第一章 绪论 1
1.1天基对地打击技术的背景需求 1
1.1.1空间战略的形成——人类步入航天时代的必然产物 1
1.1.2优势来自空间——发展天基对地打击技术的直接原因 2
1.1.3推动军事应用与科技进步——发展天基对地打击技术的理论和实践意义 3
1.2天基对地打击技术的发展概况 4
1.2.1天基对地打击武器的发展概况 4
1.2.2轨道优化理论的研究进展 12
1.2.3轨道规划与制导技术研究综述 14
第二章 天基对地打击武器的基本概念 21
2.1通用空间机动平台 21
2.1.1战略需求 21
2.1.2系统组成与任务特点 23
2.1.3所涉及的关键技术 23
2.2天基对地打击动能武器 24
2.2.1发展需求 25
2.2.2武器系统结构 26
2.2.3作战流程分析 27
2.3轨道轰炸飞行器 29
2.3.1发展需求 29
2.3.2武器系统结构 30
2.3.3作战流程分析 31
2.4小结 32
第三章 天基对地打击动能武器轨道优化设计方案 34
3.1飞行器在惯性空间的轨道运动方程 34
3.2轨道优化方法及验证 35
3.2.1最优控制问题的一般描述 35
3.2.2轨道优化算法分析 41
3.2.3优化算法的仿真验证 43
3.3横程最大打击轨道优化设计 48
3.3.1基于横程最大的最优控制问题 48
3.3.2轨道优化仿真 49
3.3.3对地覆盖分析 51
3.4时间最短打击轨道优化设计 53
3.4.1基于时间最短的最优控制问题 54
3.4.2轨道优化仿真 54
3.4.3控制变量的象限确定 56
3.5燃料最省打击轨道优化设计 58
3.5.1基于燃料最省的最优控制问题 58
3.5.2轨道优化仿真 59
3.5.3过渡段划分模式的影响 64
3.6小结 64
第四章 天基对地打击动能武器轨道快速生成技术 66
4.1地固坐标系下的时间最短打击问题 67
4.1.1地固坐标系下的运动方程 67
4.1.2最优控制问题描述 68
4.2轨道快速生成的间接方法 69
4.2.1基于BP神经网络的初值预测 69
4.2.2轨道预报的快速数值算法 74
4.2.3仿真验证与分析 75
4.3轨道快速生成的直接方法 78
4.3.1 Legendre伪谱法的基本原理 78
4.3.2轨道分段生成与参考轨道确定 80
4.3.3仿真验证与分析 81
4.4小结 84
第五章 天基对地打击动能武器再入解析预测制导技术 86
5.1再入段干扰对落点精度的影响 87
5.1.1再入初始状态偏差 87
5.1.2弹头特性参数偏差 88
5.1.3大气扰动 89
5.2零攻角再入时弹道参数的解析解 90
5.2.1弹道参数的近似计算 91
5.2.2解析偏差分析及改进 96
5.3解析预测制导方法 99
5.3.1制导逻辑设计 99
5.3.2仿真验证 103
5.3.3制导参数选择与制导性能分析 106
5.4小结 107
第六章 轨道轰炸飞行器过渡段轨道设计与制导 109
6.1制动点与制动速度的确定 110
6.1.1固定时间转移轨道设计 110
6.1.2最小能量转移轨道设计 118
6.2有限推力制导 124
6.2.1按制动速度关机的制导方案 125
6.2.2考虑J2项摄动的制导方案 126
6.2.3关机点参数对制导效果的影响 129
6.2.4耗尽关机下的能量管理 130
6.3小结 133
第七章 轨道轰炸飞行器再入段轨道在线规划与跟踪制导 134
7.1飞行器再入数学模型与初步分析 134
7.1.1采用相对参数描述的再入运动方程 135
7.1.2再入走廊分析及其确定 136
7.1.3飞行方案设计 139
7.2再入轨道在线规划与跟踪制导技术 140
7.2.1初始下降段设计 141
7.2.2伪平衡滑翔段设计 142
7.2.3再入机动侧向制导 148
7.2.4仿真验证与分析 153
7.3末修段轨道设计与制导方案 155
7.3.1末修段轨道设计的几何方法 156
7.3.2基于动态逆的轨道跟踪控制 156
7.3.3仿真验证与分析 159
7.4小结 162
第八章 轨道轰炸飞行器载荷释放后的精确制导技术 164
8.1导引段数学模型 164
8.1.1导弹的质心运动方程 165
8.1.2相对运动方程 165
8.1.3满足落角约束的最优导引律 166
8.2自适应比例导引律 168
8.2.1基于弹道方程的比例导引律 168
8.2.2实现垂直打击的制导逻辑设计 171
8.2.3导引系数自适应更新 172
8.3准滑模变结构导引律 175
8.3.1满足落角约束的准滑模变结构导引律 175
8.3.2制导参数对制导效果的影响 177
8.3.3制导参数离线优化与敏感性分析 181
8.4“最优一鲁棒”复合导引律 184
8.4.1俯冲平面内的导引方程 184
8.4.2转弯平面内的导引方程 186
8.4.3基于RBF神经网络的切换项增益调节 186
8.5各种制导律的性能比较 189
8.6小结 195
附录A 飞行器运动微分方程的无量纲化处理 197
附录B 绝对运动参数、相对运动参数与轨道参数的转换 198
附录C 时间最短打击问题最优解的数据样本 200
附录D 转移轨道需要速度与末速度的证明 204
附录E 常用坐标系及转换关系 207
附录F CAV—L模型参数 211
附录G 导引段运动参数与再入段运动参数的转换关系 213
参考文献 215