導彈測控是導彈試驗測量與控制的簡稱,測量是對導彈進行飛行軌跡的測量和遙測,控制是對導彈進行遙控,因此,導彈測控技術(shù)就是對導彈進行跟蹤測軌、遙測和遙控的技術(shù),是導彈研制、定型、生產(chǎn)、裝備部隊以及維修保障等的重要環(huán)節(jié)。
《導彈測控技術(shù)》著重介紹導彈測控系統(tǒng)的基本概念、基本理論和常規(guī)導彈的靶場測控基本方法,并結(jié)合典型應(yīng)用,強調(diào)理論與實踐相結(jié)合。全書共8章,第1章為導彈測控技術(shù)概述;第2章、第3章主要從總體上介紹導彈試驗測控技術(shù)、方法及其測控系統(tǒng);第4章一第7章分別介紹了導彈的光學測控技術(shù)、無線電測控技術(shù)和彈載遙測技術(shù),給出了具體測控系統(tǒng),有助于讀者了解導彈的各種測控系統(tǒng)及其應(yīng)用;第8章進一步介紹了實現(xiàn)導彈測控體系的組織與構(gòu)建。
《導彈測控技術(shù)》可供從事導彈、彈藥系統(tǒng)研究和工程開發(fā)的科技人員參考,也可供高等院校的兵器工程、導彈工程以及武器系統(tǒng)與運用工程等相關(guān)專業(yè)的教師和研究生參考。
導彈武器系統(tǒng)功能與性能,是影響軍用裝備的主要因素,也是裝備質(zhì)量的重要指標,它是設(shè)計出來、生產(chǎn)出來、管理出來的,因而必須從源頭抓起,在設(shè)計時賦予,在生產(chǎn)中保證,在試驗中驗證。為了獲取優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,在導彈設(shè)計、試驗過程中,對導彈系統(tǒng)進行綜合測控試驗至關(guān)重要。因此,導彈測控技術(shù)是當今精確制導、航天、測控技術(shù)等領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。
鑒于此,本書針對兵器發(fā)射理論與技術(shù)、武器系統(tǒng)與運用工程、武器試驗與評價以及發(fā)射系統(tǒng)仿真與測試研究方向的研究生、研究人員等,較系統(tǒng)地介紹了導彈測控的基本概念、基本理論和基本方法,使讀者對導彈測控技術(shù)有一個較全面的了解,進而結(jié)合編者多年的工程設(shè)計經(jīng)驗、教學實踐經(jīng)驗以及科學研究成果,具體地給出了基于無線電、光學以及彈載遙測設(shè)備的導彈測控系統(tǒng)的組成、原理及其應(yīng)用,再通過典型的導彈外彈道測量系統(tǒng)與試驗數(shù)據(jù)處理試驗,幫助讀者系統(tǒng)地組織構(gòu)建完整的導彈測控試驗,形成導彈測控體系。
本書的主要功用包括:一是對導彈試驗進行跟蹤測軌;二是進行遙測;三是進行遙控;四是利用測控系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)、圖像和話音,使測控系統(tǒng)在現(xiàn)代擴展成為測控通信系統(tǒng)。由此可見,導彈運行和試驗都離不開測控系統(tǒng)的測量與控制,測控系統(tǒng)已成為導彈試驗工程不可缺少的支持系統(tǒng)。本書可為讀者在導彈試驗工程實踐中建立先進的、信息化的測控系統(tǒng)打下堅實的基礎(chǔ),使其能夠較深入地了解導彈武器系統(tǒng)試驗的測控技術(shù)與方法,熟悉導彈武器系統(tǒng)試驗的測控過程,對導彈武器系統(tǒng)的測控試驗進行有效的設(shè)計與管理,為今后從事導彈武器系統(tǒng)測控試驗工作積累理論與實踐知識。
全書共8章。第1章為導彈測控技術(shù)概述,以導彈測控技術(shù)的基本概念為出發(fā)點,從基本概念的內(nèi)涵和相互關(guān)系,突出對導彈試驗工程實踐問題解決方法的研究,重點突出導彈測控的基本概念、研究內(nèi)容、研究方法及導彈測控系統(tǒng)的形成、任務(wù)和發(fā)展趨勢。
