《航天技術(shù)概論(四)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《航天技術(shù)概論(四)（24頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第 四 章 導(dǎo) 彈 制 導(dǎo) 控 制 系 統(tǒng)4.1 概 述4.1.1制 導(dǎo) 系 統(tǒng) 的 功 用 及 組 成 圖4.1 導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)的基本組成 引 導(dǎo) 系 統(tǒng) ： 探 測(cè) 或 測(cè) 定 導(dǎo) 彈 相 對(duì) 于 目 標(biāo) 或 發(fā) 射 點(diǎn) 的 位 置 ， 按 照 要 求 的 彈 道 ， 形 成 引 導(dǎo) 指 令 ， 并 將 引 導(dǎo) 指 令 傳 送 給 控 制 系 統(tǒng) 。 由 探 測(cè) 設(shè) 備 和 導(dǎo) 引 指 令 形 成 裝 置 組 成 。控 制 系 統(tǒng) ： 響 應(yīng) 引 導(dǎo) 系 統(tǒng) 的 引 導(dǎo) 指 令 信 息 ， 產(chǎn) 生 作 用 力 ， 迫 使 導(dǎo) 彈 改 變 飛 行 軌 跡 ， 使 導(dǎo) 彈 沿 著 要 求 的 彈

2、 道 飛 行 ; 或 者 穩(wěn) 定 導(dǎo) 彈 的 飛 行 。 由 導(dǎo) 彈 姿 態(tài) 敏 感 元 件 、 操 縱 面 位 置 敏 感 元 件 、 計(jì) 算 機(jī) 、 作 動(dòng) 裝 置 、 操 縱 面 和 彈 體 組 成 。 4.1.2制 導(dǎo) 系 統(tǒng) 的 分 類 自 主 式 制 導(dǎo) ： 不 需 要 從 目 標(biāo) 或 制 導(dǎo) 站 獲 取 信 息 ， 完 全 由 彈 上 制 導(dǎo) 設(shè) 備 測(cè) 量 周 圍 環(huán) 境 的 物 理 特 性 產(chǎn) 生 導(dǎo) 引 信 號(hào) ， 使 導(dǎo) 彈 沿 預(yù) 定 彈 道 飛 向 目 標(biāo) 的 制 導(dǎo) 。遙 控 式 制 導(dǎo) ： 是 由 導(dǎo) 彈 以 外 的 指 揮 站 向 導(dǎo) 彈 發(fā) 出 引 導(dǎo) 信 息

3、 ， 使 導(dǎo) 彈 飛 向 目 標(biāo) 的 制 導(dǎo) 方 式 。自 尋 的 制 導(dǎo) ： 是 由 彈 上 設(shè) 備 直 接 感 受 目 標(biāo) 輻 射 或 反 射 的 各 種 信 號(hào) （ 聲 、 光 、 電 、 磁 、 熱 等 ） 而 形 成 控 制 指 令 實(shí) 現(xiàn) 制 導(dǎo) 。 圖4.2 慣性制導(dǎo)原理圖 4.2 自 主 式 制 導(dǎo) 系 統(tǒng)定 義 慣 性 制 導(dǎo) 系 統(tǒng) 是 指 利 用 彈 上 的 慣 性 元 件 （ 陀 螺 、 加 速 度 計(jì) ） ， 測(cè) 量導(dǎo) 彈 相 對(duì) 于 慣 性 空 間 的 運(yùn) 動(dòng) 參 數(shù) （ 如 加 速 度 等 ） ， 并 在 給 定 運(yùn) 動(dòng) 的 初始 條 件 的 基 礎(chǔ) 上 ， 由

4、制 導(dǎo) 計(jì) 算 機(jī) 算 出 導(dǎo) 彈 的 速 度 、 位 置 等 參 數(shù) ， 并 將算 出 的 位 置 信 息 與 方 案 計(jì) 算 機(jī) 的 預(yù) 定 值 進(jìn) 行 比 較 ， 形 成 引 導(dǎo) 指 令 ， 以導(dǎo) 引 導(dǎo) 彈 按 預(yù) 定 彈 道 飛 行 。 4.2.1 慣 性 制 導(dǎo) 1） 加 速 度 計(jì)慣 性 元 件P k s P k sa m m k sa a k sm 2） 陀 螺 儀 陀 螺 + 支 撐 及 輔 助 裝 置陀 螺 儀 具 有 定 軸 性 和 進(jìn) 動(dòng) 性 。定 軸 性 ： 轉(zhuǎn) 軸 在 慣 性 空 間 保 持 恒 定 的 方 向 。陀螺進(jìn) 動(dòng) 角 速 度 為 ： M MH J 陀螺儀

