激光角度欺骗和高重频复合干扰对激光制导系统的影响研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:saarelff
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激光制导导弹因其精度高,成本低,成为现代战争中常用的精确制导武器之一。作战过程中,指挥所、炮兵阵地等重点保护目标常采用激光角度欺骗或高重频激光干扰进行自我防护,有关单独角度欺骗干扰或单独高重频干扰的研究是当前热点,但是同时使用角度欺骗和高重频复合干扰对激光制导系统干扰影响的研究尚未见公开报道,开展这方面的工作具有重要理论意义。本文以受到激光制导导弹威胁的目标采用激光角度欺骗和高重频复合干扰自我防护为研究背景,分析了复合干扰对激光制导导弹的干扰效果,完成的主要内容包括:(1)激光制导系统模型的建立:建立了常用坐标系及坐标系之间的转换关系;分析了作用在导弹上的力和力矩,建立了导弹运动方程组、导弹制导控制模型;分析了激光能量传输的过程,并建立了激光导引头解算弹目视线角模型;介绍了弹上惯性元件和执行机构的用途和相关参数。(2)针对高重频信号和角度欺骗信号有可能同时出现在波门内的情况,提出了复合干扰信号优先算法:当高重频干扰和角度欺骗干扰同时开始时,经过若干波门后,只要高重频干扰没有失效,之后的波门会一直录取高重频干扰信号;当高重频干扰开始时刻较晚时,即使先期角度欺骗干扰已经成功,经过若干波门后,之后的波门一直录取高重频干扰信号。算法表明角度欺骗干扰信号不会对高重频干扰信号产生影响。采用参数对照仿真得出,提高角度欺骗干扰信号的精度,提高高重频激光脉冲频率会增大复合干扰中高重频干扰成功的概率,为复合干扰系统参数的配置提供了参考。(3)首先在无干扰条件下进行了弹道仿真;其次,在单独角度欺骗干扰和单独高重频干扰条件下进行了弹道仿真,仿真发现单一干扰方式能够有效实现目标防护;最后,对激光角度欺骗干扰和高重频复合干扰在以下三种情况分别进行仿真:1)高重频干扰和角度欺骗干扰均正常工作,仿真结果和高重频单干扰方式相同;2)先期高重频干扰正常,后期仅角度欺骗干扰正常,仿真结果是即使高重频失效时刻很早,仅角度欺骗干扰也能够实现目标防护;3)先期仅角度欺骗干扰正常,后期高重频干扰正常,仿真结果是高重频干扰正常的时刻越早,导弹切换至惯性制导或者保持当前状态飞行的时刻越早,有利于保护目标。总的来说,使用激光角度欺骗干扰和高重频复合干扰单个激光制导导弹,即使高重频干扰后期失效或是高重频干扰开始时刻较晚,也能够实现保护真目标的目的。(4)针对重点保护目标采用激光角度欺骗和高重频复合干扰激光制导导弹设计了一套半实物仿真系统总体方案,并将激光导引头数学模型和复合干扰信号模型加入到实时仿真计算部分,并进行了复合干扰弹道数字实时仿真,其仿真结果与数学仿真结果相同。这表明,在未来搭建完整的复合干扰半实物仿真系统时,可直接使用该实时仿真系统。本文研究结果可用于指导防守方使用激光角度欺骗和高重频复合干扰应对激光制导导弹的威胁,为进一步进行实用化奠定了理论基础。
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