航天技术概论(四)PPT.ppt

第四章 导弹制导控制系统 4.1 概述 4.1.1制导系统的功用及组成 图4.1 导弹制导系统的基本组成 引导系统：探测或测定导弹相对于目标或发射点的位置，按照要求的 弹道，形成引导指令，并将引导指令传送给控制系统。 由探测设备和导引指令形成装置组成。 控制系统：响应引导系统的引导指令信息，产生作用力，迫使导弹改变 飞行轨迹，使导弹沿着要求的弹道飞行; 或者稳定导弹的飞行。 由导弹姿态敏感元件、操纵面位置敏感元件、计算机、作动装 置、操纵面和弹体组成。 4.1.2制导系统的分类 自主式制导：不需要从目标或制导站获取信息，完全由弹上制导设备 测量周围环境的物理特性产生导引信号，使导弹沿预定 弹道飞向目标的制导。 遥控式制导：是由导弹以外的指挥站向导弹发出引导信息，使导弹飞 向目标的制导方式。 自寻的制导：是由弹上设备直接感受目标辐射或反射的各种信号（声、 光、电、磁、热等）而形成控制指令实现制导。 图4.2 惯性制导原理图 4.2 自主式制导系统 定义 惯性制导系统是指利用弹上的惯性元件（陀螺、加速度计），测量导弹相对于惯性空间的运动参数（如加速度等），并在给定运动的初始条件的基础上，由制导计算机算出导弹的速度、位置等参数，并将算出的位置信息与方案计算机的预定值进行比较，形成引导指令，以导引导弹按预定弹道飞行。 4.2.1 惯性制导 1）加速度计 惯性元件 陀螺仪发展的两个方向 1、高精度 测量误差：常值漂移和随机漂移。 高精度：0.00001°/h 中等精度：0.1°/h 低精度：几度/h 2、低成本、小型化 陀螺的分类 三浮陀螺 （液浮、气浮、磁悬浮） 静电陀螺、 激光陀螺、 光纤陀螺 1983-1994美国各类陀螺比例 陀螺稳定平台 平台式惯导制导原理图 惯性制导的分类 平台式惯导和捷联式惯导 捷联式惯导制导原理图 惯导系统的优缺点 1）抗干扰能力和隐蔽性强，可提供全球导航能力； 2）误差随时间累计增大，需要初始对准； 4.2.3 地形匹配制导(terrain contour matching—TERCOM) 预先用侦察卫星或其它侦察手段，测绘出导弹预定飞行路线的地形高度数据并制成数字地图，存贮在弹上制导系统中。导弹发射后，弹上测量装置实际测得的地形数据与存贮在弹上的数字地图进行比较，利用地形等高线匹配来确定导弹的地理位置，并将导弹引向预定区域或目标的制导。 雷达高度表 气压高度表 4.2.4景象匹配区域相关制导(scene matching area correlation) 利用弹上设备实拍导弹飞行地区的景物图像（实时图），经过数字转换，与预存的基准数据阵列(基准图)在计算机中进行配准比较，来确定导弹相对于目标位置的制导技术，通常简称景象匹配制导。 4.2.5卫星导航 定义：接收导航卫星发射的无线电信号，通过解算，获得载体的位置、 速度、姿态信息，以此来形成导引指令的制导系统。 典型的卫星导航系统 美国的GPS 前苏联的GLONASS 中国的北斗双星 1)GPS（Global Positioning System） GPS 空间部分 地面监控部分 用户接收机 ：24颗星，轨道高度2.02万千米，运行周期约为11小时58分. ：4个监控站、1个上行注入站和1个主控站 GPS的工作原理 GPS的导航精度 P码目前己由16m提高到6m， C/A码目前己由25~100m 提高到12m，授时精度日前约20ns。  式中：vti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。vto为接收机的钟差。 2）GLONASS系统 由24颗卫星组成，均匀分布在3个近圆形的轨道平面上，每个轨道面8颗卫星，轨道高度19100公里，运行周期11小时15分，轨道倾角64.8°。 GLONASS系统单点定位精度水平方向为16m，垂直方向为25m。 项目 GPS GLONASS 星座卫星数 24 24 轨道面个数 6 3 轨道高度 20183公里 19100公里 运行周期 11小时58分 1