5、 陀 螺 儀 發(fā) 展 的 兩 個(gè) 方 向 1、 高 精 度測(cè) 量 誤 差 ： 常 值 漂 移 和 隨 機(jī) 漂 移 。 高 精 度 ： 0.00001 /h 中 等 精 度 ： 0.1 /h 低 精 度 ： 幾 度 /h2、 低 成 本 、 小 型 化陀 螺 的 分 類 三 浮 陀 螺 （液 浮 、 氣 浮 、 磁 懸 浮 ） 靜 電 陀 螺 、 激 光 陀 螺 、 光 纖 陀 螺 1983-1994美國(guó)各類陀螺比例 陀螺穩(wěn)定平臺(tái) 平臺(tái)式慣導(dǎo)制導(dǎo)原理圖 慣 性 制 導(dǎo) 的 分 類 平 臺(tái) 式 慣 導(dǎo) 和 捷 聯(lián) 式 慣 導(dǎo) 捷聯(lián)式慣導(dǎo)制導(dǎo)原理圖慣 導(dǎo) 系 統(tǒng) 的 優(yōu) 缺 點(diǎn) 1） 抗 干 擾 能

6、 力 和 隱 蔽 性 強(qiáng) ， 可 提 供 全 球 導(dǎo) 航 能 力 ； 2） 誤 差 隨 時(shí) 間 累 計(jì) 增 大 ， 需 要 初 始 對(duì) 準(zhǔn) ； 4.2.3 地 形 匹 配 制 導(dǎo) (terrain contour matchingTERCOM) 預(yù) 先 用 偵 察 衛(wèi) 星 或 其 它 偵 察 手 段 ， 測(cè) 繪 出 導(dǎo) 彈 預(yù) 定 飛 行 路線 的 地 形 高 度 數(shù) 據(jù) 并 制 成 數(shù) 字 地 圖 ， 存 貯 在 彈 上 制 導(dǎo) 系 統(tǒng) 中 。導(dǎo) 彈 發(fā) 射 后 ， 彈 上 測(cè) 量 裝 置 實(shí) 際 測(cè) 得 的 地 形 數(shù) 據(jù) 與 存 貯 在 彈 上的 數(shù) 字 地 圖 進(jìn) 行 比 較 ， 利

7、用 地 形 等 高 線 匹 配 來 確 定 導(dǎo) 彈 的 地 理位 置 ， 并 將 導(dǎo) 彈 引 向 預(yù) 定 區(qū) 域 或 目 標(biāo) 的 制 導(dǎo) 。 雷 達(dá) 高 度 表氣 壓 高 度 表 4.2.4景 象 匹 配 區(qū) 域 相 關(guān) 制 導(dǎo) (scene matching area correlation) 利 用 彈 上 設(shè) 備 實(shí) 拍 導(dǎo) 彈 飛 行 地 區(qū) 的 景 物 圖 像 （ 實(shí) 時(shí) 圖 ） ， 經(jīng) 過 數(shù) 字轉(zhuǎn) 換 ， 與 預(yù) 存 的 基 準(zhǔn) 數(shù) 據(jù) 陣 列 (基 準(zhǔn) 圖 )在 計(jì) 算 機(jī) 中 進(jìn) 行 配 準(zhǔn) 比 較 ， 來 確定 導(dǎo) 彈 相 對(duì) 于 目 標(biāo) 位 置 的 制 導(dǎo) 技 術(shù) ， 通

8、 常 簡(jiǎn) 稱 景 象 匹 配 制 導(dǎo) 。 4.2.5衛(wèi) 星 導(dǎo) 航定 義 ： 接 收 導(dǎo) 航 衛(wèi) 星 發(fā) 射 的 無 線 電 信 號(hào) ， 通 過 解 算 ， 獲 得 載 體 的 位 置 、 速 度 、 姿 態(tài) 信 息 ， 以 此 來 形 成 導(dǎo) 引 指 令 的 制 導(dǎo) 系 統(tǒng) 。典 型 的 衛(wèi) 星 導(dǎo) 航 系 統(tǒng)美 國(guó) 的 GPS前 蘇 聯(lián) 的 GLONASS中 國(guó) 的 北 斗 雙 星 1)GPS（ Global Positioning System）GPS 空 間 部 分地 面 監(jiān) 控 部 分 用 戶 接 收 機(jī)： 24顆 星 ， 軌 道 高 度 2.02萬 千 米 ， 運(yùn) 行 周 期 約