第2章從總體上介紹導彈試驗測控系統(tǒng),包括導彈測控系統(tǒng)的建模、功能、組成與原理,再依據(jù)導彈測控系統(tǒng)的特點,對導彈測控系統(tǒng)進行分類,進而給出遙測的基本原理、遙控的基本原理以及測時時統(tǒng)等。
第3章介紹導彈試驗測控技術(shù)與方法,通過正確理解導彈測控的基本概念的內(nèi)涵和相互關(guān)系,重點介紹導彈試驗技術(shù)體系總體規(guī)劃、導彈測控的空間環(huán)境、電磁環(huán)境、飛行彈道、常用坐標系、坐標轉(zhuǎn)換以及導彈測控的空間定位和定位方法等內(nèi)容,了解、熟悉導彈、衛(wèi)星等飛行器的一般測控知識、區(qū)別和實現(xiàn)方法。
第4章具體介紹基于光學測量系統(tǒng)的導彈測控技術(shù),通過正確理解光學測量、導彈外彈道以及導彈光學的測量方法,進一步研究包括電影經(jīng)緯儀、彈道照相機、高速攝影機、光學補償高速攝影機和電視攝像記錄儀等在內(nèi)的光學測量設(shè)備,在了解各種測量設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成與原理的基礎(chǔ)上,再介紹導彈輻射特性等測量設(shè)備,以及姿態(tài)測量的圖像獲取技術(shù),使理論密切融于實際,將光學測控技術(shù)應(yīng)用于導彈工程實踐當中。
第5章具體介紹導彈試驗的無線電測控技術(shù),在構(gòu)建導彈跟蹤測量、遙測、遙控及微波統(tǒng)一系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上,重點研究導彈的測距、測速以及角度測量等試驗方法與系統(tǒng),并簡要介紹了無線電跟蹤測量設(shè)備。
第6章從總體技術(shù)上來看,也可屬于無線電測控技術(shù)范疇,但是導彈測控試驗的遙測與遙控技術(shù),其信息傳輸、控制等具有與通用無線電測量技術(shù)不同的獨特內(nèi)容,并且考慮章節(jié)篇幅及現(xiàn)代應(yīng)用的廣泛性,將導彈遙測與遙控單列一章描述。具體介紹導彈測控中的遙測系統(tǒng),包括頻分系統(tǒng)、時分系統(tǒng)以及相關(guān)設(shè)備,并簡要敘述彈載發(fā)射設(shè)備的接收裝置——遙測地面站,以及導彈測控系統(tǒng),注意遙控與遙測的區(qū)別,以便組建相應(yīng)的導彈測控試驗方法。
第7章具體介紹遙測地面站的發(fā)射系統(tǒng),即導彈測控試驗的彈載遙測設(shè)備,重點研究彈載遙測設(shè)備的測控信號、組成與結(jié)構(gòu)原理,包括彈載發(fā)射設(shè)備的遙測傳感器、信號變換器、PCM采編器、載頻發(fā)射機和遙測發(fā)射天線等,密切聯(lián)系實際,利用彈載遙測方法解決實際導彈的測控問題。
第8章介紹導彈測控體系的組織與構(gòu)建,通過導彈測控試驗總體技術(shù)矩陣設(shè)計,構(gòu)建導彈測控技術(shù)體系的技術(shù)層矩陣、試驗發(fā)射與保障技術(shù)矩陣、試驗結(jié)果分析與評估技術(shù)矩陣、基礎(chǔ)支撐技術(shù)矩陣、能力層矩陣,實現(xiàn)導彈測控試驗技術(shù)體系的構(gòu)建,并給出導彈測控體系組建的發(fā)展方向。
我們編寫本書源于多年的車載導彈測控技術(shù)的研究生教學任務(wù),主要依據(jù)《航天測控系統(tǒng)》《飛行器控制系統(tǒng)》以及《靶場測控概論》等專著,再結(jié)合多年的研究生教學經(jīng)驗編撰而成,旨在更為明確地構(gòu)建日益發(fā)展的導彈及導彈測控技術(shù)體系。其中,張萬君主編1-5章,吳曉穎主編6-8章,肖自強、張建偉負責全書圖表、公式及全書統(tǒng)稿工作,劉洪甜、王東軍、紀兵、宋超、曹楊等在各章的實例應(yīng)用、校對和編排方面付出了辛勤勞動。同時,北京理工大學黃忠華教授、陳曦教授在百忙之中對全稿進行了審查,并提出了寶貴的建議,編者謹向他們致以衷心感謝。另外,在本書編寫過程中,還參考引用了國內(nèi)外相關(guān)的文獻資料,在此向所有引用文獻的作者表示感謝。
