控制系统国内标准概况及标准规划建议

宋轶姝 齐鸣

（1航天标准化研究所，北京，100071；2上海航天技术研究院，上海，201109）

控制系统国内标准概况及标准规划建议

宋轶姝1齐鸣2

（1航天标准化研究所，北京，100071；2上海航天技术研究院，上海，201109）

文 摘：简要介绍控制系统国内标准现状，结合控制系统相关技术发展趋势，选取控制系统中精确制导、电子系统综合和抗干扰等几个关键技术发展方向，提出标准规划与制定建议。

控制制导系统；标准体系；航天飞行器标准。

控制制导系统是导弹及运载火箭的重要组成部分，它含有飞行控制系统 （导航、制导、姿态控制、弹上电路综合等）和地面测试、发射控制系统。控制制导系统集研究、设计、试验和生产为一体，涉及硬件、软件等多种学科领域。随着导弹及运载火箭控制制导系统技术的深入发展，特别是对战略导弹控制系统作战能力的日益重视，国内导弹武器及运载火箭研制部门积极开展了导弹及运载火箭控制制导系统的相关技术研究工作，制定了相当数量的控制制导系统研制、测试和试验等方面的标准。标准覆盖各个层级，包括国家标准、国家军用标准、行业标准、集团公司标准、院级标准和厂所标准，为控制制导专业发展提供了很好的技术支撑和基础保障。

1 现有控制系统标准体系

通过对控制系统标准进行全面系统梳理及深入分析，将我国控制制导标准分为系统总体标准、系统仿真与软件标准、分系统设计与产品标准。控制系统标准体系框架如图1所示。

1.1 系统总体标准

我国现有控制制导系统总体标准涵盖运载火箭与导弹制导控制系统总体标准、航天器与轨道控制系统总体标准、临近空间飞行器制导与控制系统总体标准、控制系统相关的术语和基本定义标准的内容，如GJB 1304-1991《战略导弹控制系统通用规范》、GJB 3588-1999《导弹控制系统术语》和QJ 20486-2016《地地弹道导弹控制系统环境试验方法》等。标准涉及专业术语、参数符号、控制系统总体性的设计准则与要求、计算方法、研制程序、测试方法、精度试验与环境试验等的试验方法、精度评定等内容。系统总体标准对于控制制导系统总体的设计、试验和产品评估等方面都有较好的规范作用。但是，临近空间飞行器的研制时间比较短，相关标准还不够完善，仍需及时总结提炼工程经验、进行系统规划并集中制定相关标准，为产品的研制、应用做好支撑。此外，一些标准标龄过长，有必要根据技术的发展和需求，及时规划和组织标准的修订工作。

1.2 系统仿真与软件标准

我国现有控制制导系统仿真与软件标准涵盖仿真术语以及导弹、运载火箭、航天器、临近空间飞行器的仿真设计要求、仿真计算方法、仿真试验要求与方法，软件的设计规范与验证方法等内容，如GB/T 32297-2015 《航天控制系统仿真要求》、QJ 2187A-2008 《弹道式导弹和运载火箭飞行软件仿真试验要求》和QJ 20319-2013《弹道导弹SAR景像匹配复合制导系统半实物仿真试验要求》等。系统仿真与软件标准数量不多，但对于控制制导仿真试验的开展以及飞行软件设计方面的作用非常可观。随着计算机技术的进步以及组合导航技术的发展，工程上也不断在进行新的仿真技术与方法的研究和验证工作，在今后的标准化工作中，仍需加大这方面标准的规划和制定力度，进一步完善这方面的标准。

1.3 分系统设计与产品标准

控制制导系统设备标准可按控制系统产品类型分为惯性系统设计与产品标准、控制计算机设计与产品标准、伺服机构设计与产品标准、地面测发控系统及地面设备设计与产品标准、弹上电气系统与数据传输系统标准以及其他设备标准等。

惯性系统设计与产品标准包括：惯性平台系统、捷联惯性系统、惯性基组合系统、陀螺仪、加速度计等的设计、测试标准及产品规范，如GJB 1408-1992《航天惯性平台通用规范》、QJ 20137-2012《挠性捷联惯性测量系统设计要求》、GJB 1195A-2008《速率陀螺仪通用规范》和GJB 2426A-2004《光纤陀螺仪测试方法》等。

控制计算机设计与产品标准包括：弹载计算机及相关产品的设计要求、试验要求标准及产品规范，如 QJ 2957-1997《弹 （箭）计算机设计规范》、QJ 3318-2008《弹 （箭）载计算机试验要求》 等。

