导弹导引系统原理PDF电子书下载

第1章 导弹导引系统导论 1

1.1 导弹导引系统的基本含义 1

1.1.1 导引系统基本原理 1

1.1.2 导弹制导控制系统的一般组成 2

1.2 导弹导引系统的特点、组成和分类 3

1.2.1 惯性制导 4

1.2.2 天文导航 4

1.2.3 地图匹配导航 4

1.2.4 地磁导航 4

1.2.5 遥控式导引 5

1.2.6 自动导引 5

1.3 导弹自动导引系统的组成及工作原理 6

1.3.1 自动导引系统的组成 6

1.3.2 自寻的导引规律方式 7

1.4 比例导引法 7

1.4.1 比例导引法的相对运动方程组 8

1.4.2 弹道特性 9

1.4.3 比例系数的选择 12

1.4.4 比例导引法的优、缺点 12

第2章 红外导引系统基础 14

2.1 红外辐射及基本性质 14

2.1.1 红外辐射 14

2.1.2 电磁频谱 16

2.1.3 红外辐射的基本性质 17

2.1.4 红外辐射的应用 18

2.2 红外辐射术语 19

2.2.1 基本辐射量 19

2.2.2 光谱辐射量 25

2.3 红外辐射理论 27

2.3.1 黑体辐射 27

2.3.2 分子辐射 29

2.3.3 基尔霍夫定律和发射率 30

2.4 目标辐射和背景辐射 35

2.4.1 航空目标辐射 35

2.4.2 其他目标辐射 40

2.4.3 背景辐射 41

2.5 红外辐射在大气中的传输 42

2.5.1 大气透过率 42

2.5.2 大气的组成情况及透过率的估算 44

2.5.3 大气的透过窗 55

2.5.4 大气闪烁 55

2.6 红外导引系统的发展 55

2.6.1 红外导引系统发展简史 55

2.6.2 红外导引系统的发展阶段 57

第3章 基于点目标跟踪的红外导引系统 58

3.1 基于点目标跟踪的红外导引系统的基本组成 58

3.2 红外光学系统 60

3.2.1 导引头光学系统的结构组成 60

3.2.2 光学系统的功用 63

3.2.3 光学系统的主要参数 64

3.2.4 影响像质的因素 66

3.3 光学调制与调制盘 67

3.3.1 对辐射能进行调制的意义 67

3.3.2 调制盘基本功用 67

3.3.3 调制盘的工作原理 68

3.3.4 调制盘特性的分析 72

3.4 红外探测器及其制冷 77

3.4.1 光子探测器 78

3.4.2 探测器的主要特性参数 81

3.4.3 作用距离的估算 84

3.4.4 红外探测器的致冷 87

3.5 误差信号处理电路 88

3.5.1 误差信号处理电路的功用 89

3.5.2 导引头误差信号处理电路的形式 89

3.6 红外目标跟踪系统 91

3.6.1 跟踪系统的功用和类型 91

3.6.2 跟踪系统的组成及工作原理 92

3.6.3 对跟踪系统的基本要求 93

3.6.4 调制盘跟踪装置结构 94

3.6.5 动力陀螺稳定跟踪系统工作原理 95

3.6.6 速率陀螺稳定跟踪系统工作原理 101

3.6.7 捷联式稳定平台 102

3.7 十字叉型及L型系统 105

3.7.1 结构组成情况 105

3.7.2 目标位置信号的形式 106

3.7.3 基准信号形式 107

3.7.4 方位信息的提取 107

3.7.5 抗背景干扰的措施 108

3.7.6 影响测角精度的因素 109

3.7.7 L型系统的特点 109

第4章 基于成像目标跟踪的红外导引系统 111

4.1 红外成像导引头概述 111

4.2 红外成像探测技术及红外图像的特点 112

4.2.1 红外扫描成像系统 112

4.2.2 红外凝视成像系统 114

4.2.3 红外图像的特点 115

4.3 红外成像跟踪系统的基本组成 116

4.4 红外图像预处理 117

4.4.1 红外图像噪声滤波 117

4.4.2 红外图像边缘增强 123

4.4.3 红外图像对比度增强 125

4.4.4 红外图像非均匀校正 128

4.5 红外图像分割 131

4.5.1 基于阈值的图像分割算法 132

4.5.2 基于边缘检测的图像分割算法 134

4.5.3 基于区域的图像分割算法 141

4.5.4 其他结合特定理论工具的图像分割算法 142

4.5.5 图像分割算法的评价 143

4.6 红外图像特征提取和识别 145

4.6.1 红外图像的特征提取 145

4.6.2 红外目标的识别 150

4.7 红外目标跟踪研究 152

4.7.1 目标的稳定跟踪策略 152

