CN110972545B - 一种反隐身面空导弹的制导方法 - Google Patents

一种反隐身面空导弹的制导方法 Download PDF

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王蒙一
王涛
魏明英
楼朝飞
张慧君
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Abstract

本发明公开了一种反隐身面空导弹的制导方法，通过在高抛弹道的中制导前段进行弹道规划引入程序控制弹道，提高导弹飞行高度，再根据不同作战空域点参数确定程序控制弹道的制导指令，在中制导中后段通过制导指令的平滑过渡，将程序控制弹道渐变为比例导引控制弹道。本发明能够有效增加反隐身面空导弹在中末制导段的弹目视线角，进而增加末制导时间，其突出特点是在高抛弹道比例导引律基础上增加以提高弹目视线角为目的的弹道规划算法，可以避免其它方法造成导弹速度特性损失较大或增加***设计复杂性的问题，且具备全海拔高度发射、全空域作战和应对目标机动的能力。本发明还可应用于其它具有攻击角度约束的中远程精导武器制导控制***设计中。

Description

一种反隐身面空导弹的制导方法
技术领域
本发明涉及一种导弹制导方法，特别是一种反隐身面空导弹的制导方法。
背景技术
面空导弹拦截隐身目标时，由于隐身目标前部的隐身效果较好，如果从前向拦截，其雷达反射面积较小，射频导引头截获目标的距离较短，末制导时间较短，制导精度较低。面空导弹常用的高抛弹道加比例导引律的制导方法，不对弹目视线角进行约束，其末制导段的视线角虽然大于零，但远未达到可以增加隐身目标雷达反射面积的水平。采用低空上视拦截方式的制导方法，由于低空空气密度大，长时间飞行导弹速度损失较大，反隐身的作战空域受导弹速度限制而较小。采用侧向拦截方式的制导方法也会损失导弹速度，同时影响到俯仰方向的控制效果，造成俯仰方向、侧向两通道控制的耦合，***设计变复杂。
发明内容
本发明目的在于提供一种反隐身面空导弹的制导方法，解决由于隐身目标前向雷达反射面积小造成的射频导引头探测距离和末制导时间短的问题。
一种反隐身面空导弹的制导方法的具体步骤为：
第一步 建立弹上制导控制***
弹上制导控制***，包括：弹地通讯模块、总线通讯模块、参数计算模块、制导指令形成模块、指令平滑处理模块、控制指令形成模块。
弹地通讯模块的功能是完成弹上信息处理器与地面指挥控制***的通讯；
总线通讯模块的功能是完成弹上设备间的通讯，弹上设备包括：弹上信息处理器、执行机构；
参数计算模块的功能是完成制导指令中相关参数的计算；
制导指令形成模块的功能是合并形成制导指令；
指令平滑处理模块的功能是对制导指令进行平滑处理；
控制指令形成模块的功能是将制导指令分配给四个舵机形成控制指令。
第二步 弹地通讯模块确定初制导转弯结束角并装订
导弹发射前，由地面指挥控制***根据特征参数确定初制导转弯结束角，特征参数包括作战空域点斜距、高度，由弹地通讯模块装订给导弹。控制导弹在初制导段结束时实现装订的转弯结束角，为提高弹道高度创造初始条件：
Figure BBM2020011901130000021
其中，θ*为初制导转弯结束角。
第三步 参数计算模块确定程序控制弹道制导指令的参数
参数计算模块根据作战空域点斜距和高度，考虑发射海拔高度因素，动态解算确定程序控制弹道制导指令的参数，包括提升高度、提升高度计算系数、退出时间：
Figure BBM2020011901130000022
Figure BBM2020011901130000023
Figure BBM2020011901130000024
其中，
Figure BBM2020011901130000025
分别为作战空域点斜距和高度，Cysh_fix为提升高度计算系数，Hysh1为提升高度，Tysh为退出时间。
Figure BBM2020011901130000026
其中，t为飞行时间，ks为弹道规划指令比例系数。
第四步 制导指令形成模块形成程序控制弹道制导指令
制导指令形成模块根据导弹纵向速度、海拔高度和程序控制弹道制导指令的参数，通过解算形成程序控制弹道制导指令：
Figure BBM2020011901130000031
Figure BBM2020011901130000032
