導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)技術(shù)

前言

慣性技術(shù)是慣性導(dǎo)航技術(shù)、慣性制導(dǎo)技術(shù)、慣性測(cè)量技術(shù)、慣性儀表技術(shù)、慣性儀表及系統(tǒng)測(cè)試技術(shù)的總稱，涉及機(jī)電、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、光學(xué)、精密儀器等多個(gè)技術(shù)學(xué)科。尤其是慣性導(dǎo)航與自動(dòng)控制相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的慣性制導(dǎo)技術(shù)，因其具有完全自主性而在彈道導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、運(yùn)載火箭等飛行器的飛行控制中具有不可替代的作用，已成為世界各國(guó)爭(zhēng)相發(fā)展的高技術(shù)之一。同時(shí)，為了保證慣性制導(dǎo)系統(tǒng)工作的可靠性和制導(dǎo)精度，對(duì)慣性系統(tǒng)的性能參數(shù)和環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試已成為應(yīng)用慣性技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本書(shū)是作者在多年教學(xué)工作的基礎(chǔ)上，參考國(guó)內(nèi)、外相關(guān)資料，結(jié)合有關(guān)教學(xué)和科研成果整理、編著而成的。基礎(chǔ)知識(shí)、制導(dǎo)原理、慣性儀表和系統(tǒng)部分主要參考了國(guó)內(nèi)現(xiàn)有同類著作的相關(guān)內(nèi)容，慣性系統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)則是作者與其他同志合作進(jìn)行的教學(xué)和科研成果的總結(jié)。全書(shū)共分三部分：第一部分為基礎(chǔ)部分（第1～5章），介紹慣性制導(dǎo)基礎(chǔ)知識(shí)以及基本的慣性儀表——陀螺儀、加速度計(jì)和陀螺穩(wěn)定平臺(tái)；第二部分（第6～8章）介紹慣性制導(dǎo)系統(tǒng)，內(nèi)容包括平臺(tái)式慣性導(dǎo)航原理、精度分析；第三部分（第9章）介紹慣性系統(tǒng)的測(cè)試技術(shù)，包括各種測(cè)試原理、測(cè)試設(shè)備和系統(tǒng)。其中，對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)自標(biāo)定、慣性制導(dǎo)系統(tǒng)抗電磁干擾性能測(cè)試的內(nèi)容是首次公開(kāi)發(fā)表。第二炮兵工程學(xué)院副院長(zhǎng)劉光斌教授和空軍工程大學(xué)張宗麟教授等各位同仁對(duì)本書(shū)的編著給予了極大的支持，提出了許多寶貴意見(jiàn)和建議；第二炮兵工程學(xué)院錢培賢教授對(duì)全書(shū)進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致的審閱和修改，在此一并表示衷心的感謝，同時(shí)對(duì)書(shū)中引用文獻(xiàn)的作者表示感謝！限于作者水平，對(duì)書(shū)中存在的缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，懇請(qǐng)專家和廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　慣性技術(shù)與制導(dǎo)原理是彈道導(dǎo)彈控制領(lǐng)域的一門(mén)重要專業(yè)基礎(chǔ)課程?！秾?dǎo)彈慣性制導(dǎo)技術(shù)》按照慣性制導(dǎo)基礎(chǔ)知識(shí)、慣性儀表（陀螺儀與加速度計(jì)）、陀螺穩(wěn)定平臺(tái)、慣性制導(dǎo)原理、精度分析、慣性系統(tǒng)的測(cè)試的順序，重點(diǎn)介紹了慣性制導(dǎo)的基本原理、慣性制導(dǎo)系統(tǒng)及其測(cè)試技術(shù)?！秾?dǎo)彈慣性制導(dǎo)技術(shù)》注重物理概念的介紹，以及各部分內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系和相互銜接。　　《導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)技術(shù)》可作為高等院校彈道導(dǎo)彈控制工程專業(yè)本科生和研究生的教材，也可供有關(guān)慣性導(dǎo)航技術(shù)方面工作的工程技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章 概述1.1 基本概念1.2 慣性技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用1.3 導(dǎo)彈武器慣性制導(dǎo)系統(tǒng)第2章 慣性制導(dǎo)的基礎(chǔ)理論2.1 定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛體角位置的表示方法2.2 慣性技術(shù)中的常用坐標(biāo)系2.3 地球參考橢球及地球重力場(chǎng)特性第3章 慣性儀表陀螺儀3.1 陀螺儀的定義及分類3.2 剛體轉(zhuǎn)子陀螺儀的基本理論3.3 典型剛體轉(zhuǎn)子陀螺儀3.4 新型陀螺儀第4章 慣性儀表加速度計(jì)4.1 加速度計(jì)的測(cè)量原理4.2 液浮擺式加速度計(jì)4.3 撓性加速度計(jì)4.4 硅加速度計(jì)4.5 陀螺積分加速度計(jì)第5章 陀螺穩(wěn)定平臺(tái)5.1 陀螺穩(wěn)定平臺(tái)概述5.2 用單自由度積分陀螺儀組成的單軸穩(wěn)定平臺(tái)第6章 慣性制導(dǎo)方法6.1 攝動(dòng)制導(dǎo)6.2 顯式制導(dǎo)第7章 導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)7.1 