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第一篇 导弹制导系统概论 1

第1章 导弹与制导系统 1

1.1 导弹概述 1

1.1.1 导弹 1

1.1.2 导弹的分类 3

1.1.3 导弹飞行力学基础 8

1.2 导弹制导系统的概念与发展 12

1.2.1 导弹制导系统的概念 12

1.2.2 导弹制导系统的发展 15

1.3 导弹制导系统的分类 17

1.3.1 自主制导系统 18

1.3.2 遥控制导系统 20

1.3.3 自动寻的制导系统 21

1.3.4 复合制导系统 23

1.4 导弹制导系统的导引方法 24

1.4.1 追踪法 27

1.4.2 平行接近法 28

1.4.3 比例导引法 29

1.4.4 三点法 31

1.4.5 前置角法 32

思考题 33

第2章 导引头的功能和结构 34

2.1 导引头的功能 34

2.1.1 导引头的角稳定功能 35

2.1.2 导引头的角跟踪功能 38

2.1.3 导引头的角度预定和角度搜索功能 40

2.2 导引头的稳定方式 41

2.2.1 动力陀螺稳定方式 42

2.2.2 速率陀螺稳定方式 43

2.2.3 捷联稳定方式 44

2.3 导引头的稳定平台结构 45

2.3.1 三轴平台结构 45

2.3.2 两轴平台结构 47

2.4 导引头平台的主要性能指标 51

思考题 53

第二篇 光学制导 55

第3章 光学制导基础 55

3.1 光波的分类与特性 55

3.1.1 可见光的特性 57

3.1.2 红外线的特性 58

3.1.3 紫外线的特性 60

3.2 光学辐射基本概念 62

3.2.1 基本辐射量和光谱辐射量 62

3.2.2 辐射度学基本定律 67

3.3 光学系统基础 68

3.3.1 光学成像系统 68

3.3.2 常见的光学组件 72

3.4 光电探测器原理 77

3.4.1 光电探测器分类 78

3.4.2 光子探测器 78

3.4.3 红外辐射探测器 81

3.4.4 紫外辐射探测器 82

3.4.5 光电探测器的主要技术指标 83

3.5 目标与背景的光学特性 85

3.5.1 大气对光波的传输特性影响 86

3.5.2 目标与背景的可见光特性 88

3.5.3 目标与背景的红外特性 89

3.5.4 目标与背景的紫外特性 96

思考题 98

第4章 红外点源制导系统 99

4.1 红外点源制导系统原理 100

4.2 调制盘式点源制导系统 103

4.2.1 调制盘的工作原理 104

4.2.2 调幅式调制盘系统 109

4.2.3 调频式调制盘系统 110

4.2.4 调相式调制盘系统 112

4.2.5 调制盘的特性 113

4.3 非调制盘式红外点源制导系统 116

4.3.1 “十”字形和“L”形探测系统 116

4.3.2 玫瑰线扫描系统 118

思考题 119

第5章 红外成像制导系统 120

5.1 红外成像制导系统原理 121

5.1.1 红外成像制导的特点 121

5.1.2 红外成像制导系统的组成 122

5.2 红外成像方式 123

5.2.1 红外扫描式成像系统 123

5.2.2 红外凝视成像系统 126

5.3 红外成像的图像处理 128

5.3.1 图像的数字化 129

5.3.2 红外图像预处理 131

5.3.3 红外图像目标的识别 134

5.4 影响红外成像的因素 136

5.4.1 大气传输和天候影响 136

5.4.2 高速运动影响 138

5.4.3 气动光学效应影响 139

5.5 红外对抗 141

5.5.1 红外干扰 141

5.5.2 红外隐身与红外伪装 145

5.5.3 红外抗干扰 146

思考题 147

第6章 电视成像制导系统 149

6.1 电视成像制导系统原理 150

6.1.1 电视成像原理 150

6.1.2 电视成像制导系统的特点与分类 152

6.2 电视自动寻的制导系统 153

6.3 电视遥控制导系统 156

6.4 电视成像制导的目标跟踪 158

6.4.1 对比度跟踪 158

6.4.2 相关跟踪 163

6.4.3 其他跟踪算法 167

思考题 168

第7章 激光制导系统 169

7.1 激光特性与激光测量 169

7.1.1 激光特性 170

7 1.2 激光测量原理 172

7.2 激光制导原理 174

7.3 激光半主动制导系统 176

7.3.1 激光半主动制导系统组成 177

7.3.2 激光半主动探测原理 178

7.4 激光主动制导系统 180

7.4.1 激光主动成像探测原理 180

7.4.2 激光主动制导技术的发展 185

7.5 激光驾束制导系统 187

7.5.1 激光驾束制导原理 187

7.5.2 激光驾束制导的编码原理 187

思考题 189

