導彈慣性制導技術

前言

慣性技術是慣性導航技術、慣性制導技術、慣性測量技術、慣性儀表技術、慣性儀表及系統(tǒng)測試技術的總稱，涉及機電、電子、計算機、自動控制、光學、精密儀器等多個技術學科。尤其是慣性導航與自動控制相結合而發(fā)展起來的慣性制導技術，因其具有完全自主性而在彈道導彈、人造衛(wèi)星、運載火箭等飛行器的飛行控制中具有不可替代的作用，已成為世界各國爭相發(fā)展的高技術之一。同時，為了保證慣性制導系統(tǒng)工作的可靠性和制導精度，對慣性系統(tǒng)的性能參數和環(huán)境適應性測試已成為應用慣性技術的關鍵環(huán)節(jié)。本書是作者在多年教學工作的基礎上，參考國內、外相關資料，結合有關教學和科研成果整理、編著而成的?；A知識、制導原理、慣性儀表和系統(tǒng)部分主要參考了國內現有同類著作的相關內容，慣性系統(tǒng)的測試技術則是作者與其他同志合作進行的教學和科研成果的總結。全書共分三部分：第一部分為基礎部分（第1～5章），介紹慣性制導基礎知識以及基本的慣性儀表——陀螺儀、加速度計和陀螺穩(wěn)定平臺；第二部分（第6～8章）介紹慣性制導系統(tǒng)，內容包括平臺式慣性導航原理、精度分析；第三部分（第9章）介紹慣性系統(tǒng)的測試技術，包括各種測試原理、測試設備和系統(tǒng)。其中，對慣導系統(tǒng)自標定、慣性制導系統(tǒng)抗電磁干擾性能測試的內容是首次公開發(fā)表。第二炮兵工程學院副院長劉光斌教授和空軍工程大學張宗麟教授等各位同仁對本書的編著給予了極大的支持，提出了許多寶貴意見和建議；第二炮兵工程學院錢培賢教授對全書進行了認真細致的審閱和修改，在此一并表示衷心的感謝，同時對書中引用文獻的作者表示感謝！限于作者水平，對書中存在的缺點和錯誤，懇請專家和廣大讀者批評指正。

內容概要

　　慣性技術與制導原理是彈道導彈控制領域的一門重要專業(yè)基礎課程?！秾棏T性制導技術》按照慣性制導基礎知識、慣性儀表（陀螺儀與加速度計）、陀螺穩(wěn)定平臺、慣性制導原理、精度分析、慣性系統(tǒng)的測試的順序，重點介紹了慣性制導的基本原理、慣性制導系統(tǒng)及其測試技術?！秾棏T性制導技術》注重物理概念的介紹，以及各部分內容的內在聯系和相互銜接?！　　秾棏T性制導技術》可作為高等院校彈道導彈控制工程專業(yè)本科生和研究生的教材，也可供有關慣性導航技術方面工作的工程技術人員參考。

