光纤制导技术及其应用

介绍了光纤制导系统的组成；分析了导弹与控制站之间数据传输、转换、处理和制导原理；采用单模双通道波分复用技术和时分复用技术，通过对两种不同波长光的耦合、分离，实现了单根光纤双向传输，给出了光纤制导导弹中的技术关键和要求，包括制导光纤、图像传感器、双向通信传输技术、光源器件和光检测器件等．     

现代光电系统中的光纤技术

从光纤信息处理系统、光纤制导系统、光纤惯性器件方面描述现代光电系统中的光纤应用技术。     

红外成像寻的器技术研究

为提高精确制导系统中红外寻的器的光电对抗能力，利用玫瑰扫描技术实现了光学系统成像探测。该项技术研究的关键是线阵列探测器和卡氏光学系统的设计。通过引入计算机图像帧处理，实现了目标的解算。在介绍技术方案的同时，对关键技术进行了分析，原理样机已在实验室调试完成。导引头的测试数据和仿真试验结果表明：导引头抗红外诱饵干扰能力大大提高，该技术研究方案是可行的，可用于便携式防空和舰载末端防空等精确制导武器中。     

图象制导系统的陀螺稳象技术研究

图象制导系统导引头的目标成象传感器是由陀螺直接稳定的,陀螺转子运动不平衡引起的振动与“绕动”直接影响到图象的稳定及整弹性能。该文从理论上对此进行分析和讨论,由此得出振动、绕动调试的合理依据及方法,从而避免了调试过程中的盲目性。     

电视导引头跟踪系统物理建模与分析

对某型空地导弹电视导引头进行实测建模，通过建模和仿真分析，对系统提出改进意见。     

捷联式光学图像导引头视线角速率估计

为准确估计捷联导引头视线角速率,建立了捷联式光学图像导引头数学模型,根据弹目运动相对关系进行视线角速率估计算法研究。定义了估计算法所需坐标系并建立了导引头与陀螺数学模型;根据弹目相对运动学及姿态关系建立视线角速率估计非线性状态方程;针对滤波精度与实时性应用的问题,提出无迹Kalman滤波(UKF)方法估计视线角速率,并建立半物理实验系统进行算法验证,实验结果表明:视线角及视线角速率的最大估计误差分别为0.37°与0.68°/s,估计精度分别为0.1008°与0.2116°/s;数字信号处理器(DSP)中算法运行时间约为3.8ms,视线角速率估计算法同时能满足制导系统对精度与实时性的要求。基于UKF的视线角速率估计算法为捷联式光学图像导引头的工程应用提供理论依据。     

一种导引头性能可视化评估方法

激光制导、微波制导的导引头由于不具备可视化功能,在实际环境中进行性能考核时,导引头是否成功截获指定目标、截获目标后的稳定跟踪过程是否正常以及在稳定跟踪过程中出现的问题都不易得到及时、准确的定位和分析。文中设计的可视化评估系统可有效解决上述问题,通过加装可见光成像系统同步伴随导引头运动的方法,将导引头搜索、跟踪目标的过程清晰成像,直观显示导引头的整个工作过程,同时利用图像跟踪系统和图像存储系统保存关键性能参数,试验完成后对导引头的输出参数及跟踪性能进行验证及处理,进而对导引头的性能参数进行分析和评估;通过动态跟踪或加载干扰源试验验证,该方法能利用可视化系统可靠同步跟随不可视导引头的运动,并对导引头跟踪过程进行定性观察及定量分析。该方法不仅可以克服室内仿真环境不太真实的缺点,又可进行多次重复性研究,性价比高,为导引头性能评估提供一种比较适用的研究手段。     

一种微小型导引头视场下偏角的标定方法

描述了一种应用于微小型光学导引头视场下偏角标定的方法，通过获得导引头绕自身回转轴线转动时拍摄的固定靶标图像计算不同旋转角度时导引头中心视线落点和摄像机坐标系原点在世界坐标系下的坐标，以拟合获得的这2组点的分布建立空间几何关系进而得出下偏角。给出了3组实验数据，分别检验该方法的标定误差、实际所需的采样点数并给出了实际工作中的应用效果。实验表明该方法可以快速标定导引头系统的下偏角，其标定绝对误差小于0.10°。     

