火控概论

名词解释
1.火力控制：火力控制是指控制武器自动或半自动地实施瞄准与发射（抛射）的全过程，简称火控。

2.火控系统：火控系统是指为实现火控全过程所需的各种相互作用、相互依赖的设备的总称。

3.瞄准线：瞄准线是指以观测器材回转中心为始点，通过目标中心的射线。

4.瞄准矢量：是指以观测器材回转中心为始点，目标中心为终点的矢量。

5.射击线：是指为保证弹头命中目标，在武器发射瞬间，武器线所必需的指向
6.跟踪线：是指以观测器材回转中心为始点，通过观测器材中某一基准点的射线。

7.跟踪线稳定：专指自动消除载体姿态变化对跟踪线空间谓之的扰动。

8.跟踪矢量：是指以观测器材回转中心为始点，观测器材中某一点为终点的矢量。

9.武器线：是指以武器身管或发射架回转中心为始点，沿膛内或发射架上弹头运动方向所构成的射线。

10.武器线稳定：稳定炮管或发射架的空间指向，使其不受载体姿态变化影响，只有要求武器在运动中精确射击目标时才存在武器线稳定问题。

11.目标跟踪：是指在搜索过程中对已发现的目标进行相关、平滑和外推处理以确认目标并建立目标航迹的过程。

12.火控系统反应时间：又称响应时间，指目标突然临空时，从目标搜索系统发现目标起，到允许武器发射或射击所需的时间。

13.单发命中概率：是指发射一发弹头时，这发弹头的弹道有可能与目标在迎弹面内投影面积相交的概率。

14.作战命中概率：是指发射了规定数目的弹头后，打到规定命中次数的概率。

15.火控系统精度分配：在满足总体精度指标要求的约束条件下，提出各单体（分系统或设备）精度指标，谓之火控系统精度分配。

16.射击校正：利用弹目偏差的数学模型及一些列的实测值，预测出弹目偏差的未来值，并在弹头（战斗部）出膛或离轨前，修正射击诸元，以消除这一预测的弹目偏差，谓之射击校正。

17.系统误差：在一定条件下，由某种固定的原因而产生的大小、符号相同的误差，或大小、符号按一定规律随时间或空间而变化的误差。

18.随机误差：是指在同一条件下多次测量同一量时，其误差的绝对值和符号以不可预知的方式变化的误差。

19.射击诸元误差：测地准备误差、目标位置误差、弹道准备误差、气象准备误差、数学模型误差、技术准备误差
20.定位：是测定物体的位置，即测定物体中一点在某一特定坐标系中的坐标。

21.定向：是测定物体中一点与另一参考点的连线（方向线）相对某已知基准的方向。

22.导航：是指引导运载体到达预定目的地的过程。

23.火控系统环境适应性：指火控系统在规定的使用环境中保持其固有性能的能力。

24.火控系统的可靠性：指火控系统、分系统、单体或部件在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。

25.火控系统的维修性：火控系统、分系统、单体或部件在规定条件下和规定时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或回复其规定状态的能力。

26.维修时间：是为完成某次维修事件所需要的时间
27.维修性分配：把产品的维修性定量要求按给定的准则分配给各组成部分的过程。

28.平均维修间隔时间：指在规定的条件下和规定的时间内，产品的寿命单位总数与该产品计划维修和非计划维修事件总数之比。

29.电磁兼容性(EMC)：指设备或系统在预定的电磁环境中，不受电磁干扰而降低性能，同时其所产生的干扰也不大于规定的极限电平、不影响其他设备正常工作，从而达到所有设备或系统都能互不干扰地协调运行。

