万左右，如果引进到国内还需的费用，国内设备价格较低，虽处于起步阶段，但基本可以满足实际需求。随着材料、电子技术的发展与革新，系统的成本与功耗较之前

45、已经大大降低，如西安思坦公司的系统成本就控制在国外同类产品的1/3 左右，技术指标符合要求，可以作为我实际执勤的首选设备。3.4 系统应用弊端枪袭的出现可以有效解决遇袭后定位还击，但将该系统应用与船艇，也存在着诸多的可能弊端。船舶航行时要借助各类电子设备对其进行导航定位以及避险，这些设备工作时就可能产生互相干扰。当枪袭工作时，其产生的电磁干扰可能对船艇电子设备的电磁兼容性产生影响。如系统工作频段与其它设备相同产生干扰；系统信号通过电源、导线的阻抗相互耦合产生干扰；导线之间的互相感应产生干扰；系统与其它设备元件做功发热，影响元件自身的稳定性造成干扰；系统及其它设备功率过大，或高电压元件产生强磁、

46、电场，通过耦合影响其它元件造成的干扰。同时系统形成的磁场也可能会对磁产生影响，致使其误差变大。除电磁干扰外，在已经实验成型并通入使用的船艇上加装新设备也可能会对船艇稳性、等方面产生不利影响。例如将系统接收装置安装在驾驶室上层甲板，就可能会提高船艇重心，使其稳性变差；较突出的接收装置也有可能会使船艇更易雷击；系统显示装置安装在狭窄的驾驶台内可能会遮挡者视线及造成驾驶台的拥挤。总的来说，系统实际应用的意义，但其可能产生的弊端不容忽视，这就要求研究在安装前需充分考虑各种缺陷，使其安装后可以发挥最大功效。3.5 对执勤的战术可能影响现假定执勤情况，在相同条件下，对已安装与未安装枪袭的内（界）河巡逻船艇

47、遇袭时的两种情况及战术、方法进行想定，以分析实际情况中系统应用的必要性与可行性并进行分析论证。如图 3.4，2014 年 X 月 X 日，阵雨。澜沧江湄公河航道上，一艘我船正在执行巡逻任务，在行驶到热点地区 66 号弯道时突然遭遇一伙欲我工厂的分子。图 3.4 想定执勤遇袭情况分子向我船艇(A)射击，船艇前甲板及，未造成我方伤亡。由于江面上泛起一层薄雾，能见度极低，我方无法第一时间确定岸上分子位置。十几秒后，分子击毁我驾驶室舵设备，船艇向我国方向行驶后搁浅，艇长呼叫指挥中心争取支援。见状，立刻投入全部火力压无法进行还击。10 分钟后，在附近执行巡逻任务的另制我方船艇，使一艘船艇赶到事发流域，使

48、用船上安装的两挺 14.5mm 机枪对目标(M)周围的疑似区域进行扫射，迫使分子撤退。本次遇袭事件虽未造成伤亡，但我船艇驾驶室仪器损坏严重，船体遍布弹孔，需要大修，造成数十万元的经济损失。的船(A)在 66 号弯道遇袭，声探测大致位置，激光探测系统随即开始扫描指定相同情况下，装备枪袭综合迅速锁定岸上区域，发现瞄准镜反光后，系统在 3s 内向处理器发送位置信息，处理器立即指令云台控制红外热成像探测系统转向该区域，进行热成像的进一步分析。我船到达B 点时，确定、位置(M)无误，我分子利用扩音器向岸的无人机(H)上喊话，进行政治攻势，同时装备有红外头和位置数据(M)发送给反袭无人机升空配合，随后又遭

49、遇密集火力，系统将击系统并通过显示器告知位于船前部的机枪投下，随即进行还击，成功压制，迫使其撤解了一场。对比两种条件下的想定遇敌情况，装备有枪袭综合的船在在执行任务中较未装备的船挺优势明显，主要体现在迅速定位和及时反击两个方面。船艇装备系统后可以最大程度保护和国家免受。4总结总的来说，若枪袭在我国内（界）河巡逻船艇上能成功应用的话，无疑可以在险恶、复杂的边境环境中为我提供有效的侦测方法和有力的还击，将使在任务的执行中如虎添翼。该系统的成功研制也定将填补国内同类产品的空白，可以理解为我国公共安全行业技术一大进步的有力证明，可以激发及鼓励笔者认为，枪袭的新技术应用到公共安全事业中来。尽管在实际运用

50、中还有很多之处需要改进与优化，但其实际应用前景良好，系统批量化生产并投入使用的趋势不会改变。该系统的使用将对地区安定，保护人民生命安全有着的意义，保证边防一线履行职责的同时保护自身安全，减少伤亡。参考文献1学,2011.基于Linux 的分布式声音的研究D.:邮电大2 David cardinal.ShotSpotter: Cracking down on deadly Fourth of July cerationswiudio techEB/OL. HYPERLINK http:/w/ :http:/wn-deadly-fourth-of-july-ce/extreme/160516-sh

51、otspotter-cracking-down-orations-wiudio-techutm_source=tuicool,2014-04-01.3 District Adding Gunfire Sensors. HYPERLINK http:/w/ http:/wml,2014-3-17./wp-dyn/content/article/2008/07/04/AR2008070402356.ht4技术. 枪声J.技术. 2012,(1).5 QnetiQ Nor EB/OL. HYPERLINK http:/w/ :http:/w2012.merica. Shoulder-Warn Acoustic