其中HY为导弹飞行当地海拔高度，VY为导弹Y向速度，Uny1ysh为程序控制弹道制导指令。
第五步 指令平滑处理模块对制导指令进行平滑处理与合并解算
指令平滑处理模块对程序控制弹道制导指令和比例导引控制弹道制导指令进行平滑处理，合并解算形成平滑后的制导指令，实现两种制导指令的平稳过渡：
Figure BBM2020011901130000033
其中，Uny1GN为比例导引弹道制导指令，Uny1为输出的制导指令。
第六步 控制指令形成模块形成控制指令传递给执行机构
控制指令形成模块将制导指令转换为控制指令，并通过总线通讯模块传递给弹上执行机构。
UD1＝-Uny1+Unz1
UD2＝Uny1+Unz1
UD3＝Uny1-Unz1
UD4＝-Uny1-Unz1
本发明能够有效增加反隐身面空导弹末制导时间，其突出特点是在高抛弹道比例导引律基础上增加以提高弹目视线角为目的的弹道规划算法。本发明的应用，可以有效解决由于隐身目标前向雷达反射面积小造成的射频导引头探测距离和末制导时间短的问题，为提高末制导精度创造条件。本发明中所介绍的制导方法，可以避免其它方法造成导弹速度特性损失较大或增加***设计复杂性的问题，且具备全海拔高度发射、全空域作战和应对目标机动的能力。本发明还可应用于其它具有攻击角度约束的中远程精导武器制导控制***设计中。
具体实施方式
一种反隐身面空导弹的制导方法的具体步骤为：
第一步 建立弹上制导控制***
弹上制导控制***，包括：弹地通讯模块、总线通讯模块、参数计算模块、制导指令形成模块、指令平滑处理模块、控制指令形成模块。
弹地通讯模块的功能是完成弹上信息处理器与地面指挥控制***的通讯；
总线通讯模块的功能是完成弹上设备间的通讯，弹上设备包括：弹上信息处理器、执行机构；
参数计算模块的功能是完成制导指令中相关参数的计算；
制导指令形成模块的功能是合并形成制导指令；
指令平滑处理模块的功能是对制导指令进行平滑处理；
控制指令形成模块的功能是将制导指令分配给四个舵机形成控制指令。
第二步 弹地通讯模块确定初制导转弯结束角并装订
导弹发射前，由地面指挥控制***根据特征参数确定初制导转弯结束角，特征参数包括作战空域点斜距、高度，由弹地通讯模块装订给导弹。控制导弹在初制导段结束时实现装订的转弯结束角，为提高弹道高度创造初始条件：
Figure BBM2020011901130000041
其中，θ*为初制导转弯结束角。
第三步 参数计算模块确定程序控制弹道制导指令的参数
参数计算模块根据作战空域点斜距和高度，考虑发射海拔高度因素，动态解算确定程序控制弹道制导指令的参数，包括提升高度、提升高度计算系数、退出时间：
Figure BBM2020011901130000042
Figure BBM2020011901130000043
Figure BBM2020011901130000051
其中，
Figure BBM2020011901130000052
分别为作战空域点斜距和高度，Cysh_fix为提升高度计算系数，Hysh1为提升高度，Tysh为退出时间。
Figure BBM2020011901130000053
其中，t为飞行时间，ks为弹道规划指令比例系数。
第四步 制导指令形成模块形成程序控制弹道制导指令
制导指令形成模块根据导弹纵向速度、海拔高度和程序控制弹道制导指令的参数，通过解算形成程序控制弹道制导指令：
Figure BBM2020011901130000054
Figure BBM2020011901130000055
其中HY为导弹飞行当地海拔高度，VY为导弹Y向速度，Uny1ysh为程序控制弹道制导指令。
第五步 指令平滑处理模块对制导指令进行平滑处理与合并解算
指令平滑处理模块对程序控制弹道制导指令和比例导引控制弹道制导指令进行平滑处理，合并解算形成平滑后的制导指令，实现两种制导指令的平稳过渡：
Figure BBM2020011901130000056
其中，Uny1GN为比例导引弹道制导指令，Uny1为输出的制导指令。
第六步 控制指令形成模块形成控制指令传递给执行机构
控制指令形成模块将制导指令转换为控制指令，并通过总线通讯模块传递给弹上执行机构。
UD1＝-Uny1+Unz1
UD2＝Uny1+Unz1
UD3＝Uny1-Unz1
UD4＝-Uny1-Unz1

