具有捷联导引头战术武器的制导规律设计

大多数现代战术制导武器用比例导引（PN）作为末制导规律,并且用惯性稳定的常平架导引头来提供制导信息。然而在导引头技术的最近发展中包括了具有大得多的视场的导引头和不要求导引头中心线指在目标的中心附近的跟踪特性。这样,这类导引头可以固联在武器上并且仍能保持目标在他们的视场内。这些捷联导引头能够消除常平架系统的跟踪速率限制和结构限制,同时降低了设备和标定的机械复杂性。然而用捷联导引头不可能直接测量出惯性视线速率,因此必须研究另一种的制导和滤波技术。这种研究的特殊任务是为在空对地（A/S）战术制导武器上有效地使用捷联导引头,确定关于制导规律结构,信号处理技术和可达到的导引头和敏感器的精度要求的最好结合。这篇报告讨伦了各种滤波技术和制导规律设计,其中包括直接比例导引,追踪制导,动态超前量制导,比例导引和追踪制导的结合制导,和一种新的方法——自适应比例导引。这种新方案使用了一种振动信号去测量和校正导引头的增益误差,并克服了和大多数其它方法有关的稳定性问题。已证明这种新方案的性能可以和常平架导引头的比例导引相比美。     

基于矢量运算的舰空弹对抗反舰弹脱靶量分析

脱靶量是舰空导弹重要的作战性能指标,针对某型导弹,从攻防对抗的机理出发,采用矢量运算概念描述舰空导弹对抗反舰导弹的脱靶量。结合矢量运算法则,建立舰空导弹拦截矢量模型、反舰导弹机动矢量模型,同时考虑了导引头噪声和舵系统的过载限制,提出了一种制导盲区脱靶量的解算方法。然后针对不同运动特性的目标、不同干扰强度进行仿真计算。仿真结果表明,目标运动特性和导引头干扰误差等因素对脱靶量大小影响显著,为评价舰空导弹作战效能和有针对性的采取拦截措施提供了技术参考。     

反鱼雷鱼雷变指令周期导引律设计

针对反鱼雷鱼雷(anti-torpedo torpedo, ATT)拦截距离短、机动性要求高的特点,将最优控制和滑模控制相结合,设计了最优滑模导引律,保证拦截过程ATT需用过载相对较小且对于来袭鱼雷的机动具有一定的适应能力。针对ATT需要在短时间内快速调整姿态的问题,设计了ATT变指令周期控制方式,对ATT和来袭鱼雷的距离进行分段,不同的距离采用不同的指令周期,并利用蒙特卡洛法分析了变指令周期和固定指令周期控制下的ATT拦截弹道特性以及命中概率。仿真结果表明:变指令周期导引对于加速度很小或较大的来袭鱼雷均具有较高的拦截概率,且平均脱靶量较小;对于固定指令周期导引律,无论来袭鱼雷是否机动,均存在较大脱靶量。     

估算目标加速度的方法及其在导弹制导律中的应用

引言设计导弹制导律时,通常假设目标不作机动飞行,因此应用一般比例导航法制导导弹可以得到较直的飞行弹道和较小的脱靶距离。如果目标在飞行过程中突然以某种规律机动,则应用一般比例导航法就得不到预期的效果。然而如能测量到目标加速度并用来制导导弹,就可对付这种机动。问题是如何确定目标加速度。国外七十年代后期的研究末制导规律的文献中,给出了有价值的成果。在减小终端脱靶距离的意义上,对比例导航法进行了改进。这种     

不同制导律下天线罩误差对导弹性能的影响

以反辐射导弹的制导控制系统设计为应用背景,研究不同制导律下天线罩误差对导弹制导控制系统的影响。建立了比例导引律和速度追踪律下的天线罩误差寄生回路模型和制导回路模型,采用伴随法和无量纲方法,仿真分析了2种制导律下天线罩寄生回路的稳定性以及不同噪声源下的无量纲脱靶量,并进行了对比研究。仿真结果表明,比例导引律对应的寄生回路稳定域要小于速度追踪律;在雷达导引头噪声的作用下,比例导引律下的无量纲脱靶量大于速度追踪律,而在目标机动的情况下,比例导引律的制导精度要优于速度追踪律。     

反解法在再入机动弹道设计中的应用研究

简要分析了一般的再入机动弹道设计方法,即正解法.针对正解法对模型依赖性强和对初值非常敏感的问题,提出了一种基于误差补偿的机动弹道设计方法——反解法.该方法从弹道终端出发反解弹道,将计算结果误差转化为机动点参数误差,再通过关机点或中制导的调整进行误差补偿,从而有利于命中精度和打击效果的实现.仿真结果表明,该方法计算简便,对工程应用有一定的参考价值.     