9、為 11小 時(shí) 58分 .： 4個(gè) 監(jiān) 控 站 、 1個(gè) 上 行 注 入 站 和 1個(gè) 主 控 站 GPS的 工 作 原 理 GPS的 導(dǎo) 航 精 度 P碼 目 前 己 由 16m提 高 到 6m， C/A碼 目 前 己 由 25100m 提 高 到 12m， 授 時(shí) 精 度 日 前 約 20ns。 式中： vti (i=1、2、3、4) 分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4的衛(wèi)星鐘的鐘差，由衛(wèi)星星歷提供。vto為接收機(jī)的鐘差。 2） GLONASS系 統(tǒng) 由 24顆 衛(wèi) 星 組 成 ， 均 勻 分 布 在 3個(gè)近 圓 形 的 軌 道 平 面 上 ， 每 個(gè) 軌 道 面 8顆衛(wèi) 星 ， 軌 道

10、 高 度 19100公 里 ， 運(yùn) 行 周 期11小 時(shí) 15分 ， 軌 道 傾 角 64.8 。 GLONASS系 統(tǒng) 單 點(diǎn) 定 位 精 度 水 平 方向 為 16m， 垂 直 方 向 為 25m。項(xiàng)目GPS GLONASS星座衛(wèi)星數(shù)24 24軌道面?zhèn)€數(shù)6 3軌道高度20183公里19100公里運(yùn)行周期11小時(shí)58分11小時(shí)15分軌道傾角55度65度載波頻率L1:1575.42MHz L1:1602.561615.50MHz L2:1227.60MHz L2:1246.441256.50MHz傳輸方式碼分多址頻分多址調(diào)制碼C/A-碼和P-碼S碼和P碼時(shí)間系統(tǒng)UTC UTC坐標(biāo)系統(tǒng)WGS-8

11、4 SGS-E90 3） 北 斗 導(dǎo) 航 系 統(tǒng) 由 2顆 地 球 靜 止 衛(wèi) 星 、 1顆 在 軌 備 份 衛(wèi)星 、 中 心 控 制 系 統(tǒng) 、 標(biāo) 校 系 統(tǒng) 和 各 類 用 戶機(jī) 等 部 分 組 成 。 定 位 系 統(tǒng) 覆 蓋 范 圍 是 北 緯 5 55 ， 東 經(jīng) 70 140 之 間 的 心 臟 地 區(qū) ， 上 大 下 小 ， 最 寬 處 在 北 緯 35 左 右 。 定 位 精 度 為 水 平 精 度 100 m， 設(shè) 立 標(biāo) 校 站 之 后 為 20 m(類 似 差 分 狀 態(tài) )。 工 作 頻 率 ： 2491.75 MHz。 授 時(shí) 精 度 約 100ns。 指 揮 站 發(fā)

12、 出 波 束 (無 線 電 波 束 、 激 光 波 束 )， 控 制 波 束 自 動(dòng)跟 蹤 目 標(biāo) 。 彈 上 制 導(dǎo) 設(shè) 備 感 知 導(dǎo) 彈 偏 離 波 束 的 方 向 和 距 離 ， 并產(chǎn) 生 相 應(yīng) 的 引 導(dǎo) 指 令 ， 操 縱 導(dǎo) 彈 始 終 沿 著 波 束 飛 向 目 標(biāo) 。單 波 束 系 統(tǒng) （ 按 三 點(diǎn) 法 導(dǎo) 引 ） ， 圖 (a)雙 波 束 系 統(tǒng) （ 按 前 置 點(diǎn) 法 導(dǎo) 引 ） ,圖 (b)4.3 遙 控 式 制 導(dǎo)4.3.1 波 束 制 導(dǎo) 原 理 制 導(dǎo) 控 制 指 令 由 彈 外 的 制 導(dǎo) 站 產(chǎn) 生 ， 由 指 令 傳 輸 通 道 傳 輸 到導(dǎo) 彈 上 ，

