一种用于制导站快速截获导弹的方法研究

颜飞

江南机电设计研究所 贵州 贵阳 550009

引言

地空导弹武器系统在使用指令制导或复合制导体制拦截相关目标的情况下，导弹发射后的初制导及中制导段一般须使用制导站上传信息完成导引规律所需的输入信息，进而完成导弹飞行所需的制导控制指令解算，控制导弹飞向期望位置。因此，为保证制导站测量目标信息、导弹信息能快速传递到导弹上，制导站需在导弹发射后某一时间段内快速截获导弹，保证用于导弹解算的目标信息、导弹信息能快速切换至制导测量信息上，保证目标信息、导弹信息的准确性，为导弹完成测量信息交班、制导控制信息交班等提供先决条件，同也为导弹中制导、末制导的正常进行提供相关的基础保证。

本文主要研究导弹发射后制导站在一定时间内快速截获导弹问题，在研究制导站快速截获导弹方法中，须针对武器系统拦截空域弹道，摸索拦截空域弹道的规律性，依据得到的相关规律，完成拦截空域弹道拟合设计，拟合设计完成后，得到的拟合结果必须能保证一定时间内导弹在制导站截获波束内。因导弹的弹道特性受拦截目标特性、阵地海拔、环境温度及导弹初始发射位置等影响，故拟合设计过程中探索不同目标、不同阵地海拔、环境温度及不同发射方位影响下的弹道规律为完成制导站快速截获导弹弹道拟合设计的关键。

本论文以某型地空导弹武器系统为背景，武器系统配套制导站在导弹发射后，制导站截获导弹前，其搜索及截获波束为θ，为保证制导站有效截获导弹，要求导弹发射后tm内拟合弹道与导弹实际飞行弹道之差控制在（制导雷达截获半波束）以内，即导弹落入制导站截获波束内。

1 导弹拦截空域弹道飞行规律分析

某型地空导弹武器系统中，导弹制导控制系统在制导站截获导弹前，主要依据目标初始信息进行信息外推处理及弹上测量设备测量的导弹自身状态信息，形成导弹完成初中制导交班时需到达的期望位置，并以此期望位置为目标，设计导弹飞行所需的初制导指令，初制导指令经导弹控制系统形成相应的控制指令，以此控制指令控制导弹的执行机构动作，形成导弹到达期望位置所需的角速度、过载等信息，操纵导弹飞向期望位置。

依据某地空导弹武器系统已完成相关验证仿真后的制导控制系统引入制导设计结果，考虑拦截目标特性、阵地海拔、环境温度、导弹初始位置及期望弹目遭遇时目标距离等对弹道特性的影响，结合武器系统战技指标，依据武器系统拦截不同目标的杀伤空域；设定覆盖拦截目标特性、武器系统作战阵地海拔、作战环境温度及导弹初始位置等因素下的杀伤空域弹道，开展武器系统引入制导弹道仿真。分析引入制导仿真结果发现，导弹引入制导弹道与制导控制系统依据目标位置及速度信息、阵地海拔等计算出的期望位置高低角、方位角有关，且目标特性及阵地海拔不同情况下，目标位置及速度信息相同，制导控制系计算出的期望位置高低角、方位角亦相同，制导控制系统引入制导弹道特性亦相同[1]。

2 引入制导拟合方法研究

依据上述探索分析出的弹道规律，进行制导站截获导弹方法研究时，重点分析引入制导弹道与期望位置高低角、方位角的关系。依据制导控制系统设计结果，引入制导作用下，导弹到达期望位置方位角的速度较快，拦截空域弹道均能满足tm内实际导弹方位角与期望位置方位角的差值控制在内，方位拟合结果可直接控制制导站截获波束转至导弹期望位置方位角即可完成方位方向拟合规律设计。

方位拟合完成后，进一步分析期望位置高低角与引入制导弹道的关系，导弹发射后，受发射筒、弹上各设备安装、舱体安装、发射环境阵风等因素影响，某一时间段内拦截相同位置目标会出现散布特性，散布弹道与理论飞行弹道之差大于制导站截获波束，引入制导介入后，散布弹道逐渐收敛至理论引入弹道，但高低角散布收敛较慢，若按照方位拟合规律设计，大概率造成tm时间内无法截获导弹。因此，研究高低角拟合与期望位置高低角关系时，可以进行分区间研究，从拦截空域期望高低角全范围，逐渐缩小期望高低角分区间，直至散布弹道在tm时间内实际导弹方位角与期望位置方位角的差值内为止。

3 引入制导拟合设计

式中，Ed、dB为拟合结果，t为以导弹发射为时间零点，为分段拟合公式，mβ期望位置方位角[3]。

4 结束语

本论文以某型地空导弹武器系统为背景，开展制导站快速截获导弹方法研究。首先，依据某型地空导弹武器系统引入制导设计结果，结合武器系统制导及导引规律，分析制导站在导弹发射后一定时间快速截获导弹的必要性分析；其次，依据武器系统拦截空域弹道的引入制导弹道特性，完成了拦截空域弹道飞行规律研究，探索拦截空域全弹道与导弹期望位置高低角、方位角关系，得到制导站快速截获导弹高低角、方位角拟合初步方案；最后，基于高低角、方位角拟合方案，完成了拦截空域内全弹道引入制导高低角、方位角拟合方法研究，形成拦截空域内全弹道拟合模型，得到用于指导地空导弹武器系统制导站一定时间内快速截获导弹拟合设计具体实现方法。