雷达校正的导弹捷联式惯性中制导性能分析

本文通过计算导弹导引头在中制导段末端的指向角误差来研究舰射导弹对付空中目标的中制导性能。在截获时间里导引头指向角误差是导弹导航位置和姿态误差的函数。通过研究自由惯性飞行和舰载雷达增强的惯性飞行,得到了导弹导航误差。还考虑研究了不同的调整技术,并把几个惯性器件的误差预算包括在性能分析中。根据舰载雷达在修正时问和间隔范围内而作的导弹位置修正是随参数而变化的。所获得的结果给出:相对于导弹一目标视线的导引头指向角误差是舰上的调整技术、导引头截获范围,雷达校正频率和惯性系统品质的函数。     

高空防空导弹制导方案选择

本文对雷达制导的高空防空导弹提供了实际的设计考虑,讨论了对脱靶距离有重大影响的三个主要因素,即雷达信号回波、雷达寻的装置元件性能不理想,以及对导弹响应的各种限制。对高空目标,角闪烁是对雷达信号的主要影响。另外,寻的装置性能不理想(如框架不够稳定,天线罩折射斜率以及寻的装置陀螺对加速度敏感所引起的稳定性问题)和脱靶距离问题,这些都是制导系统设计者必须解决的问题。最后,导弹对制导指令的响应还受到加速能力的降低、响应时间的增加以及控制舵速率饱和的限制。下面将讨论脱靶距离对上述每个影响因素的敏感程度,此外,也提出了由于元件不理想所造成的不希望存在的各种反馈所引起的稳定性问题。对所研制的系统,如果要求在高空其性能指标必须满足,本文所提供的数值实例表明,在初步设计中实际硬件设备的缺陷是有重要影响的。     

牵引式假目标对付得了各种雷达的威胁吗?

当飞机采用牵引式假目标时,威胁飞机的导弹的角误差受到牵引式假目标射频源的干扰而失真。而且,如果飞机和牵引式假目标在距离,速度和角度上不可分辨的话,那么导引头的响应将变成两个射频源的复合函数,于是便引入了一个角误差,该角误差将导致脱靶量增大,从而降低了击落飞机的概率。     

捷联惯性+星光修正组合导航研究

针对捷联惯性导航系统的初始对准误差所造成的导航误差,提出了捷联惯性+星光修正组合导航方案。利用光学导引头得到的星体观测值,估计初始对准误差,进而修正捷联惯性导航的姿态角、速度和位置。推导了捷联惯性+星光修正组合导航算法,得到了初始对准误差的估计公式和速度、位置的修正矩阵,并通过仿真分析证实了方案的可行性和算法的有效性。     

捷联导引头半实物仿真误差分析

针对捷联导引头参试的半实物仿真试验,就导弹的运动模拟精度和目标运动模拟精度对导引头视线角速度测量的影响进行了分析;分析结果表明,三轴转台的误差和目标运动模拟的误差直接引入到导引头的测量输出,但采取不同的试验方法,仿真设备的误差引入不同。     

激光陀螺捷联惯导系统元件误差自标定技术

通过设计一种实用的激光陀螺捷联惯性导航系统自标定算法,保证在外场使用情况下,能对惯性器件误差(三个陀螺漂移和三个加速度计零位)进行精确标定,确保系统长期使用精度.在完成算法设计的基础上,进行了仿真计算,取得满意的仿真结果.     

