航空航天技术——制导系统技术.ppt
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制导系统技术1导弹制导原理概述导弹制导系统从功能上可分为导引系统和控制系统两部分。导弹制导系统分类2自主制导系统自主制导系统中,由于导弹在飞行过程中不与目标、制导站发生联系,故隐蔽性好,不易被干扰。导弹的射程远,制导精度也较高。但导弹一旦发射出去,其飞行弹道就不能再改变,所以只能攻击固定目标或已知其飞行轨迹的目标。2.2测量、敏感装置需要指出,陀螺仪的定轴性的条件是没有外力矩的作用,实际上,由于轴承与传感器存在摩擦,以及陀螺仪本身制造上的不对称和不平衡等原因,经常有干扰力矩作用在陀螺仪上,它引起转子轴的缓慢进动,使之渐渐地偏离其原始方向,这种现象称为陀螺仪的漂移。陀螺仪的缓慢进动角速度称为漂移率或漂移速度,通常用每小时漂移的度数来表示。漂移率是衡量陀螺稳定性和工作精度的重要指标,它严重地影响到制导的精度。例如射程为10000km的洲际导弹,其陀螺稳定平台的常值漂移率为0.02°/h,引起约400m的落点偏差。减小漂移率可采用增加转子的动量矩和减小干扰力的办法。为了减小支架轴承所导致的摩擦力矩,出现了液浮陀螺仪,气浮陀螺仪,挠性陀螺仪,静电陀螺仪,激光陀螺仪以及半球式固体波陀螺仪等。(2)定位陀螺仪(3)速率陀螺仪(4)积分陀螺仪(6)飞行高度表2.3惯性制导系统平台惯导系统陀螺稳定平台捷联惯导系统惯性制导系统完全自动地制导导弹飞行,具有很强的抗干扰能力。但是,由于该系统中陀螺仪存在着漂移误差,这种误差会积累,对于飞行时间长(射程大)的导弹,误差就增大。所以,惯性制导系统一般不单独使用。如单独使用,则对陀螺仪的精度要求就非常高。利用测量恒星的方法来确定导弹在地面的位置;一般测量两个恒星的位置。天文制导系统完全自动化,不受外界干扰,其准确度取决于设备中仪器的误差。但是,利用天文制导系统,一旦六分仪看不见恒星时,则整个系统就陷于停顿,所以天文制导一般不单独使用,往往和惯性制导系统一起使用,以它作为整个制导系统的校正装置。天文制导系统的设备复杂、重量大,故一般用于远程导弹上。2.5多普勒制导系统多普勒系统方框图1—积分器;2—频率计;3—放大器;4—混频器;5—发射机;6—接收机;7—天线2.6图像匹配制导系统2.7程序制导3遥控制导系统遥控制导系统的制导精度较高,作用距离可以比自寻的稍远些,弹上制导设备简单。但其制导精度随导弹与制导站的距离增大而降低,且易受外界干扰。3.2指令系统(1)有线指令制导系统这种系统的优点是设备简单,成本低,不易受敌方干扰。但是由于要射手手控发送指令,因而要对射手训练很严格,而且作战效果与射手的生理、精神状态有关。导弹的速度较低,一般不高于200m/s左右,否则射手来不急反应。导弹的射程,作战地形都严重受到限制,最大射程不超过4km。这种导弹是所谓的第一代反坦克导弹的制导方式。光纤制导(2)无线电指令制导系统防空导弹的自动飞行制导系统方框图1—应答机;2—接收机;3—译码器;4—自动驾驶仪;5—发射机;6—编码器;7—防空导弹跟踪雷达;8—计算机;9—目标跟踪雷达这种自动指令制导系统的优点是装在弹上的设备较简单。缺点是由于地面设备测量的是角度引导误差,所以导弹的导引误差(射程在20km时,导引误差约为50m)与飞行距离成比例。(3)电视指令制导系统电视指令式系统观测目标的基准在弹上,它和前面叙述的观测基准在指控站的情况不一样,是在导弹上测出目标相对导弹的位置。电视指令式系统的优点是导引精度高,操纵人员能选择目标;缺点是易受敌方干扰和天气的影响。3.3波束制导系统波束制导系统可分为无线电波束制导系统和激光波束制导系统两种。无线电波束制导系统可以看作是无线电指令制导系统的特例,它向导弹发出的不是指令,而是雷达波束。雷达在空间形成一个狭窄的锥形波束,导弹自动地沿雷达波束飞行,由雷达波束将导弹导向目标,弹上设备的任务是使导弹在整个飞行期间都保持在波束轴上。因而,在导弹上装有测定导弹偏离波束轴偏移量的装置和产生所需控制信号的装置。激光波束制导系统的原理和无线电波束制导系统的原理相同,只不过将无线电波换成了激光波束。激光波束的优点是不易被干扰,精度高。但由于受功率等因素的限制,一般只用在近距离战术导弹,如反坦克导弹上。为了对高速运动目标或多目标进行探测和跟踪,相控雷达阵得到了发展和应用。这种雷达的天线由几百个或几千个辐射元件排列成阵列,每个辐射元件都与计算机控制的移相器连接,用移相器来控制辐射元件所发射的无线电波的相位,可以按需要改变每个阵面场的相位分布,这样就形成了一个指向可以改变的波束,在空间实现扫瞄。这种雷达的天线没有机械运动,用电子扫瞄代替了机械扫瞄,扫瞄速度提高了百万倍。优点波束指向灵活,能实现无惯性快速扫描,数据率高;一个雷达可同时形成多个独立波束,分别实现搜索、