异型传像光纤束在光电探测系统中的应用

传像光纤束在通讯、医疗、军事、光电探测等领域具有广泛的应用,光电系统与传像光纤束相结合可以简化系统设计,增加系统的灵活性。异型传像光纤柬可以实现信号排列的传输变换,其中最常见的变换是图像重组,重组后的图像通过光电探测器将信号读出,送入后端信号处理系统获得目标信号。从空间应用红外光谱仪、高帧频火焰温度探测和光电成像探测三个系统中异型传像光纤束实际应用出发,对异型传像光纤束进行了简要的介绍。     

高精度长环光纤陀螺抗振性能研究

针对高精度长环光纤陀螺在振动条件下性能下降的问题,从光路、结构和电路闭环控制的角度分析了力学环境导致光纤陀螺误差的机理,并建立了数字闭环控制的系统模型。根据分析和建模结果,提出了从光学设计、光学工艺、结构设计和优化闭环控制的方式改善光纤陀螺抗振性能的方法,并设计了优化闭环控制的增益参数改善振动环境的响应性能。优化参数后的光纤陀螺抗振性能得到了大幅度提高。试验结果证明了改进方案的正确性和有效性,实现了高精度光纤陀螺在动态环境下应用的突破。     

一种新的热红外图像生成方法研究

针对目标与背景热红外辐射特性的描述是否精确将直接影响到红外导引头对目标的发现、识别和跟踪水平，在分析热红外图像再现技术原理的基础上，按照所需再现热图像的灰度分布特征制成相应透射水平的热图底片，提出了一种利用不同透射能力涂层生成热图像的方法。借助热红外图像再现实验和图像相关系数算法，证明该方法能较好地再现目标以及背景的热红外辐射特征和细节。它不仅可用于热红外导引头和热成像仪性能的检测及评估，同时也为军用目标的热红外隐真和示假方法提供了一种新的技术途径。     

异型传像光纤束在光电探测系统中的应用

传像光纤束在通讯、医疗、军事、光电探测等领域具有广泛的应用,光电系统与传像光纤束相结合可以简化系统设计,增加系统的灵活性。异型传像光纤束可以实现信号排列的传输变换,其中最常见的变换是图像重组,重组后的图像通过光电探测器将信号读出,送入后端信号处理系统获得目标信号。从空间应用红外光谱仪、高帧频火焰温度探测和光电成像探测三个系统中异型传像光纤束实际应用出发,对异型传像光纤束进行了简要的介绍。     

基于电视跟踪器的撞网回收全自动制导系统仿真研究

本文概述了无人机全自动撞网回收制导系统的特点和组成；选择了控制导引方案,给出了仿真结果,分析了系统误差分布并对影响系统的主要误差建模仿真,最后给出了系统误差分配,为全自动制导方案的工程实现提供了理论根据.     

相位匹配法用于提高非制冷全捷联导引头制导信息精度

捷联成像导引头中各个传感器的动态响应不一,直接合成不同传感器的信息提取的制导信息精度差,为获取更高精度的制导信息,需要改进提取方法。匹配滤波理论是在考虑传感器不同的动力学特性情况下的一种信息融合方法,依据传感器动态特性进行信息匹配的方法提高制导信息提取精度。首先建立非制冷全捷联成像导引头及其在制导控制系统中的简化模型,依据导引头上各种传感器主要指标,及匹配滤波的原则,推导出相位匹配器。最后,对匹配后的系统提取制导信息,并参与制导系统半实物测试,对比传统惯性滤波器与相位匹配滤波器的效果。在三轴仿真转台、半实物机及热十字丝目标的配合下,对转台扰动下的非制冷全捷联导引头进行静止和运动目标下的视线角速率提取,结果说明在相位匹配滤波的提取方法获得的视线角速率精度为0．2°／s,精度比传统惯性滤波提取方法提高了1倍。     

