基本介紹
- 中文名：密集陣防禦系統
- 類型：防禦系統
- 國家：美國
- 計算機：CDC469E小型計算機
閉環火控,武器控制,
閉環火控
火炮的射擊控制問題
已知：⑴測量的目標位置
⑵空間穩定天線速率伺服
⑶空間穩定火炮速率伺服
⑷火炮與天線的相對位置
尋求：
⑴天線伺服速率指令使目標保持跟蹤
⑵火炮伺服速率指令使射彈攔截目標
常規射擊控制中的誤差源
⑴炮與跟蹤雷達之間的機械的和電子的失調
⑵彈丸彈道誤差（風、氣象效應）
⑶工具偏差和噪音（分解器、速率陀螺）
⑷目標機動
在三位一體的結構中。用兩個積分陀螺穩定天線，用算法計算速率指令維持跟蹤雷達跟蹤目標。另有火力管制算法提供射擊諸元，指揮火炮射擊。跟蹤雷達提供目標距離、仰角和方位，天線先被平穩在水平後在俯仰方向。炮架也是兩度自由，用速率陀螺可量出高低和方向的變化率，算出慣性參考坐標系。根據目標的定位數據可算出目標的坐標和機動。在火控計算機中存有火炮的所有彈道數據，從而算出火炮的指向，炮瞄準角加上提前角產生速率指向控制火炮。
⑴目標的估計，算出目標速度和加速度，用速度補償的辦法利用速度預測推動跟蹤雷達天線保持跟蹤。
⑵預測和管理火炮
用目標速度和加速度及彈丸的彈道數據，算出合理的火炮提前角，預測目標的未來位置。
⑶有一系列的邏輯決定開火、毀傷評定及停火。
這樣火炮有很多誤差源，可能有錯誤的指向、彈道數據在計算機中不一定代表實際射彈的情況，速率陀螺隨時間變化的誤差，無法在速率陀螺本身進行校正，目標運動假定以外，如目標機動，則無法考慮這種因素，特別當目標損傷但未被擊毀時，這種機動是很難預測的。由於誤差的存在，開環系統的射彈打不中目標就是打不中，毫無辦法。而雷達觀測彈著可以知道彈丸與目標的偏差，因都卜勒頻率，目標與彈丸差不多，故設一前一後距離波門，前後門是交替使用的一個波門通過變換位置而得到，根據前門與後門的數據，在火控計算機算出最接近目標的角量化的誤差。
利用彈丸都卜勒數據，改善射彈預先存貯於計算機的彈道數據。在計算機中存貯了彈道表，有彈丸的目標附近的存速，而雷達實時觀測彈丸的存速（都卜勒），從而得出差量（測出的存速與計算機計算的存速之差）經過低通濾波進入彈道預測方程得出炮口速度，利用炮口速度將有助於估計正確的彈丸飛行時間。
都卜勒測量精度10英尺/秒
整個系統的偏差由大閉環校正消除
⑴閉環瞄準可以校正
①動態的火炮伺服滯後
②在目標附近，風的影響
③動態跟蹤誤差
④炮管的熱效應
⑤火控動態誤差
對於目標機動，尤其是已損傷但未被擊毀的目標，檢測其機動，命中的可能就會增大。
⑥靜態偏差
⑦彈藥分組的彈道差
⑵預先校準可校正
①靜態跟蹤的炮瞄準誤差
②批與批之間的彈道差
⑶閉環控制
多路徑效應
雷達觀測的射彈彈著誤差經瞄準誤差估計器處理結合預先校正數據作為瞄準校正量。實時修正火控解，使系統獲得零平均的瞄準誤差。
在整個射擊過程中，從獲得脫靶量開始，閉環控制一直使用。
當目標掠海飛行時，跟蹤雷達處於低角跟蹤狀態會出現低空映象的問題，這時電磁波會產生多路徑效應，反射波經過海面折射，計算機據此進行計算，會產生錯誤的目標位置（虛影），這樣雷達天線便在真目標與海面以下的虛影之間作上下擺動，使雷達不能在緊貼水面飛行的目標與虛影之間作出正確的分辨。
<0.7波 束 寬 度
就認為進入多路徑效應
密集陣系統在剛開始設計時就考慮了這一問題。做了很多試驗，在密集陣雷達頻率上，對於通常的作戰目標速度、高度，計算出的多路徑效應，頻率很高，高於設計頻率，從而估計出這多路效應的擾動平均值為零，可用濾波器濾掉。此外，掠海飛行的目標不可能作太大的機動，在這種情況下，目標要機動就必須向上飛，這時多路徑效應就不存在了。在軟體中，根據目標的高度和距離用了很重（即觀察時間長）的自適應濾波器。這樣多路徑效應的問題結合軟體來解決。根據實際試驗的經驗，處理多路徑效應不需要很嚴密的方法。對彈丸來講，在海面飛行，多路徑效應也同樣存在，也是零平均值，現在是用軟體的辦法，但並不是完全解決，只是降低影響，使火炮能瞄準目標。做過5公尺以下的高度，1－4級的海情下的試驗。
對於多路徑套用一個估計的高度，濾波器濾掉多路徑效應的振動誤差，然後控制火炮，濾波器時間重，便於火炮平穩。
效果
1970年做過許多模擬試驗證實，並適於有人駕駛的飛機，最近幾年也做過50英尺－10英尺的拖靶試驗。1984年4月17日在加利福尼亞州海岸2－3級海情，用BQM無人駕駛靶機，6米高，700英尺/秒速度，6000英尺開火，3000英尺擊中。
計算機模擬，故意加4毫弧的偏差，加入閉環控制，經過0.5秒就去掉80%，2秒鐘全部去掉。
通常大閉環系統可以使系統偏差從5－10毫弧降低到1－2毫弧，這是通過大量的模擬計算和實場試驗證實的。
使用計算機的模擬程式估計命中率，用數學模型模擬系統的有關設備，所有在火控計算機的程式中，目標航路有真實航路，也有數學模擬的航路，擾動形式根據軍方的數據。
海軍要求的毀傷機率是80%。
在作戰鑑定時，對所有出現的目標多發命中計算為100%（當場擊毀）。
武器控制
計算機概述
系統硬體
16位字長
速度：加法2.4μS
16字、16位記錄檔案
4級優先中斷
三地址型
