第5章 制导方案及制导律.ppt

5.3 几种常见的制导方式 标准轨道制导方法 轨迹跟踪制导：惯性位置导航（也包括INS/GNSS组合导航）是最常用的轨迹跟踪制导方法 预测制导方法 弹道预测：数值积分或近似解析算法预测落点 零控脱靶量(Zero Effect Miss, ZEM) 不同于自动驾驶仪系统具有几种典型的拓扑形式，制导系统的回路形式取决于所采用的制导方式和制导律。 * * Beijing Institute of Technology Beijing Institute of Technology 飞行器制导与控制技术——制导概念及制导律 主讲教师：熊芬芬 fenfenx@bit.edu.cn 图. 导弹制导控制系统示意图 第五章 制导相关概念及制导律 制导方案：飞行器整个飞行过程中的涉及到的制导方法(采用何种元件、如何测得导弹和目标的位置)、制导律等，如：初始段利用程序制导，中段利用惯性制导，末段利用自寻的制导。 自寻的制导、遥控指令制导、方案制导、惯性制导、复合制导 制导律：导弹飞向目标的规律，决定飞行轨迹。 几种常见的制导方式：轨迹跟踪制导、预测制导。 * 5.1 制导方案 * 制导方案由弹道形式决定 采取什么样的制导方案，与什么有关呢？ 飞行器的弹道形式决定过了制导方案！ 制导方案分类 * 制 导 系 统 实际上制导方式很多、很乱，不易理清、也不易理解，建议采用如下方式分类和理解。 1）飞行器相对于惯性空间的导引，导弹需提前预知目标的运动信息 惯性导航（误差随时间累积） 程序制导（不能自适应随机扰动） GPS/星光/GLONASS/伽利略/北斗 地形/图像匹配 2）飞行器相对目标运动的导引，导弹需实时感知目标的运动信息 指令制导 寻的制导 * 提前预知目标的运动信息： 惯导、程序制导、GPS 目标信息提前已知，目标不在制导回路中 导弹监测系统 导航计算机 执行机构、操纵导弹 * 实时感知目标的运动信息： 指令制导、寻的制导 目标信息实时监测，目标在制导回路中 导弹监测系统 导航计算机 目标监测系统 * 5.1.1 程序制导 导引导弹按预先拟制好的计划飞行，导弹在飞行中的导引指令根据导弹的实际参量值与预定值的偏差来形成. 程序制导也称方案制导系统, 自主制导系统 应用场景：垂直发射转弯、机载/舰载发射离轨、越肩发射、巡航弹主动段等. 执行方式：控制弹道曲线、控制弹体姿态. 特点： 设备简单，制导系统与外界无联系，抗干扰性好. 通常不能独立完成全程导航，单从制导技术层面讲，没有什么关键问题. * 5.1.2 惯性导航（INS，Inertial Navigation System） 利用弹上惯性元件，测量导弹相对于惯性空间的运动参数，由制导计算机计算出导弹的速度、位置及姿态等参数，形成控制信号，导引导弹完成预定飞行任务的一种自主制导系统。 惯导基本概念 INS（inertial navigation system） IMU（inertial measurement unit） 惯性导航的传感器技术 MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems） 惯性导航的原理 平台式; 捷联式（姿态解算） 惯性导航的优缺点及修正方法 位置信息修正; 姿态信息修正 * 5.1.3 卫星导航 组合导航(INS/GPS) 松组合、紧组合、超紧组合 卡尔曼滤波技术 卫星导航的精度与频率 卫星导航接收天线与仿真 位置信息、速度信息、转速 GPS信号模拟器 * 5.1.4 自寻的制导（homing guidance） 利用弹上导引头感受目标辐射或反射的能量(如无线电波、红外线、激光、可见光、声音等)，测量目标、导弹相对运动参数，并形成相应的导引指令，控制导弹飞行，使导弹飞向目标的制导系统。 声学自寻的系统：多用于水下自寻的鱼雷 雷达自寻的系统：广泛应用的自寻的制导系统，因为很多军事上的重要目标本身就是电磁能的辐射源，如雷达站、无线电干扰站、导航站等等。 分类：主动式、半主动式、被动式；按照频率 * (a) 主动式 * 照射目标的能源在导弹上，对目标辐射能量，同时有导引头接收目标反射回来的能量的寻的制导方式. 采用主动寻的制导的导弹，当弹上的主动导引头截获目标并转入正常跟踪后，就可以完全独立地工作，不需要导弹以外的任何信息。 随着能量发射装置的功率增大，系统作用距离也增大，同时弹上设备的体积和重量也增大，弹上不可能有功率很大的发射装置。 因而主动式寻的系统作用的距离一般不是太远，已实际应用的典型的主动式寻的系统主要是雷达寻的系统。 （b）半主动式 照射目标的能源不在