【摘要】：為了應(yīng)對(duì)新型現(xiàn)代戰(zhàn)場的需求,針對(duì)常規(guī)單兵火箭彈這類無控低速飛行器經(jīng)過增程發(fā)射后落點(diǎn)散布大的問題,將原有的無控低速飛行器進(jìn)行低成本制導(dǎo)化改造。其方式是把導(dǎo)彈中的彈道修正技術(shù)經(jīng)過改造應(yīng)用到單兵火箭彈等低速飛行器中,通過在飛行彈道上的一次或兩次修正,減少無控低速飛行器的落點(diǎn)偏差,提高戰(zhàn)場效費(fèi)比。但是考慮到低速飛行器發(fā)射時(shí)需承受一定發(fā)射過載的特點(diǎn),并考慮到低速飛行器口徑較小,以及末段彈道不穩(wěn)定的特性,因此不能直接照搬較成熟的導(dǎo)彈制導(dǎo)技術(shù)。另外,激光半主動(dòng)目標(biāo)方位探測技術(shù)具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、目標(biāo)定位精度高、成本低、速度快等優(yōu)點(diǎn),是解決無控低速飛行器制導(dǎo)化改造的成本與制導(dǎo)精度之間矛盾的一種可行途徑。所以,研究低速飛行器用的激光半主動(dòng)目標(biāo)方位探測技術(shù),對(duì)于加快常規(guī)低速飛行器低成本制導(dǎo)化的改造進(jìn)程和新型制導(dǎo)低速飛行器的研制進(jìn)程等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以低速飛行器為對(duì)象,分析了低速飛行器激光半主動(dòng)目標(biāo)方位探測的工作過程;基于近地面環(huán)境的激光傳輸路徑因素,研究了飛行器上激光探測系統(tǒng)捕獲激光信號(hào)的能力;針對(duì)環(huán)境背景噪聲和電路噪聲,研究了四象限探測器的數(shù)字式測量精度;通過對(duì)低速飛行器彈道諸元的計(jì)算,研究了末段彈道特性對(duì)激光半主動(dòng)目標(biāo)方位探測系統(tǒng)的影響。具體的研究內(nèi)容如下:確定了低速飛行器上的激光半主動(dòng)目標(biāo)探測系統(tǒng)為捷聯(lián)式結(jié)構(gòu)以及光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)采用折射式光學(xué)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。建立了四象限探測器目標(biāo)方位偏差角的測量模型,并對(duì)測量算法誤差進(jìn)行了補(bǔ)償。根據(jù)低速飛行器被動(dòng)段六自由度彈道模型,研究了飛行器在末段彈道上的空間狀態(tài)。建立了低速飛行器上激光半主動(dòng)目標(biāo)探測系統(tǒng)捕獲的激光信號(hào)功率模型。利用雙向反射分布函數(shù)概念,推導(dǎo)了激光半主動(dòng)體制目標(biāo)反射截面公式,計(jì)算并分析了目標(biāo)表面為斜面時(shí),在末段彈道不同目標(biāo)斜面傾角條件的激光半主動(dòng)體制目標(biāo)反射截面�；贛ie散射理論,研究了戰(zhàn)場氣溶膠粒子群對(duì)激光半主動(dòng)信號(hào)傳輸效率產(chǎn)生的影響。基于Gamma-Gamma大氣湍流光強(qiáng)閃爍理論,研究了不同條件下低速飛行器上激光半主動(dòng)探測系統(tǒng)接收激光信號(hào)的歸一化功率概率密度函數(shù)。建立了激光半主動(dòng)目標(biāo)探測系統(tǒng)捕獲的倒置拋物線型激光回波信號(hào)模型和泊松分布型環(huán)境背景噪聲模型,基于泊松過程的光子捕獲模式,推導(dǎo)了四象限探測器單象限捕獲的激光脈沖峰值功率的克拉美羅下限計(jì)算公式。