30.电磁敏感阈値：使系统、分系统或设备不能正常工作的干扰临界电平值，是衡量系统、分系统或设备受电磁干扰的易损性参数。

31.武器随动系统：跟随火控计算机输出，赋予武器射击诸元的随动系统。

32.0型系统：又称零阶无差度系统。

开环通道中不含积分环节的自动调节系统。

33.I型系统：又称一阶无差度系统。

开环通道含有一个积分环节的自动调节系统。

34.II型系统：又称二阶无差度系统。

开环通道含有两个积分环节的自动调节系统。

35.随动系统（伺服系统）：精确跟随或复现某个物理量变化过程的自动调节系统。

简答
一. 火控系统任务
1. 利用各种探测、跟踪器材，搜索、发现、识别、跟踪目标，并测定目标坐标
2. 依据目标运动模型、目标坐标的测量值，估计目标的运动状态参数（位置、速度、加速度）
3. 依据弹头的外弹道特性、实际气象条件、地理特征、武器在提及目标运动状态，预测命中点、求取射击诸元
4. 依据射击诸元，利用半自动或全自动武器随动系统驱动武器线趋近于射击线，并根据指挥员的射击命令控制设计程序实施
5. 实测脱靶量，修正射击诸元，实现校射或大闭环火控系统
6. 实时测量武器载体的运动姿态或其变化率，用于火控计算及跟踪线、武器线稳定
7. 实施系统内部及外部的信息交换，使武器系统内部协调一致地工作及使火控系统成为指挥控制系统的终端
8. 实施火控系统的一系列操作控制，使火控系统按战术要求及作战环境要求工作
9. 实施火控系统的故障自动检测和性能自动监测
10. 实施操作人员的模拟训练
二．火控弹道模型的种类和特点
（1）弹道微分方程组;
（2）弹道诸元的解析表达式;
（3）射表；
（4）射表诸元的逼近表达式；
（5）射表与弹道微分方程联合使用。

二.火控系统组成
目标搜索、目标跟踪、火控计算机、武器随动、定位定向、载体姿态测量、弹道与气象条件测量、脱靶量检测、通信分系统、系统操作控制台、初级供电分系统
三.激光（雷达）测距原理
在最大跟踪误差小于激光束宽角的1/2前提下，激光或雷达发射的脉冲能量从目标反射回来，精确测量往返时间，测得精确的目标距离。

四．火控系统反应时间的构成
发现→识别→捕获--------------------→跟踪
-----------→解算
-----→协调
五．火控系统可靠性实验内容
包括：环境应力试验、可靠性增长试验、可靠性鉴定试验、可靠性验收试验。

（1）在研制期间，要对部件和组件进行环境应力试验，以查明有缺陷原件是否存在；（2）执行可靠性增长试验可以发现和纠正可靠性方面存在的不足，并验证所采取的改进措施的有效性。

（3）可靠性鉴定试验是确定产品是否已经达到了所规定的可靠性要求；
（4）可靠性验收是用来确定是否因射击变更或生产技术与过程变动而引起可靠性降
六．选择可靠性模型遵循原则
1.当提高元器件、零件及组件的可靠性水平不奏效时，才使用储备模型
2.在层次低的部位采用储备比在层次高的部位采用储备好
3.如果电源功率不足或单元发热问题较大或故障单元无法有效隔离时，不能采用工作储备模型
4.在故障检测及转换装置可靠性不高以及系统工作需要有连续性的产品中，不能采用非工作储备模型
5.采用储备模型可以提高产品的任务可靠性，但会降低其基本可靠性。

必须进行综合权衡。

七．指挥仪式（稳像式）火控系统工作原理
使用指挥仪式火控系统进行目标跟踪瞄准时，炮手用手控装置驱动瞄准线，使瞄准线始终跟踪、瞄准目标并进行测距。

火炮则通过自同步机和火炮伺服机构随动于瞄准线。

火控计算机计算出的射击提前角，只输给火炮和炮塔伺服装置，使火炮自动调转到射击提前角的位置上。

瞄准线则依然保持跟踪瞄准目标。

这时，系统中的火炮重合射击装置在火炮到达射击提前精度范围后，装置自动输出允许射击信号。

若此时炮手已按下发射按钮，火炮便能自动发射。

八．武器随动系统特点
1.动、静态性能好，实时复现输入指令的精度高
2.被控对象笨重、体积较大
3.安全保护与故障显示完善
4.负载力矩扰动大
5.传动机构的齿隙空回大
6.对高频噪声具有滤波作用
九．GPS定位原理（GPS差分定位原理）
导航用户接收机利用测得的调制码中由卫星传播至接收机的时间，乘上电磁波的传播速度得到用户到卫星的距离。