13、 操 縱 導(dǎo) 彈 飛 向 目 標(biāo) 。 組 成 （1）跟 蹤 測(cè) 量 裝 置 ： 目 視 的 、 光 學(xué) 的 、 雷 達(dá) 的 、 電 視 的 （ 2） 指 令 形 成 裝 置 （ 3） 指 令 傳 輸 裝 置 ： 有 線 的 、 無 線 的 （ 4） 指 令 接 收 和 變 換 裝 置 分 類 目 視 有 線 指 令 制 導(dǎo) （ ） 、 光 學(xué) 有 線 指 令 制 導(dǎo) （ 紅 箭 -73） 、 雷 達(dá) 無 線 指 令 制 導(dǎo) （ 紅 旗 -2） 、 電 視 指 令 制 導(dǎo)4.3.2 指 令 制 導(dǎo) 雷達(dá)指令制導(dǎo)示意圖 電 視 遙 控 指 令 制 導(dǎo) 工 作 原 理 圖 TVM(Tracking

14、Via Missile)制導(dǎo) 利 用 導(dǎo) 彈 上 的 半 主 動(dòng) 導(dǎo) 引 頭 測(cè) 量 導(dǎo) 彈 相 對(duì) 于 目 標(biāo) 的 位 置 坐 標(biāo) 及 其變 化 率 ， 并 將 測(cè) 量 結(jié) 果 及 彈 上 其 他 運(yùn) 動(dòng) 參 數(shù) 通 過 下 行 傳 輸 通 道 傳 送 到地 面 的 制 導(dǎo) 站 ， 地 面 制 導(dǎo) 站 計(jì) 算 機(jī) 將 地 面 制 導(dǎo) 站 測(cè) 量 得 到 的 目 標(biāo) 與 導(dǎo)彈 運(yùn) 動(dòng) 信 息 及 彈 上 下 傳 的 信 息 進(jìn) 行 處 理 和 狀 態(tài) 估 計(jì) ， 根 據(jù) 導(dǎo) 引 規(guī) 律 的要 求 形 成 控 制 指 令 ， 并 通 過 上 行 傳 輸 通 道 ， 由 地 面 的 制 導(dǎo) 站 傳

15、 送 到 彈上 ， 控 制 導(dǎo) 彈 飛 向 目 標(biāo) 。 分 類 主 動(dòng) 式 自 尋 的 、 半 主 動(dòng) 式 自 尋 的 、 被 動(dòng) 式 自 尋 的 。 （ 1） 主 動(dòng) 式 自 尋 的 彈 上 有 能 量 發(fā) 射 裝 置 。 照 射 到 目 標(biāo) 上 ， 被 目 標(biāo) 反 射 回 來 ， 被 導(dǎo) 彈 接 收 。 （ 2） 半 主 動(dòng) 式 自 尋 的 在 導(dǎo) 彈 外 有 照 射 源 。 照 射 到 目 標(biāo) 上 ， 被 目 標(biāo) 反 射 回 來 ， 被 導(dǎo) 彈 接 收 。 （ 3） 被 動(dòng) 式 自 尋 的 利 用 目 標(biāo) 輻 射 的 紅 外 線 或 無 線 電 波 工 作 。4.4 自 尋 的 制 導(dǎo) 4.5 復(fù) 合 制 導(dǎo)目 的 ： 提 高 導(dǎo) 引 精 度 ， 增 加 制 導(dǎo) 距 離 和 抗 擾 能 力 。 “ 愛 國(guó) 者 ” MIM-104 制 導(dǎo) 方 式 ： 程 序 +指 令 +TVM 程 序 起 飛 ， 指 令 修 正 ， 彈 上 導(dǎo) 引 頭 發(fā) 現(xiàn) 目 標(biāo) 時(shí) ， 進(jìn) 入 TVM制 導(dǎo) 。 “ 戰(zhàn) 斧 ” BGM-109C(海 基 ) 制 導(dǎo) 方 式 ： 慣 導(dǎo) +地 形 匹 配 +數(shù) 字 景 像 匹 配 “ 飛 魚 ” AM39 制 導(dǎo) 方 式 ： 慣 導(dǎo) +主 動(dòng) 雷 達(dá) 末 制 導(dǎo) “ AIM-120A” 制 導(dǎo) 方 式 ： 慣 導(dǎo) +指 令 修 正 +主 動(dòng) 雷 達(dá)