伺服机构设计与产品标准包括：伺服机构设计要求、测试与试验方法标准及产品规范，如GJB 1020A-2004《导弹液压伺服系统通用规范》、QJ 20210-2012《战术导弹电动伺服机构测试方法》 等。

地面测发控系统及地面设备设计与产品标准包括：测发控系统要求、发射场测试标准及地面设备通用规范，如GJB 1306A-2008《战略导弹测试发射控制系统设备通用规范》、QJ 2277A-2004《地地导弹控制系统发射阵地测试方法》 等。

弹上电气系统与数据传输系统标准包括：弹上电缆网、配电器、电池等的设计要求标准与产品规范，数据总线、传输等方面的设计与测试方法标准，IP核、SoC、FPGA等技术相关标准，如QJ 1977A-2007 《导弹运载火箭上电缆网通用规范》、QJ 3304-2008《弹箭上电气系统CAN总线应用要求》等。

其他设备标准主要为导引头、导航接收机等设备的设计、测试、试验方法标准及产品规范。

分系统设计与产品标准内容较为全面，在控制系统标准中数量占比最大。但是，随着新产品的涌现和新的测试、试验、评估方法的使用，仍应及时提炼总结工程经验，对现有的标准进行修订并制定新的相关标准。

2 控制系统关键技术发展方向及标准制定建议

2.1 精确制导技术标准

随着美国、日本等国军事力量的发展和美国“亚太再平衡”战略的实施，众多新型武器装备将逐渐部署到我国周边敏感地区，并对我国国土安全形成更大的威胁。因此，迫切需要针对海面/水下新型舰艇、高价值地面目标精确制导技术开展研究，以遏制和打击新型高性能武器装备，维护我国国土安全和利益。

国内已有一些精确制导相关的技术标准，但质量有待进一步提高，尤其是对地、空间攻防领域末制导技术应用相对较晚，相应标准较少，不能满足技术发展需求，应加强相关标准的规划和制定。此外，在战略导弹系统精确制导技术实际应用方面，如目标特性、目标探测、信息处理、导引控制、仿真评估等专业技术领域的标准制定应足够重视，以满足未来精确制导技术发展需求。

2.2 电子系统综合技术标准

战略导弹控制系统集成设计技术是航天系统中的核心技术之一。参考武器装备体系化、信息化发展对导弹控制系统的技术需求、武器系统实战化的需求、武器系统国产化发展对导弹控制系统的技术需求等多方面因素，未来武器装备对控制系统的要求除了传统的可靠性、体积、重量和精度等指标外，针对信息化和体系作战的需求，未来控制系统必须具备强大的信息处理能力和信息交换能力。因此，必须提升产品模块化、标准化和通用化水平。

在以上需求的牵引下，控制系统技术标准应加强综合电子、软硬件协同设计、单机模块化设计、总线技术等方面标准的规划和制定。具体包含控制系统模块化开放智能架构、模块化开放智能系统高速总线、电子控制时间管理、系统接口、单机接口、测试模块、时序处理模块、电源模块以及相应的试验验证等标准。

2.3 复杂环境下抗干扰技术标准

复杂战场环境下面临各种干扰和威胁，需要进行分析和规避。战略导弹控制系统电子仪器设备数量多而且分布密集，因而在当今战场环境下各类电子仪器设备受电磁干扰影响的问题变的越发突出，干扰的防护和抑制以及实现电子设备电磁兼容等变得更加困难。因此，面对现今战场电子对抗的飞速发展与制电磁权概念的提出，突破现有的电磁干扰抑制技术、应对未来可能更加恶劣的电磁环境、研发抵抗电磁干扰与攻击的软硬件综合集成防护技术十分迫切。

目前，国内相关的标准较少，应针对技术需求着重开展控制系统抗干扰设计、干扰对抗系统设计、抗电磁干扰和核爆干扰的机构设计、抗核加固特殊材料、新型导电材料、屏蔽技术、隔离技术、搭接技术以及密封技术等的标准研究、规划和制定工作。

以上是笔者通过对国内现有控制系统标准情况进行分析与研究后形成的看法，希望对控制系统专业的科研人员了解标准整体情况有所帮助。关于标准体系框架的划分，并没有统一的规则，可以根据实际使用情况及侧重点不同，采用不同的划分方法。

宋轶姝 （1979年—），女，高级工程师，现从事航天控制系统标准化研究工作。

齐鸣 （1978年—），女，高级工程师， 现从事人力资源管理工作