所测距离由于受大气延迟和接收机时钟与卫星时钟不同步的影响，不是真实的几何距离，称“伪距”。

卫星瞬时坐标可由卫星星历求得，分别以三颗卫星圆心、以其到用户的距离为半径做圆球，三个圆球在地面上的交点便是用户的位置。

实际的用户接收机至少要接收4颗卫星的信号，以使计算时有足够的信息量来估算用户的时钟偏差，并从伪距中扣除时间偏差引起的测距误差，最终确定载体的经纬度和高程。

除由一台用户接收机来确定被测点未知的单点定位方式外，为提高精度，还可用GPS差分定位方式。

差分定位需要建立一位置精确已知的地面基准参考站，包括一个差分接收机和一个差分发射机。

基准站监测系统误差，并按规定时间间隔把修正信息发送给一定区域内的其它用户接收机。

由于基准参考站的接收机与其他用户接收机同时观测同一组卫星，许多误差对它们有着相同的影响，因此其他接收机在差分定位计算时，可以抵消大部分误差，较大地提高了定位精度。

十．维修性分配的一般步骤
1.进行系统维修职能分析，确定各维修级别的维修职能及维修工作流程
2.进行系统功能层次分析，确定系统各组成部分的维修措施和要素，并包含维修的系统系统功能层次框图
3.确定系统各组成部分的维修频率，包括修复性和预防性维修的频率
4.将系统维修性能指标分配到各部分
5.研究分配方案的可行性，进行综合权衡，必要时局部调整分配方案
十一．武器随动系统的组成
检测装置、信号转换电路、放大校正装置、执行机构、故障保护与现实装置、电源装置
十二．火控系统设计人员精度分析的主要任务
1.根据给定的作战命中概率或单发命中概率以及弹头的射击散布，确定火控系统的总体精度指标要求
2.根据已知的火控系统总体精度指标，确定分系统的精度指标要求
3.根据已知的分系统精度指标，确定部件或元器件的精度要求
十三．简述确定火控系统总体精度指标的原则
（1）可实现性原则：即考虑单位的技术状况及水平限制；
（2）经济性原则：即以最小资金投入来达到总体精度指标；
（3）重要性原则：采用正交法等，找出对中提精度指标影响最大的单精度指标加以严格控制；
（4）匹配原则：火控系统精度应与火力系统精度相匹配，二者精度相差甚远是不合理的；（5）最优化原则：采用总体优化方法，使系统总体精度最好，而单精度不一定都最好。

十四．无线定位原理
在地面上三个已知基准点和一个北侧电商均设置无线电发射和接收设备，通过测定无线电信号在已知点和被测点之间的传输时间，乘以无线电波的传播速度，可求得三个基准点到被测点的距离。

再分别以三个已知直点为圆心、以各距离为半径作圆球，三个圆球必共交于地面上一点，即被测点，其位置坐标可通过计算求得。

当基准点的地理位置未知时，无线电定位只能测定被测点的相对位置，即相对定位。

十五．简述卫星定位原理：与无线电定位相同，只不过位置已知的基准点是空间卫星。

计算
最小二乘法：m m t a t a t a a t x ++++=...)(2210
残差：∑=+≥=-=m
j i j
i j i m n n i z t a 01;,...,2,1,0,ε 残差的平方和：∑∑∑===-==n i n i m
j i j i j i z t a Q 00022)(ε
对k a 求偏导，并令其为零，即：∑∑===-=∂∂n i m j k i i j i j k t z t a a Q 00
0)(2 令m k ,...,2,1,0=，便得1+m 个方程式，可求得m a a a ,...,,10共1+m 个未知数，当1+≥m n 时有唯一解。

线性插值法：)()()()()(00
10101x x x x x f x f x f x P y ---+
== 二次插值法： ))(()()()()()()()()()(1012010102020010102x x x x x x x x x f x f x x x f x f x x x x x f x f x f x P --------+---+=。