4.7.2 常用的目标跟踪法 154

4.7.3 目标跟踪中加速方法的研究 159

4.7.4 模板的自适应更新 164

第5章 雷达导引系统概论 167

5.1 雷达导引系统的地位和功能 167

5.1.1 雷达导引头的地位和任务 167

5.1.2 导引头应具备的主要功能 169

5.1.3 导引头的电磁环境 169

5.1.4 导引头的自然环境 173

5.2 雷达导引系统的组成和原理 174

5.2.1 导引头的基本组成 174

5.2.2 对导引头的基本要求 176

5.3 雷达导引系统的发展趋势 176

5.3.1 雷达导引系统发展简史 176

5.3.2 雷达导引系统发展展望 178

第6章 雷达导引系统设计 181

6.1 基本雷达方程与雷达反射截面积 181

6.1.1 基本雷达方程 181

6.1.2 雷达截面积定义 182

6.1.3 点目标特性与波长的关系 183

6.1.4 目标特性与极化的关系 184

6.1.5 简单形状目标的雷达截面积 186

6.1.6 复杂目标的雷达截面积 188

6.1.7 目标起伏模型 190

6.2 雷达导引系统作用距离 192

6.2.1 最小可检测信噪比与检测因子 192

6.2.2 门限检测及其性能 194

6.2.3 脉冲积累对检测性能的改善 197

6.2.4 影响雷达导引系统作用距离的其他因素 197

6.3 工作体制、工作波段和工作波形的设计 198

6.3.1 雷达导引系统的工作体制 198

6.3.2 雷达导引系统的工作频段 199

6.3.3 雷达导引系统的波形选择 199

6.4 接收机、发射机与收／发隔离 208

6.4.1 接收机 208

6.4.2 发射机 210

6.4.3 射频能量耦合 211

6.4.4 收／发隔离设计 211

6.5 天线罩的影响分析与设计 212

6.5.1 天线罩的主要技术参数和要求 212

6.5.2 天线罩对导弹制导控制影响与分析 213

6.6 目标距离的测量 216

6.6.1 脉冲法测距 216

6.6.2 调频法测距 220

6.7 目标速度的测量及跟踪 225

6.7.1 多普勒效应 225

6.7.2 多普勒信息的提取 227

6.7.3 盲速和频闪 230

6.7.4 速度测量方法 233

6.8 角度测量与跟踪系统设计 235

6.8.1 概述 235

6.8.2 测角方法及其比较 236

6.8.3 圆锥扫描自动测角系统 239

第7章 半捷联／捷联导引头跟踪制导技术 243

7.1 半捷联／捷联导引头概述 243

7.2 半捷联稳定跟踪技术 244

7.2.1 两轴半捷联稳定平台建模 244

7.2.2 三轴稳定平台 250

7.3 全捷联导引头制导技术 255

7.3.1 基于角度重构的全捷联制导技术 256

7.3.2 基于非线性滤波器的全捷联制导技术 263

第8章 导引头信息滤波与融合技术 269

8.1 概述 269

8.2 目标机动模型 270

8.2.1 常速模型和常加速模型 270

8.2.2 一阶时间相关模型 270

8.2.3 半马尔可夫模型 271

8.2.4 目标“当前”加速度统计模型 271

8.3 基于EKF的目标信息估计算法 271

8.3.1 扩展卡尔曼滤波算法原理 272

8.3.2 弹目运动数学模型描述 273

8.3.3 采用主动导引头情况下信息估计方法 274

8.3.4 采用被动导引头情况下信息估计方法 276

8.4 基于预测滤波的目标信息估计算法 278

8.4.1 预测滤波算法中的数学基础 279

8.4.2 预测滤波算法原理 279

8.4.3 采用主动导引头情况下信息估计方法 281

8.4.4 采用被动导引头情况下信息估计方法 284

8.5 基于UKF的目标信息估计算法 285

8.5.1 UT变换 285

8.5.2 UKF滤波算法 287

8.5.3 采用主动导引头情况 288

8.5.4 采用被动导引头情况 289

8.6 多模导引头信息融合技术 289

8.6.1 分布式滤波算法 290

8.6.2 集中式滤波算法 293

附录 导引头位标器测控技术 294

附1 位标器跟踪系统控制原理 294

附1.1 位标器概述 294

附1.2 位标器跟踪系统控制原理 295

附2 红外导引头陀螺跟踪系统控制实现 300

附2.1 导引头陀螺起旋 301

附2.2 导引头陀螺稳速 303

附2.3 引导头陀螺进动 308

附2.4 导引头陀螺电锁 315

参考文献 316