高精度惯测组合标定误差分析

惯性测量组合(IMU)标定误差分析对于惯性导航系统性能评估、误差分配和器件设备选型具有重要意义,但目前关于高精度IMU标定误差的定量讨论很少。借助四元数旋转矢量理论建立了转台轴正交度误差和转角控制误差模型,结合IMU测量误差的表示,定量分析了一种典型多位置标定编排方式下的标定误差。仿真结果和捷联惯性导航系统的试验结果证实了标定误差分析的正确性。     

反导作战指控系统对TBM毁伤效果评估*

初步研究了反导作战指控系统对于TBM毁伤效果评估的过程和依据。以动能杀伤器（KKV）为研究对象,首先分析了KKV脱靶量和杀伤模型,在此基础上,对反导指控系统对TBM的毁伤准则和毁伤效果评估进行了研究并给出了一般TBM毁伤判断流程,最后举例以KKV导引头作用距离和噪声对脱靶量的影响分析研究了达到直接碰撞杀伤的条件。     

末制导弹药导引头目标截获概率仿真分析研究

针对全捷联激光末制导弹药导引头视场角范围小的问题,利用计算机仿真方法对末制导弹药目标距离截获及角度概率进行研究。根据导引头视线角成像原理及坐标转换关系建立导引头视线角模型,综合考虑导引头距离截获概率、角度截获概率以及舵机修正能力提出目标截获概率分析方法,得到导引头最佳开机时刻,利用蒙特卡罗方法进行模拟打靶实验。实验结果表明:末制导弹药目标截获概率达到99.87%,视线角变化范围随射角增大而减小,受射角扰动因素影响最大。     

末段反导防御系统探测误差对拦截效果的影响

弹道导弹末段防御系统包括探测系统与拦截系统,探测系统为拦截系统提供目标状态信息。从拦截脱靶量以及燃料消耗两个方面研究探测系统的探测误差对拦截系统拦截效果的影响。在系统分析了末段拦截系统的探测误差及弹目运动规律的基础上,建立了基于比例导引法的末段拦截系统模型,将无迹卡尔曼滤波引入模型中对状态变量进行滤波处理。通过改变探测误差的大小研究探测误差与脱靶量和燃料消耗之间的关系,给出了成功拦截时雷达探测误差与导引头探测误差应满足的条件。     

反导作战指控系统对TBM毁伤效果评估

初步研究了反导作战指控系统对于TBM毁伤效果评估的过程和依据。以动能杀伤器（KKV）为研究对象,首先分析了KKV脱靶量和杀伤模型,在此基础上,对反导指控系统对TBM的毁伤准则和毁伤效果评估进行了研究并给出了一般TBM毁伤判断流程,最后举例以KKV导引头作用距离和噪声对脱靶量的影响分析研究了达到直接碰撞杀伤的条件。     

CEC/SINS组合的相对导航与定位算法

针对协同作战中高动态机动平台,CEC中基本的相对导航算法会产生较大滞后误差、引起过冲现象以及惯导误差随时间累积等问题,研究了一种基于CEC/捷联惯导(SINs)组合的相对导航算法,分析并介绍了算法的基本思想和特点,并对其滤波器进行了设计.仿真结果表明:该算法弥补了惯导误差随时闱积累的不足,提高了其导航精度和稳定性.     

基于结构随机跳变系统的制导误差预测

针对空中目标作大机动时导弹制导误差难以预测的缺点,将导弹和目标视为一个结构随机跳变系统,并将目标作大机动当作系统的外部扰动输入,建立了该系统的数学模型,应用结构随机跳变系统理论对脱靶量的数学期望和方差进行了计算。通过仿真表明,该方法可对大机动目标进行制导误差预测,还可为变系数导引律的设计提供依据。     

多约束强化学习最优智能滑翔制导方法

为提升复杂飞行任务下滑翔制导的自主性,提出一种基于最优制导与强化学习的多约束智能滑翔制导策略。引入三维最优制导以满足终端经纬度、高度以及速度倾角约束。提出基于侧向正弦机动的速度控制策略,研究考虑机动飞行的终端速度解析预测方法。针对速度控制中机动幅值无法离线确定的问题,研究基于强化学习的智能调参方法。该方法基于终端速度设计状态空间,以机动幅值设计动作空间,设计综合终端速度误差与滑翔制导任务的回报函数,采用Q-Learning实现机动幅值的智能调整。仿真结果表明,智能滑翔制导方法能够高精度满足终端多种约束,并能有效提升复杂任务下的自主决策能力。