第三篇 雷达制导 190

第8章 雷达制导基础 190

8.1 无线电波的分类与特性 191

8.2 无线电雷达的分类 193

8.2.1 雷达频段分类 194

8.2.2 军用雷达的分类 196

8.3 雷达基本方程与雷达截面积 197

8.3.1 雷达基本方程 197

8.3.2 雷达截面积的定义 199

8.4 雷达基本测量方法 200

8.4.1 雷达测角方法 200

8.4.2 雷达测距方法 202

8.4.3 雷达测速方法 203

8.5 雷达信号检测原理 204

8.5.1 雷达最小可检测信号 204

8.5.2 雷达脉冲累积检测方法 208

8.6 目标与背景的雷达辐射与反射特性 208

8.6.1 雷达目标辐射及反射特性 208

8.6.2 雷达背景辐射及反射特性 214

8.7 雷达的干扰与抗干扰 218

8.7.1 雷达的干扰 218

8.7.2 雷达的抗干扰 219

思考题 221

第9章 雷达导引头工作原理 223

9.1 雷达导引头测角 223

9.1.1 雷达导引头相位测角法 223

9.1.2 雷达导引头圆锥扫描测角法 225

9.1.3 雷达导引头单脉冲测角法 227

9.2 雷达导引头测距 228

9.2.1 雷达导引头脉冲测距法 228

9.2.2 雷达导引头调频测距法 229

9.3 雷达导引头测速 232

9.3.1 连续波多普勒测速法 232

9.3.2 脉冲多普勒测速法 233

9.4 雷达导引头天线波束扫描方法 234

9.5 雷达导引头测量精度的影响因素 236

9.5.1 雷达导引头误差表示形式 236

9.5.2 雷达导引头测角精度的影响因素 237

9.5.3 雷达导引头测距精度的影响因素 238

9.5.4 其他影响雷达导引头测量精度的因素 239

思考题 241

第10章 雷达制导系统 242

10.1 无线电遥控制导系统 242

10.1.1 无线电指令遥控制导系统 242

10.1.2 无线电波束遥控制导系统 245

10.2 雷达自动寻的制导系统 248

10.2.1 雷达主动寻的制导系统 248

10.2.2 雷达半主动寻的制导系统 250

10.2.3 雷达被动寻的制导系统 252

10.3 雷达成像制导系统 253

10.3.1 一维距离像雷达制导原理 253

10.3.2 合成孔径雷达制导原理 255

思考题 257

第四篇 捷联导引头与多模导引头 258

第11章 捷联导引头 258

11.1 全捷联导引头 259

11.1.1 解耦解算中的坐标系 259

11.1.2 捷联惯性器件误差 260

11.1.3 捷联导引头姿态解耦 262

11.2 半捷联导引头 263

11.2.1 基于角度补偿的解耦方法 264

11.2.2 基于角速度补偿的解耦方法 267

11.2.3 半捷联导引头的解耦算法 268

11.2.4 影响半捷联导引头解耦精度的因素 269

思考题 271

第12章 多模导引头 272

12.1 多模导引头的复合原则和常见形式 273

12.1.1 多模导引头的复合原则 273

12.1.2 多模导引头的常见形式 274

12.2 多模导引头的信息融合 275

12.2.1 多模导引头的数据融合结构 275

12.2.2 多模导引头的信息融合算法 277

12.3 红外／毫米波成像双模导引头设计方法 280

12.3.1 红外／毫米波成像复合制导系统总体结构 280

12.3.2 红外／毫米波成像复合制导子系统 282

12.4 导引头多源信息滤波原理 287

12.4.1 卡尔曼滤波 288

12.4.2 非线性滤波 289

12.4.3 导引头信息滤波仿真 292

思考题 300

第五篇 导引头半实物仿真 301

第13章 导引头半实物仿真原理 301

13.1 导弹的半实物仿真原理 302

13.2 红外导引头的半实物仿真 304

13.2.1 典型红外成像仿真系统 305

13.2.2 红外成像仿真系统的主要技术指标 307

13.3 电视成像导引头的半实物仿真 308

13.4 激光半主动导引头的半实物仿真 310

13.4.1 光学系统轴线和转台内环轴线的对准 312

13.4.2 光学系统中心和转台三轴线交心的对准 312

13.5 雷达导引头的半实物仿真 313

13.5.1 雷达导引头半实物仿真设备 313

13.5.2 雷达导引头半实物仿真试验 317

思考题 319

附录 320

附录1 陀螺的定轴性和进动性 320

附录2 常见材料的光谱发射率 322

附录3 海平面水平路程上的水蒸气光谱透过率 324

附录4 常用红外光学材料的主要性能 328

附录5 增透膜材料的主要性能 328

附录6 蒸发金属膜的反射率 328

附录7 常见典型物体的反射面积与视角对应关系 329

附录8 四元数计算规则 331

参考文献 334