由于導彈技術(shù)發(fā)展迅猛,相應(yīng)的導彈測控技術(shù)更是發(fā)展迅速,加之編者專業(yè)水平所限,書中難免出現(xiàn)不妥和紕漏之外,敬請各位專家和廣大讀者給予批評指正。
第1章 導彈測控技術(shù)概述
1.1 導彈測控技術(shù)的相關(guān)概念與內(nèi)涵
1.1.1 導彈測控技術(shù)及其功用
1.1.2 導彈測控試驗與鑒定技術(shù)
1.2 導彈測控試驗技術(shù)的地位和作用
1.2.1 試驗鑒定技術(shù)的地位
1.2.2 試驗鑒定技術(shù)的作用
1.3 導彈測控技術(shù)的形成與任務(wù)
1.3.1 測控體制發(fā)展的三個階段
1.3.2 導彈測控試驗任務(wù)
1.4 測控系統(tǒng)的應(yīng)用概況
1.4.1 測控體制與分類特性
1.4.2 測控系統(tǒng)的應(yīng)用
1.5 測控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
1.5.1 測控系統(tǒng)的發(fā)展方向
1.5.2 發(fā)展中的我國測控技術(shù)
第2章 導彈測控試驗系統(tǒng)
2.1 導彈及其試驗
2.1.1 導彈的組成
2.1.2 導彈的分類與試驗
2.2 導彈測控的特點
2.3 導彈測控的功能
2.3.1 導彈彈(軌)道參數(shù)的測量——外測
2.3.2 導彈內(nèi)部參數(shù)的測量——遙測
2.3.3 導彈的控制
2.4 導彈測控的基本原理
2.4.1 定軌原理
2.4.2 飛行器應(yīng)答機
2.5 導彈測控系統(tǒng)的組成
2.5.1 導彈測控系統(tǒng)的功能組成
2.5.2 導彈測控系統(tǒng)的設(shè)備組成
2.5.3 導彈測控系統(tǒng)的信息流組成
2.6 導彈測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系與布局
2.6.1 導彈測控設(shè)備的結(jié)構(gòu)體系
2.6.2 導彈測控系統(tǒng)的試驗布局
2.7 時統(tǒng)
2.7.1 時間尺度
2.7.2 時統(tǒng)的組成
2.7.3 標準化時統(tǒng)設(shè)備及主要技術(shù)指標
第3章 導彈測控試驗技術(shù)與方法
3.1 導彈測控試驗技術(shù)背景
3.1.1 導彈測控試驗技術(shù)的需求分析
3.1.2 導彈測控試驗技術(shù)體系的構(gòu)建原則與方法
3.2 導彈測控試驗技術(shù)體系總體規(guī)劃
3.2.1 導彈測控試驗任務(wù)視圖
3.2.2 導彈測控試驗?zāi)芰σ晥D
3.2.3 導彈測控試驗組織視圖
3.2.4 導彈測控試驗的技術(shù)體系視圖
3.3 導彈飛行與測控的空間環(huán)境
3.3.1 導彈的飛行彈(軌)道
3.3.2 導彈的試驗彈道
3.3.3 地球與引力場
3.3.4 地球大氣層
3.3.5 電磁環(huán)境
3.4 導彈空間飛行的彈(軌)道
3.4.1 常用坐標系
3.4.2 坐標系變換
3.5 導彈測控的空間定位幾何及定位方法
3.5.1 基本的位置測量元素
3.5.2 幾種典型的幾何定位方法
3.5.3 定位方法的誤差分析
3.6 測量元素錄取的布站方法
3.6.1 跟蹤性能計算
3.6.2 雷達交會測量布站方案
3.6.3 捕獲跟蹤與測量元素錄取
第4章 基于光學測量系統(tǒng)的導彈測控技術(shù)
4.1 外彈道光學測量概述
4.2 光學彈道測量設(shè)備
4.2.1 電影經(jīng)緯儀
4.2.2 彈道照相機
4.3 實況記錄設(shè)備
……
第5章 導彈試驗的無線電測控技術(shù)
第6章 導彈測控試驗的遙測與遙控技術(shù)
第7章 導彈測控試驗的彈載遙測設(shè)備
第8章 導彈測控體系的組織與構(gòu)建
參考文獻