平臺(tái)式制導(dǎo)系統(tǒng)7.2 捷聯(lián)慣性制導(dǎo)系統(tǒng)第8章 導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)系統(tǒng)誤差分析8.1 導(dǎo)彈圓概率偏差8.2 導(dǎo)彈射擊誤差分類8.3 誤差源影響簡(jiǎn)析8.4 慣性儀表的誤差模型第9章 導(dǎo)彈慣性系統(tǒng)自標(biāo)定及電磁環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試9.1 慣導(dǎo)系統(tǒng)誤差標(biāo)定模型及其傳統(tǒng)標(biāo)定方法9.2 平臺(tái)慣導(dǎo)系統(tǒng)射前自標(biāo)定技術(shù)9.3 慣導(dǎo)系統(tǒng)電磁環(huán)境適應(yīng)性測(cè)試參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：最早的能夠?qū)嵱玫耐勇輧x表是用于海上導(dǎo)航的陀螺羅經(jīng)。1908年安休茨（Anschutz）在德國(guó)、1909年斯伯利（Sperry）在美國(guó)，先后制成了用于艦船導(dǎo)航的陀螺羅經(jīng)。這可以作為陀螺儀應(yīng)用技術(shù)形成和發(fā)展的開(kāi)端。早期的陀螺羅經(jīng)在艦船搖擺和機(jī)動(dòng)航行時(shí)產(chǎn)生很大的機(jī)動(dòng)誤差。1923年德國(guó)青年科學(xué)家舒拉（Schuler）提出，固有振蕩周期為84.4 min的機(jī)械裝置不受其在地球表面運(yùn)動(dòng)加速度的影響，即“舒拉調(diào)諧原理”，從理論上和技術(shù)上完善了陀螺羅經(jīng)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)。利用這一原理制成的陀螺羅經(jīng)的導(dǎo)航精度得到很大提高。20世紀(jì)50年代以后，陀螺羅經(jīng)的修正方法已由重力擺式發(fā)展為電磁擺式，出現(xiàn)了電控羅經(jīng)，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展成為平臺(tái)羅經(jīng)。陀螺儀在航空上的應(yīng)用比航海稍晚些。從20世紀(jì)20年代起，在飛機(jī)上相繼出現(xiàn)了陀螺轉(zhuǎn)彎儀、陀螺地平儀和陀螺方向儀作為指示儀表。30年代中期，在飛機(jī)駕駛儀中開(kāi)始使用陀螺儀表作為敏感元件。到了40年代，航空陀螺儀表趨向組合式，相繼出現(xiàn)了陀螺磁羅盤(pán)、全姿態(tài)組合陀螺儀和陀螺穩(wěn)定平臺(tái)。第二次世界大戰(zhàn)末期，在德國(guó)的V-2火箭上，第一次裝上了初級(jí)的慣性制導(dǎo)系統(tǒng)。利用陀螺儀穩(wěn)定火箭的水平和航向姿態(tài)，沿著火箭的縱軸方向安裝了陀螺積分加速度計(jì)，用以提供火箭人軌的初始速度。雖然V2火箭是德國(guó)法西斯戰(zhàn)爭(zhēng)的產(chǎn)物，并且當(dāng)時(shí)受到自動(dòng)控制、電子、計(jì)算機(jī)等技術(shù)水平的限制，它的導(dǎo)航定位精度還比較低，結(jié)構(gòu)也很不完善，但是這一創(chuàng)舉引起人們極大的重視，把慣性系統(tǒng)的研制推進(jìn)到了一個(gè)新的水平。第二次世界大戰(zhàn)后，美國(guó)和蘇聯(lián)都投入了大量的人力和物力開(kāi)展慣性導(dǎo)航／制導(dǎo)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱慣導(dǎo)系統(tǒng)）的研制工作。20世紀(jì)50年代，由于技術(shù)和工藝的進(jìn)步，以及電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展，為完善慣導(dǎo)系統(tǒng)的工程實(shí)現(xiàn)提供了較好的物質(zhì)條件。美國(guó)首先在陀螺精度上取得突破，麻省理工學(xué)院儀表實(shí)驗(yàn)室和北美航空公司，先后研制出慣性級(jí)精度的液浮陀螺儀和慣性導(dǎo)航平臺(tái)；特別是北美航空公司研制的xN-T型平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了比較完善的具有三軸陀螺平臺(tái)的慣導(dǎo)系統(tǒng)方案。1954年慣導(dǎo)系統(tǒng)在飛機(jī)上試驗(yàn)成功；1958年“肛魚(yú)”號(hào)潛艇從珍珠港附近潛入深海，依靠慣導(dǎo)系統(tǒng)穿過(guò)北極到達(dá)英國(guó)波特蘭港，歷時(shí)21天，航程8146nmile。這表明慣性導(dǎo)航技術(shù)在20世紀(jì)50年代已趨于成熟。20世紀(jì)60年代初期，出現(xiàn)了比液浮陀螺儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀。從2c世紀(jì)50年代末至60年代初，用液浮陀螺儀、氣浮陀螺儀和動(dòng)力調(diào)諧陀螺儀構(gòu)成的平臺(tái)式慣導(dǎo)系統(tǒng)得到迅速發(fā)展，并大量裝備于各種飛機(jī)、艦船、導(dǎo)彈和航天飛行器上。20世紀(jì)70年代，以靜電陀螺儀構(gòu)成的高精度平臺(tái)式慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)入實(shí)用階段。由于科技的進(jìn)步，使激光陀螺儀也達(dá)到慣性級(jí)精度，還相繼出現(xiàn)了光纖陀螺儀和半球諧振陀螺儀。在此期間，還大力開(kāi)展了捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)的研制工作。

編輯推薦

《高等學(xué)校教材?導(dǎo)彈慣性制導(dǎo)技術(shù)》可作為高等院校彈道導(dǎo)彈控制工程專業(yè)本科生和研究生的教材，也可供有關(guān)慣性導(dǎo)航技術(shù)方面工作的工程技術(shù)人員參考。

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