書籍目錄

第1章 概述1.1 基本概念1.2 慣性技術的發(fā)展及應用1.3 導彈武器慣性制導系統(tǒng)第2章 慣性制導的基礎理論2.1 定點轉動剛體角位置的表示方法2.2 慣性技術中的常用坐標系2.3 地球參考橢球及地球重力場特性第3章 慣性儀表陀螺儀3.1 陀螺儀的定義及分類3.2 剛體轉子陀螺儀的基本理論3.3 典型剛體轉子陀螺儀3.4 新型陀螺儀第4章 慣性儀表加速度計4.1 加速度計的測量原理4.2 液浮擺式加速度計4.3 撓性加速度計4.4 硅加速度計4.5 陀螺積分加速度計第5章 陀螺穩(wěn)定平臺5.1 陀螺穩(wěn)定平臺概述5.2 用單自由度積分陀螺儀組成的單軸穩(wěn)定平臺第6章 慣性制導方法6.1 攝動制導6.2 顯式制導第7章 導彈制導系統(tǒng)7.1 平臺式制導系統(tǒng)7.2 捷聯慣性制導系統(tǒng)第8章 導彈慣性制導系統(tǒng)誤差分析8.1 導彈圓概率偏差8.2 導彈射擊誤差分類8.3 誤差源影響簡析8.4 慣性儀表的誤差模型第9章 導彈慣性系統(tǒng)自標定及電磁環(huán)境適應性測試9.1 慣導系統(tǒng)誤差標定模型及其傳統(tǒng)標定方法9.2 平臺慣導系統(tǒng)射前自標定技術9.3 慣導系統(tǒng)電磁環(huán)境適應性測試參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：最早的能夠實用的陀螺儀表是用于海上導航的陀螺羅經。1908年安休茨（Anschutz）在德國、1909年斯伯利（Sperry）在美國，先后制成了用于艦船導航的陀螺羅經。這可以作為陀螺儀應用技術形成和發(fā)展的開端。早期的陀螺羅經在艦船搖擺和機動航行時產生很大的機動誤差。1923年德國青年科學家舒拉（Schuler）提出，固有振蕩周期為84.4 min的機械裝置不受其在地球表面運動加速度的影響，即“舒拉調諧原理”，從理論上和技術上完善了陀螺羅經的設計和結構。利用這一原理制成的陀螺羅經的導航精度得到很大提高。20世紀50年代以后，陀螺羅經的修正方法已由重力擺式發(fā)展為電磁擺式，出現了電控羅經，并在此基礎上發(fā)展成為平臺羅經。陀螺儀在航空上的應用比航海稍晚些。從20世紀20年代起，在飛機上相繼出現了陀螺轉彎儀、陀螺地平儀和陀螺方向儀作為指示儀表。30年代中期，在飛機駕駛儀中開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，相繼出現了陀螺磁羅盤、全姿態(tài)組合陀螺儀和陀螺穩(wěn)定平臺。第二次世界大戰(zhàn)末期，在德國的V-2火箭上，第一次裝上了初級的慣性制導系統(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，用以提供火箭人軌的初始速度。雖然V2火箭是德國法西斯戰(zhàn)爭的產物，并且當時受到自動控制、電子、計算機等技術水平的限制，它的導航定位精度還比較低，結構也很不完善，但是這一創(chuàng)舉引起人們極大的重視，把慣性系統(tǒng)的研制推進到了一個新的水平。第二次世界大戰(zhàn)后，美國和蘇聯都投入了大量的人力和物力開展慣性導航／制導系統(tǒng)（以下簡稱慣導系統(tǒng)）的研制工作。20世紀50年代，由于技術和工藝的進步，以及電子計算機的發(fā)展，為完善慣導系統(tǒng)的工程實現提供了較好的物質條件。美國首先在陀螺精度上取得突破，麻省理工學院儀表實驗室和北美航空公司，先后研制出慣性級精度的液浮陀螺儀和慣性導航平臺；特別是北美航空公司研制的xN-T型平臺式慣性導航系統(tǒng)，實現了比較完善的具有三軸陀螺平臺的慣導系統(tǒng)方案。1954年慣導系統(tǒng)在飛機上試驗成功；1958年“肛魚”號潛艇從珍珠港附近潛入深海，依靠慣導系統(tǒng)穿過北極到達英國波特蘭港，歷時21天，航程8146nmile。這表明慣性導航技術在20世紀50年代已趨于成熟。20世紀60年代初期，出現了比液浮陀螺儀結構簡單、成本較低的動力調諧陀螺儀。從2c世紀50年代末至60年代初，用液浮陀螺儀、氣浮陀螺儀和動力調諧陀螺儀構成的平臺式慣導系統(tǒng)得到迅速發(fā)展，并大量裝備于各種飛機、艦船、導彈和航天飛行器上。20世紀70年代，以靜電陀螺儀構成的高精度平臺式慣導系統(tǒng)進入實用階段。由于科技的進步，使激光陀螺儀也達到慣性級精度，還相繼出現了光纖陀螺儀和半球諧振陀螺儀。在此期間，還大力開展了捷聯式慣導系統(tǒng)的研制工作。

編輯推薦

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

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