用于物体三维测量的光纤投影器的设计与数值模拟

新的光学三维传感和计量方法不断涌现,在这些测量方法中,结构光投影器的设计至关重要。将光纤引入其中,设计了多光纤空间编码面结构投影器,利用多光纤干涉可以在空间形成条形、方形、六角形等多种干涉图样,从而构成了多功能光纤干涉图像投影器,并对各种空间编码结构的投影图像给出了计算机仿真结果。讨论了投影器的空间编码结构参数对测量范围和测量精度的影响,以及与编码器结构相适应的测量方法。该研究对多光纤干涉图像投影器的设计制作与实际应用具有一定的参考意义。     

激光制导武器转移式光纤干扰系统的参数分析

讨论了激光制导无源角度欺骗干扰系统——转移光纤干扰系统的工作原理,重点分析了系统干扰效果的功率比、延迟时间等参数。分析表明：只要合理选取光纤接收的覆盖面积和假目标的反射系数,假目标反射的激光功率可满足干扰要求;几个微秒的延迟时间远小于导引头脉冲录取波门宽度,导致进入波门的几率极高。证明了系统干扰的可行性,探讨了目标若采取伪装措施和转移激光直接向空间发射等手段,干扰效果可进一步提高。     

基于CPCI总线的雷达导引头测试系统设计与实现

雷达导引头是空空导弹的核心部件,实现导弹探测、制导和控制等功能,其性能的优劣直接影响着导弹跟踪和截获目标的准确率。为了全面测试空空导弹雷达导引头,设计开发了一种基于CPCI总线的雷达导引头测试系统,并完成了软硬件设计。硬件部分完成了调理电路的设计、外设的搭建以及硬件电路方面的可靠性设计;软件部分协调控制雷达导引头、角位置模拟器、回波模拟器和转台,通过部件之间数据流的传输,完成了各个模块的测试功能。该系统能够真实模拟雷达导引头的工作环境,设置导引头参数,接收处理导引头发回的信息,进而测试雷达导引头的精度、灵敏度、可靠性等指标。实际应用表明,该系统工作性能良好,可靠性高,能够长期稳定运行,达到了设计要求。     

基于布里渊散射的结构应力光纤测试技术研究

本文通过分析一定功率的脉冲光射入光纤中的布里渊散射规律,介绍了分布式光纤测量测量轴向应力的基本原理。制作实验装置,测量单独的应变模型,分析散射回来的波形图,初步了解应力在光纤布里渊散射波谱上的图像特征。将应力作用于光纤的不同位置,对比它们与无应力作用诗所得到的散射波形之间的图像差异,研究其对光脉冲在光纤传输过程中的影响规律。结果表明,应力的作用大小,作用位置的不同都会对脉冲光的传播造成影响,主要在于影响布里渊散射的斯托克斯光和反斯托克斯光。本次研究所得可以为分布式光纤测量提供参考,为分布式光纤在测量微型形变的应用中有一定的促进作用。本次研究的创新点在于使用滑轮的方法,解决同等应力在分布光纤的不同位置作用效果。     

会聚光路图像自动稳定与跟踪

以往的多数红外光学导引头都是将整个光学系统置于高速旋转的陀螺转子上,这样不可避免地使光学系统像质受到损害,并且使结构变得复杂。本文从反射棱镜共轭理论出发,给出了在会聚光路用单一棱镜实现二轴图像稳定和跟踪的原理,并介绍了基于此原理的导引头,小型电视导引头等整体稳定的光学系统,也可以作为一个系统应用于某些武器系统中。     

地对地导弹可见光与红外成像导引头技术研究

图像制导导引头信息处理是当今精确制导武器的关键技术之一。首先讨论了地对地导弹可见光与红外光学导引头技术的国内外研究现状,然后结合导弹使用的实际需要给出了研究方案.基于该方案的可见光与红外光学末制导模块基本能够满足地对地导弹的实际要求.最后介绍了业已取得的技术成果,包括:典型目标的快速自动识别算法,图像复原算法,图像融合算法的实验结果,以及双通道四DSP图像融合硬件平台。