Claims (1)

1.一种反隐身面空导弹的制导方法，其特征在于具体步骤为：
第一步 建立弹上制导控制***
弹上制导控制***，包括：弹地通讯模块、总线通讯模块、参数计算模块、制导指令形成模块、指令平滑处理模块、控制指令形成模块；
弹地通讯模块的功能是完成弹上信息处理器与地面指挥控制***的通讯；
总线通讯模块的功能是完成弹上设备间的通讯，弹上设备包括：弹上信息处理器、执行机构；
参数计算模块的功能是完成制导指令中相关参数的计算；
制导指令形成模块的功能是合并形成制导指令；
指令平滑处理模块的功能是对制导指令进行平滑处理；
控制指令形成模块的功能是将制导指令分配给四个舵机形成控制指令；
第二步 弹地通讯模块确定初制导转弯结束角并装订
导弹发射前，由地面指挥控制***根据特征参数确定初制导转弯结束角，特征参数包括作战空域点斜距、高度，由弹地通讯模块装订给导弹；控制导弹在初制导段结束时实现装订的转弯结束角，为提高弹道高度创造初始条件：
Figure FBM2020011901120000011
其中，θ*为初制导转弯结束角；
第三步 参数计算模块确定程序控制弹道制导指令的参数
参数计算模块根据作战空域点斜距和高度，考虑发射海拔高度因素，动态解算确定程序控制弹道制导指令的参数，包括提升高度、提升高度计算系数、退出时间：
Figure FBM2020011901120000012
Figure FBM2020011901120000021
Figure FBM2020011901120000022
其中，
Figure FBM2020011901120000023
分别为作战空域点斜距和高度，Cysh_fix为提升高度计算系数，Hysh1为提升高度，Tysh为退出时间；
Figure FBM2020011901120000024
其中，t为飞行时间，ks为弹道规划指令比例系数；
第四步 制导指令形成模块形成程序控制弹道制导指令
制导指令形成模块根据导弹纵向速度、海拔高度和程序控制弹道制导指令的参数，通过解算形成程序控制弹道制导指令：
Figure FBM2020011901120000025
Figure FBM2020011901120000026
其中HY为导弹飞行当地海拔高度，VY为导弹Y向速度，Uny1ysh为程序控制弹道制导指令；
第五步 指令平滑处理模块对制导指令进行平滑处理与合并解算
指令平滑处理模块对程序控制弹道制导指令和比例导引控制弹道制导指令进行平滑处理，合并解算形成平滑后的制导指令，实现两种制导指令的平稳过渡：
Figure FBM2020011901120000027
其中，Uny1GN为比例导引弹道制导指令，Uny1为输出的制导指令；
第六步 控制指令形成模块形成控制指令传递给执行机构
控制指令形成模块将制导指令转换为控制指令，并通过总线通讯模块传递给弹上执行机构
Figure FBM2020011901120000031
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111351401A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 北京理工大学 应用于捷联导引头制导飞行器的防侧偏制导方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111351401A (zh) * 2018-12-21 2020-06-30 北京理工大学 应用于捷联导引头制导飞行器的防侧偏制导方法
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