激光导引头关键技术发展现状综述
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
如图 １所示，半主动寻的制导方式是由位于载 机或地面上的激光器发射激光束照射目标，由半主 动式激光导引头光学系统接收目标漫反射的激光回 波信号，根据光斑在探测器上的位置计算出弹目视 线的夹角，通过弹载计算机生成制导和控制指令，引 导武器命中目标［６］。
图 １ 半主动寻的制导示意图 Ｆｉｇ１Ｔｈｅｓｅｍｉａｃｔｉｖｅｇｕｉｄａｎｃｅｇｒａｐｈ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｃｉｓｅｇｕｉｄａｎｃｅｗｅａｐｏｎｓｈａｖｅｇｉｖｅｎａｎｅｗｃｏｎｃｅｐｔｔｏｔｈｅｍｏｄｅｒｎｗａｒｆａｒｅ，ｌａｓｅｒｓｅｅｋｉｎｇｇｕｉｄａｎｃｅｗｅａｐｏｎｓ ａｒｅｔｈｅｋｅｙｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｍｏｎｇｔｈｅｍＡｎｄｌａｓｅｒｓｅｅｋｅｒｓａｒｅｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｌａｓｅｒｓｅｅｋｉｎｇｇｕｉｄａｎｃｅｗｅａｐｏｎｓ，ｔｈｅｙ ａｒｅｔｈｅｏｂｊｅｃｔｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｗｏｒｌｄｍｉｌｉｔａｒｙｐｏｗｅｒｓＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅ ｇｕｉｄｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｃｔｉｖｅａｎｄｓｅｍｉａｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｓｅｅｋｅｒｓＳｔａｔｅｏｆａｒｔｏｆｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｉｓｓｕｅｓ ｏｆｌａｓｅｒｓｅｅｋｅｒｓｉｓｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｃｏｍｂｅｄＡｎｄｉｔｉｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｌａｓｅｒｓｅｅｋｅｒｗｉｌｌｄｅｖｅｌｏｐｔｏｗａｒｄｓｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｎｔｉｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｂｉｌｉｔｙ，ｍｕｌｔｉｍｏｄｅｃｏｍｐｏｕｎｄ，ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｓｔｒａｐｄｏｗｎ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｓｅｒｓｅｅｋｅｒｓ；ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｇｕｉｄａｎｃｅ；ａｃｔｉｖｅｇｕｉｄａｎｃｅ；ｓｅｍｉａｃｔｉｖｅｇｕｉｄａｎｃｅ；ｓｔｒａｐｄｏｗｎ
Ｓｔａｔｅｏｆａｒｔｏｆｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｉｓｓｕｅ百度文库ｏｆｌａｓｅｒｓｅｅｋｅｒｓ
ＣＨＥＮＣｈｅｎｇ，ＺＨＡＯＬｉａｎｇｙｕ，ＭＡＸｉａｏｐｉｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ）
１ 引 言 导引头是精确制导武器上的核心部件，精确制
导武器通过安装在导引头上的陀螺或电子稳定装置 测量武器偏离理想运动轨道的失调参数，利用失调 参数形成控制指令，将指令传递给弹上执行机构以 控制和稳定弹体飞行，最终实现精确打击［１］。导引 头技术的进步是精确制导武器更新换代的重要标 志，世界各军 事 强 国 对 其 发 展 均 极 为 重 视 ［２－３］。 由 于激光具有方向性强、单色性好、强度高等特点［４］， 因此激光导引头的制导精度较高、目标分辨率高、结 构简单。但是激光导引头工作时也存在易受云雾及 烟尘影响、无法全天候作战等问题，在实际应用中需
陈 成，赵良玉，马晓平
（北京理工大学宇航学院，北京 １０００８１）
摘 要：激光导引头作为激光寻的制导武器的重要组成部分，是世界各军事强国不断研制与发 展的对象。本文在介绍主动和半主动式激光导引头工作原理及特点的基础上，系统梳理了激 光导引头若干关键技术的研究现状，指出了激光导引头将朝着抗干扰能力不断增强、多模复 合、小型化、捷联式的方向发展。 关键词：激光导引头；精确制导；主动制导；半主动制导；捷联式 中图分类号：ＴＪ７６５３ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１９．０２．００１
