D-73《现代火控理论》.docVIP

现代火控理论与应用基础 考核大纲 王树有兵器工程师进修大学 20年月 现代火控理论与应用基础课程 学习本课程前需先修如下课程：优化理论与最优控制；系统的数学建模与辨识；滤波与随机控制 二、火控系统定义、任务、功能与组成防空反导任务与现代火控系统发展的动态。 1）火控系统定义、任务、组成与功能 火控系统定义：控制武器自动或半自动地实施瞄准与发射的装备总称为武器火力控制系统。 火控系统任务：火控系统有哪些信誉好的足球投注网站、瞄准并跟踪目标，预测弹头与目标的相遇点，并控制武器对相遇点实施射击。 火控系统组成：火控计算机、目标有哪些信誉好的足球投注网站与指示装备、目标跟踪与测量装备、气象与弹道条件测量装备、载体运动参数测量装备、定位定向装备、脱靶量测量装备、武器发射控制系统、载体控制系统以及通讯系统。 火控系统功能：（1）目标有哪些信誉好的足球投注网站与辨识；（2）目标跟踪与测量；（3）气象与弹道条件测量；（4）载体运动参数测量；（5）脱靶量测量；（6）数据处理；（7）武器发射控制；（8）信息显示与系统控制；（9）信息传输。2）火控的分类、发展与火控理论范畴 火控系统可以按照其控制的对象、其服役的军种以及其控制的目标函数进行分类。火控系统发展：（1）集火控、指控、制导、导航为一体的武器综合控制系统；（2）实时闭环校射火控系统。优点：每个火力单位都能够根据任意一个或几个火控探测器测得的目标坐标来组合目标航路、计算射击诸元，直接控制本单位的火器进行射击。 缺点：火控计算机与探测器之间没有隶属关系、指挥层次不清楚，无法与C3I指挥系统连接和对探测器实施目标引导。 b）集中式网络结构 集中式结构如图1-3。 优点：（1）火控中心站可与C3I指挥系统连接，对探测器实施目标引导；（2）可进行火力区分，将探测到的不同目标，合理分配到不同的火控计算机；再由火控计算机直接控制本单位的火器进行射击；（3）火控中心站具有情报处理和指挥双重功能，指挥层次分明。 集中式网络结构的缺点：（1）通信组网复杂，任务繁重，在几秒或十几秒内不仅要完成大量火控信息的处理，还要进行火力区分，引导其它探测器跟踪目标等；（2）不论对设备还是对操作人员造成很大压力；（3）抗毁性差，一旦火控中心站出现问题，整个系统处于崩溃。 c）分布式网络结构 每一个节点就是一个作战单位，以节点火控计算机为核心，可接收上级指挥所命令、空情信息，引导本节点内火控探测器搜捕目标。火控计算机可接收本节点内多个探测器目标信息和多个相邻节点转发的目标信息。 图1-4 分布式网络结构 2、目标航迹处理 本章主要涉及目标航迹及其测量装置的建模问题，重点掌握最小方差估计和卡尔曼滤波的基本概念和原理、待估的目标状态与测量呈非线性的估计方法和几种多模型滤波方法。 （1）目标跟踪 a) 目标跟踪 在保证目标尽可能位于探测设备跟踪视野之内的前提下，利用探测设备所采集的目标量测，尽力并维持对目标当前运动状态（主要是运动目标参数，如目标当前的位置、速度、加速度等信息）的估计。 跟踪系统：跟踪并测量目标坐标的装置，包括角跟踪系统和测距跟踪装置，亦称目标坐标测定仪。 自动跟踪系统分为三类：雷达跟踪、光电跟踪、多观测器跟踪。 角跟踪系统的分类：半自动跟踪系统、自动跟踪系统、半自动粗略跟踪自动精确跟踪系。 半自动粗略跟踪自动精确跟踪系统：半自动跟踪系统+自动跟踪系统的组合。在半自动跟踪系统的框架上，设置方位和高低自动跟踪系统。跟踪是先由人在大范围内进行粗略跟踪，一旦达到一定的跟踪精度和跟踪范围，启动自动跟踪系统。 b) 目标跟踪的基本环节：（1）目标有哪些信誉好的足球投注网站；（2）目标位置测量；（3）量测转换；（4）目标动态建模；（5）状态估计；（6）状态预测与数据关联。 c) 常用术语：假设探测装置（雷达、声呐、各种光学与广电跟踪仪）所采集的目标位置点为T，则通过测距装置、测角装置所采集的（DT、βT、εT）分别称为对目标斜距离、方位角、高低角的测量，为对目标的极坐标测量值，转换为直角坐标测量值即为（xT、yT、hT）： （2.1） 瞄准矢量：以观测器材回转中心为始点、目标中心为终点的矢量。瞄准矢量通常用球坐标表示：目标现在点的斜距离、目标现在点的方位角、目标现在点的高低角。与瞄准矢量重合的半直线为瞄准线。 射击线：以观测器材回转中心为始点，通过观测器材中某一基准点的射线。 空间提前角：射击线相对回转中心到目标现在点矢量的夹角，一般分解为方位提前角和高低提前角。提前角取决于弹头的外弹道特性与目标和武器载体的运动状态。 瞄准线、射击线、提前角的相互关系图2-1。 图2-1瞄准线、射击线、提前角的关系 （2）航迹模型 对某个运动目标的一个航次而言，其运动轨迹可用该目标的瞄准矢量D(t)，t∈(-∞,∞)来描述，现代的航迹模型多由状态方程与输出方程构成，即