基本介紹
- 中文名：飛彈制導和控制系統
- 出版社：北京理工大學出版社
- ISBN：7564001046
- 出版日期：2004 年7月
發展概況,分類,制導精度,系統性試驗,發展狀況,相關圖書,基本信息,內容簡介,
發展概況
飛彈制導和控制系統起源於第二次世界大戰期間德國研製的V-1、V-2和“萊茵女兒”飛彈。V-2飛彈使用了簡單的慣性制導系統，從那時起直到80年代，無論是發射人造地球衛星的火箭或是洲際飛彈套用的仍然是V-2飛彈的制導原理。50年代，彈道飛彈主要採用無線電-慣性複合制導以提高命中精度。 地空飛彈著重發展中、高空（1～20公里）和中、遠程（30～300公里）的無線電制導系統。在這一時期，人們解決了指令制導、波束制導和尋的制導中一系列基本技術問題，使地空飛彈成為有效的武器。紅外尋的制導當時也已採用，但性能不佳。60年代，隨著慣性儀表精度的提高和誤差分離與補償技術的發展和套用，慣性制導系統因精度顯著提高而得到廣泛的套用。低空飛機、高低空無人駕駛飛機和巡航飛彈的發展促進了地空飛彈制導和控制技術（如快速反應和雷達低空性能）的發展。在這一時期中，光學跟蹤和光電制導技術也有所發展。70年代，制導系統的制導精度得到較大提高，洲際飛彈的精度比50～60年代提高了一個數量級。
分類
飛彈制導和控制系統的控制導引方法
可分為6類：①自主式：在制導和控制過程中，根據飛彈內部或外部的固定參考基準控制飛彈的飛行。制導和控制系統都裝在飛彈內部，不需要任何人為的控制，也不需要地面設備配合工作。套用這種方法的系統主要有慣性制導系統、天文制導系統。②尋的式（見尋的制導）。③指令式（見指令制導）。④波束式（見波束制導）。⑤圖像匹配式（見圖像匹配製導）。⑥複合式：將上述方式組合起來形成複合式制導和控制系統，可以充分發揮各種方式的優點。
飛彈制導和控制系統按所用物理量的性質
按套用對象分為下面3類
戰術飛彈所用的導引規律通常有5種:①追蹤法：飛彈飛行速度的方向總是對準目標瞬時位置。②三點法：指揮站、飛彈和目標三者始終保持在一條直線上。③前置角法：飛彈和目標的連線（稱為視線）與某基準線之間保持常值的夾角，即視線角為常值。這樣飛彈始終沿著與目標相遇的路線飛行(圖2 )。④位置前置點法：飛彈超前於目標與指揮站的連線一定距離，飛彈和指揮站連線與目標和指揮站連線間的夾角隨著飛彈飛近目標而減小，直至為零。⑤比例導引法：飛彈速度向量的轉動角速度與視線轉動角速度成比例。
巡航飛彈制導和控制系統 這類飛彈飛行軌跡的特點是在一段時間內保持等高或按預定高度程式飛行，在接近目標時，再俯衝飛向目標。岸艦、空艦、艦艦和空空飛彈多採用這種飛行方式。遠程戰略巡航飛彈多在低空或超低空飛行以提高突防能力，攻擊的目標一般為慢速活動目標或固定目標。
這類飛彈的制導和控制系統與無人駕駛飛機的控制系統相似，一般採用程控（航程控制）高度表或慣性制導方式控制高度，接近目標時轉為其他制導方式（如尋的制導、圖像匹配製導等），現代多採用慣性制導和圖像匹配製導。為了修正慣性制導在長時間飛行中的積累誤差，可附加自動星體跟蹤器（見天文導航）以取得修正信息。
制導精度
它是飛彈制導和控制系統最主要的性能指標，也是決定命中精度最主要的因素。攻擊固定目標時飛彈的命中精度一般用圓公算偏差表示，攻擊活動目標則用脫靶量表示。圓公算偏差的含意是向一個目標發射多枚飛彈，以目標為圓心作包圍半數落下飛彈的圓，這個圓的半徑即為圓公算偏差。脫靶量是飛彈飛行過程中飛彈與目標之間的最小距離。自主式制導方式的制導誤差主要包括方法誤差和工具誤差兩部分：方法誤差是指由於所採用的制導規律不完善（例如方程的簡化等）而產生的誤差；工具誤差是指由於使用裝置的誤差（例如陀螺儀的漂移、加速度計的測量誤差等）而產生的誤差。其他制導方式的制導誤差主要包括原理誤差和測量誤差兩部分；原理誤差是指由於系統動態滯後等因素產生的誤差；測量誤差是指由探測裝置等引起的誤差。
系統性試驗
飛彈制導和控制系統是一個綜合性很強的複雜系統，在研製過程中各類系統性試驗具有很重要的作用。這類試驗有：①彈體橫向振動試驗（見火箭振動特性試驗）；②系統綜合試驗和系統匹配試驗：藉以考驗系統內部的設備之間、分系統之間及與其他系統（例如地面、遙測、安全等系統）之間是否協調和匹配，功能和參數是否滿足設計要求；③電磁相容性試驗；④仿真試驗；⑤飛行試驗。
目標和它所處背景對電磁波輻射和散射的特性以及各種干擾都會影響探測裝置的探測能力和探測精度，從而影響整個飛彈的性能。因此，在設計制導和控制系統時應使系統與目標特性有最佳的匹配，最大限度地抑制背景的影響，提高抗干擾的能力。
發展狀況
80年代以來，飛彈探測和制導精度已大大提高。即將投入使用的“高級慣性參考球”(又稱浮球平台)將進一步提高慣性制導精度。採用複合制導可以提高防空飛彈抗干擾和全天候的作戰能力。正在研製的“導航星”全球定位系統可提供更精確的制導方法。雷達頻率捷變技術、成像制導技術和隱身技術的發展將提高巡航飛彈的命中精度、抗干擾能力和突防能力。
相關圖書
《飛彈制導與控制系統原理 》