１３２
激 光 与 红 外 第 ４９卷
照射目标，根据激光源安装位置的不同可分为半主 动式激光导引头和主动式激光导引头。前者具有结 构简单、成 本 低 廉、精 度 高、易 实 现 等 优 点［５］；后 者 可实现发射后不管，具有极高的作战效能。 ２１ 半主动式激光导引头
要针对特定的任务需求解决关键技术问题。 系统梳理激光导引头关键技术的发展现状、存
在问题和发展趋势，对于激光寻的制导武器的未来 发展和研制具有重要的参考价值。本文在简要介绍 主动和半主动式激光导引头工作原理的基础上，分 析了不同类型激光导引头的制导特点、关键技术研 究现状，并结合其发展情况对激光导引头技术的未 来研究方向作出展望。 ２ 激光导引头关键技术发展现状
半主动式激光导引头在结构上主要由位标器和 电子组件组成。位标器由探测器、光学系统和陀螺 组成，主要有陀螺光学耦合式和陀螺稳定光学系统 式两 种 结 构 类 型［７］。如 图 ２所 示，美 陆 军 研 制 的 １５５毫米“铜斑蛇”激光制导炮弹导引头，采用的即 为陀螺光学耦合式位标器，其探测器与弹体固联，光 学系统装在陀螺上，陀螺起稳定光学系统探测轴的 作用。这种位标器的特点是结构简单，易于实现，但 动态视场小。
激光导引头通过接收目标漫反射的激光，形成 制导指令，最终控制导弹实现对目标的跟踪和精确 打击。在此过程中，需要由弹外或者弹上的激光源
基金项目：国家自然科学基金重点项目（Ｎｏ１１５３２００２）资助。 作者简介：陈 成（１９９３－），男，硕士研究生，主要研究方向为飞行动力学控制。Ｅｍａｉｌ：２１２０１７００５２＠ｂｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ 通讯作者：赵良玉（１９８１－），男，副教授，主要研究方向为飞行动力学控制。Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｏｌｙ＠ｂｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ 收稿日期：２０１８０６１２
第 ４９卷 第 ２期 激 光 与 红 外 ２０１９年 ２月 ＬＡＳＥＲ ＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤ
Ｖｏｌ．４９，Ｎｏ．２ Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１９
文章编号：１００１５０７８（２０１９）０２０１３１０６
·综述与评论·
激光导引头关键技术发展现状综述
图 １ 半主动寻的制导示意图 Ｆｉｇ１Ｔｈｅｓｅｍｉａｃｔｉｖｅｇｕｉｄａｎｃｅｇｒａｐｈ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｃｉｓｅｇｕｉｄａｎｃｅｗｅａｐｏｎｓｈａｖｅｇｉｖｅｎａｎｅｗｃｏｎｃｅｐｔｔｏｔｈｅｍｏｄｅｒｎｗａｒｆａｒｅ，ｌａｓｅｒｓｅｅｋｉｎｇｇｕｉｄａｎｃｅｗｅａｐｏｎｓ ａｒｅｔｈｅｋｅｙｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｍｏｎｇｔｈｅｍＡｎｄｌａｓｅｒｓｅｅｋｅｒｓａｒｅｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｌａｓｅｒｓｅｅｋｉｎｇｇｕｉｄａｎｃｅｗｅａｐｏｎｓ，ｔｈｅｙ ａｒｅｔｈｅｏｂｊｅｃｔｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｗｏｒｌｄｍｉｌｉｔａｒｙｐｏｗｅｒｓＩｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅ ｇｕｉｄｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｃｔｉｖｅａｎｄｓｅｍｉａｃｔｉｖｅｌａｓｅｒｓｅｅｋｅｒｓＳｔａｔｅｏｆａｒｔｏｆｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｉｓｓｕｅｓ ｏｆｌａｓｅｒｓｅｅｋｅｒｓｉｓｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｃｏｍｂｅｄＡｎｄｉｔｉｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｌａｓｅｒｓｅｅｋｅｒｗｉｌｌｄｅｖｅｌｏｐｔｏｗａｒｄｓｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｎｔｉｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｂｉｌｉｔｙ，ｍｕｌｔｉｍｏｄｅｃｏｍｐｏｕｎｄ，ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄｓｔｒａｐｄｏｗｎ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌａｓｅｒｓｅｅｋｅｒｓ；ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｇｕｉｄａｎｃｅ；ａｃｔｉｖｅｇｕｉｄａｎｃｅ；ｓｅｍｉａｃｔｉｖｅｇｕｉｄａｎｃｅ；ｓｔｒａｐｄｏｗｎ
