[发明专利]无人靶机控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体地，涉及无人靶机控制系统。

背景技术

如今国际军事航空工业已进入由第三代战斗机向第四代战斗机过渡的阶段，中国也已进入了四代战机的部署与列装阶段，为检验第四代战斗机的作战性能，为第四代战斗机对空武器系统的试验鉴定和装备部队后的军事训练提供保障，为地面防空部队防御第四代战斗机的导弹提供目标，开展研制模拟第四代战斗机的高速、大机动性和高隐身性的靶机显得非常重要。相对于四代战机配套武器的先进靶机研制已成为无人机领域中迫切需要发展的目标。

靶机有两大作用，一是新型对空武器的检验标准，二是战训的假想目标，相比与战训靶机而言，用于对空武器检验和评估的靶机具有更高性能要求，即必须能够模拟四代战机的基本飞行特征。四代战机的基本特征是：高隐身目标(雷达散射截面积Radar Cross Section,RCS<0.02m2)、大机动过载(横向过载8g并持续30s)、超音速飞行(M1.2～M1.7)。为了体现现代战斗机的空中防御能力，靶机还需携带相应的任务装置，使之具有红外和雷达的对抗能力，用于模拟战机在受导弹攻击时能够采用对抗行动。

体现四代战机基本性能和抗干扰能力的靶机主要性能和特征如下。

1)小RCS目标特性，前向±30°雷达反射面小于0.01m2。

2)大机动飞行特征，要求水平过载8g持续40s，或10g过载持续10s。

3)高空高速飞行，要求飞行高度大于18000m，速度M1.2～M2。

4)目标增强器和抗干扰设备携带能力，25～50kg任务设备。

5)低研制和产生成本。

对空武器系统性能包络面很宽，不是采用一个弹道就可以全面考核性能，通常需要设置10条以上的典型弹道来检验导弹性能，因此以四代战机的模拟目标特性为牵引，按不同的导弹攻击弹道和靶试科目针对性来设计和研制先进靶机。

目前，无人靶机控制系统还存在可靠性低、成本高和传输数据不准确的现象。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出无人靶机控制系统，以实现成本低、传输数据精确以及可靠性高的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：无人靶机控制系统，主要包括：飞机平台系统、机载设备系统、数据链路、地面站、发射系统、回收系统和保障设备；

所述飞机平台系统，通过机载设备系统控制与地面站的通讯，实现无人靶机的飞行计划；

所述机载设备系统，通过数据链路系统与地面站进行通讯，能够完成对无人靶机的控制并按照地面规划航路飞行，同时将姿态、航迹信息传递给地面站；

所述数据链路，提供一个地面与空中的遥控遥测通道，通过该通道建立飞控计算机与地面站操作、控制和显示的联系，从而保障无人目标机(靶机)能够正常、稳定的执行飞行任务；

所述地面站，地面人员通过地面站与机载设备通讯，对无人靶机进行实时监控与控制，将飞行航路任务信息、控制指令和设定的飞行程序发送到机载设备系统，实现对无人靶机的控制；

所述发射系统，为无人靶机的飞行提供助力；

所述回收系统，通过机载设备系统对回收设备进行指令控制，实现无人靶机开伞、抛伞；

所述保障设备，对无人靶机飞行控制系统的各个机载设备单元进行故障检测、故障诊断、定位故障，并根据故障诊断结果生成诊断结果报告，为无人机飞控系统的维护人员对飞控系统的维护提供依据。

进一步地，所述机载设备系统包括机载飞控计算机和伺服系统；

所述飞控计算机通过采集飞机状态参数和控制指令，进行控制律计算，输出控制信号，控制飞机舵面使飞机按照预定状态飞行；

所述伺服系统采用PWM舵机，舵机与舵面机械连接，舵机接收飞控计算机的控制信号，驱动控制舵面。

进一步地，所述飞控计算机包括GPS接收机、IMU惯性测量单元、磁罗盘、气压高度计、空速计和计算机处理单元。

进一步地，所述计算机处理单元包括底层驱动模块、导航解算模块、制导控制模块和飞行管理模块。

进一步地，所述制导控制模块为控制解算部分，采用三级控制，即第一级是导航级，第二级是制导级，第三级是控制级。

进一步地，所述IMU惯性测量单元输出3个自由度角度、角速率和线加速度。

进一步地，所述数据链路系统包括数传收发机(地/空)、天线和数据通信接口。