根據(jù)四象限探測器捕獲的激光回波脈沖信號(hào),建立了激光脈沖信號(hào)經(jīng)過四象限探測器和跨阻放大器形成的理想電壓信號(hào)模型,并基于高斯分布的電路白噪聲模型,針對(duì)不同理想電壓信號(hào)的波形、半峰寬度和系統(tǒng)總信噪比,利用蒙特卡羅方法研究了基于四象限探測器歸一化和差算法數(shù)字式測量目標(biāo)位置偏差角和目標(biāo)方向偏差角的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律。建立了捷聯(lián)式激光半主動(dòng)目標(biāo)探測系統(tǒng)的目標(biāo)捕獲域模型,研究了捷聯(lián)式激光目標(biāo)方位探測系統(tǒng)的最小視場角和最佳起始探測點(diǎn)。建立了理想的捷聯(lián)式激光接收離焦光學(xué)系統(tǒng)模型,設(shè)計(jì)了大視場、短焦距的離焦折射式光學(xué)系統(tǒng),并通過光學(xué)仿真,提出了光學(xué)系統(tǒng)誤差的補(bǔ)償方法。反向計(jì)算了捷聯(lián)式激光半主動(dòng)目標(biāo)探測系統(tǒng)在末段全彈道測量的目標(biāo)位置偏差角和目標(biāo)方向偏差角,并提出了利用Savitzky-Golay 一階平滑濾波算法提取準(zhǔn)確的目標(biāo)方位偏差信息的方法。針對(duì)低速飛行器彈道修正能力的局限性,通過分析在末段彈道上激光探測系統(tǒng)測量的目標(biāo)方位偏差角的變化特性,設(shè)計(jì)了低速飛行器彈道修正的啟控時(shí)機(jī)和方向。針對(duì)在末段彈道初、中期階段,激光探測系統(tǒng)中的四象限探測器隨飛行器繞縱軸旋轉(zhuǎn)以及光斑中心遠(yuǎn)離四象限探測器光敏面中心的特點(diǎn),提出了基于對(duì)下一探測時(shí)刻光斑中心預(yù)測的對(duì)單象限電路通道單獨(dú)自適應(yīng)增益的方法。根據(jù)系統(tǒng)要求,設(shè)計(jì)了捷聯(lián)式激光半主動(dòng)目標(biāo)方位探測電路系統(tǒng)總體方案以及激光脈沖探測電路系統(tǒng)和脈沖信號(hào)采集處理系統(tǒng)等子電路系統(tǒng)。通過加工光學(xué)系統(tǒng)和電路系統(tǒng),以平面靶板為目標(biāo),搭建了目標(biāo)方位偏差角測試平臺(tái),完成激光回波探測實(shí)驗(yàn)、目標(biāo)方位偏差角測量與統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明模擬式測量目標(biāo)位置偏差角的精度優(yōu)于0.2°。
【圖文】：

中部、戰(zhàn)斗部和發(fā)動(dòng)機(jī)之間的方案，可免遭沙塵、振動(dòng)、冰雪和其他實(shí)戰(zhàn)中可能遇到的逡逑惡劣環(huán)境的危害，使得無需改造就可以使用Ｈｙｄｒａ系列無控火箭彈的任一種戰(zhàn)斗部和引逡逑信，ＡＰＫＷＳ邋ＩＩ與分布式孔徑激光導(dǎo)引頭結(jié)構(gòu)圖如圖１．２所示。ＡＰＫＷＳ邋ＩＩ兼具低成本和逡逑精確打擊的特點(diǎn)，適合對(duì)付單兵、輕型裝甲車等低價(jià)值點(diǎn)目標(biāo)。２０１１年，該項(xiàng)目己經(jīng)進(jìn)逡逑入了美軍兵種作戰(zhàn)飛機(jī)的實(shí)彈發(fā)射試驗(yàn)階段［９】。２０１２年１月，從水面上直升機(jī)發(fā)射的逡逑ＡＰＫＷＳ邋ＩＩ火箭彈摧毀了幾艘船目標(biāo)，這預(yù)示著ＡＰＫＷＳ邋ＩＩ的技術(shù)能力范圍已成功地?cái)U(kuò)展逡逑到海上領(lǐng)域，，ＡＰＫＷＳ將更具備軍事價(jià)值［１Ｇ］。２０１４年６月，ＡＰＫＷＳ邋ＩＩ制導(dǎo)火箭彈在歐逡逑洲防務(wù)展中公開亮相［１１］。逡逑Ｖ邋．．邋：邋．．．ｉｌｎ．ＭＣ邐S緬澹海濉鰣義希蓿矗玻沖澹眨簦礤義希模粒櫻粒蹋渝澹眨海跡В浚擔(dān)

本文編號(hào)：2603589