Ｓｔａｔｅｏｆａｒｔｏｆｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌｉｓｓｕｅ百度文库ｏｆｌａｓｅｒｓｅｅｋｅｒｓ
ＣＨＥＮＣｈｅｎｇ，ＺＨＡＯＬｉａｎｇｙｕ，ＭＡＸｉａｏｐｉｎｇ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１，Ｃｈｉｎａ）
１ 引 言 导引头是精确制导武器上的核心部件，精确制
导武器通过安装在导引头上的陀螺或电子稳定装置 测量武器偏离理想运动轨道的失调参数，利用失调 参数形成控制指令，将指令传递给弹上执行机构以 控制和稳定弹体飞行，最终实现精确打击［１］。导引 头技术的进步是精确制导武器更新换代的重要标 志，世界各军 事 强 国 对 其 发 展 均 极 为 重 视 ［２－３］。 由 于激光具有方向性强、单色性好、强度高等特点［４］， 因此激光导引头的制导精度较高、目标分辨率高、结 构简单。但是激光导引头工作时也存在易受云雾及 烟尘影响、无法全天候作战等问题，在实际应用中需
陈 成，赵良玉，马晓平
（北京理工大学宇航学院，北京 １０００８１）
摘 要：激光导引头作为激光寻的制导武器的重要组成部分，是世界各军事强国不断研制与发 展的对象。本文在介绍主动和半主动式激光导引头工作原理及特点的基础上，系统梳理了激 光导引头若干关键技术的研究现状，指出了激光导引头将朝着抗干扰能力不断增强、多模复 合、小型化、捷联式的方向发展。 关键词：激光导引头；精确制导；主动制导；半主动制导；捷联式 中图分类号：ＴＪ７６５３ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０７８．２０１９．０２．００１
１３２
激 光 与 红 外 第 ４９卷
照射目标，根据激光源安装位置的不同可分为半主 动式激光导引头和主动式激光导引头。前者具有结 构简单、成 本 低 廉、精 度 高、易 实 现 等 优 点［５］；后 者 可实现发射后不管，具有极高的作战效能。 ２１ 半主动式激光导引头
要针对特定的任务需求解决关键技术问题。 系统梳理激光导引头关键技术的发展现状、存
在问题和发展趋势，对于激光寻的制导武器的未来 发展和研制具有重要的参考价值。本文在简要介绍 主动和半主动式激光导引头工作原理的基础上，分 析了不同类型激光导引头的制导特点、关键技术研 究现状，并结合其发展情况对激光导引头技术的未 来研究方向作出展望。 ２ 激光导引头关键技术发展现状
半主动式激光导引头在结构上主要由位标器和 电子组件组成。位标器由探测器、光学系统和陀螺 组成，主要有陀螺光学耦合式和陀螺稳定光学系统 式两 种 结 构 类 型［７］。如 图 ２所 示，美 陆 军 研 制 的 １５５毫米“铜斑蛇”激光制导炮弹导引头，采用的即 为陀螺光学耦合式位标器，其探测器与弹体固联，光 学系统装在陀螺上，陀螺起稳定光学系统探测轴的 作用。这种位标器的特点是结构简单，易于实现，但 动态视场小。
激光导引头通过接收目标漫反射的激光，形成 制导指令，最终控制导弹实现对目标的跟踪和精确 打击。在此过程中，需要由弹外或者弹上的激光源
基金项目：国家自然科学基金重点项目（Ｎｏ１１５３２００２）资助。 作者简介：陈 成（１９９３－），男，硕士研究生，主要研究方向为飞行动力学控制。Ｅｍａｉｌ：２１２０１７００５２＠ｂｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ 通讯作者：赵良玉（１９８１－），男，副教授，主要研究方向为飞行动力学控制。Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｏｌｙ＠ｂｉｔ．ｅｄｕ．ｃｎ 收稿日期：２０１８０６１２
第 ４９卷 第 ２期 激 光 与 红 外 ２０１９年 ２月 ＬＡＳＥＲ ＆ ＩＮＦＲＡＲＥＤ
Ｖｏｌ．４９，Ｎｏ．２ Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０１９
文章编号：１００１５０７８（２０１９）０２０１３１０６
·综述与评论·
激光导引头关键技术发展现状综述