[发明专利]一种远程空空导弹多平台协同制导系统及其实现方法

摘要

本发明公开了一种远程空空导弹多平台协同制导系统及其实现方法，多平台协同制导系统包括预警机模块、地基雷达探测模块、载机模块、它机模块、远程空空导弹模块、目标信息时空归一化模块以及目标信息融合模块；实现方法包括步骤一：预警机、地基雷达引导载机、它机飞向作战区域；步骤二：它机雷达开机探测目标，载机发射空空导弹；步骤三：预警机雷达、地基雷达和它机雷达探测的目标信息进行融合，并由它机对空空导弹进行中制导；本发明利用由预警机、地基雷达、载机和它机组成的多平台作战网络为远程空空导弹提供高精度目标信息，并采用它机制导方式对空空导弹进行中制导，从而实现对远程目标的隐蔽、精确打击。

主权项

1.一种远程空空导弹多平台协同制导系统，其特征在于，该系统包括预警机模块、地基雷达探测模块、载机模块、它机模块、远程空空导弹模块、目标信息时空归一化模块和目标信息融合模块；预警机模块包括预警机雷达探测模块和预警机GPS/SINS组合导航模块；预警机雷达探测模块测得目标相对于预警机的斜距R_A、方位角u_A、俯仰角v_A和径向速度并输出至目标信息时空归一化模块中的第一视线系到地球系空间归一化模块；预警机GPS/SINS组合导航模块得到预警机在地理系中的位置、速度与姿态，并输出至第一视线系到地球系空间归一化模块；地基雷达探测模块测得目标相对于地基雷达的斜距R_GB、方位角u_GB、俯仰角v_GB和径向速度并输出至目标信息时空归一化模块中的第二视线系到地球系空间归一化模块；载机模块包括载机GPS/SINS组合导航模块和载机引导模块；载机GPS/SINS组合导航模块提供载机在地理系中的位置、速度与姿态，并分别将载机的位置、速度输出至目标信息时空归一化模块中的第一地球系到地理系空间归一化模块和载机引导模块；载机引导模块根据载机的位置、速度和第一地球系到地理系空间归一化模块输出的载机地理系中的目标位置、速度，通过比例导引律得到载机飞向目标所需要的法向过载；载机按此法向过载飞向目标，从而实现引导载机飞向作战区域；它机模块包括它机雷达探测模块、它机GPS/SINS组合导航模块和它机引导模块；它机雷达探测模块测得目标相对于它机的斜距R_F、方位角u_F、俯仰角v_F和径向速度并输出至目标信息时空归一化模块中的第三视线系到地球系空间归一化模块；它机GPS/SINS组合导航模块提供它机在地理系中的位置、速度与姿态，并输出至第三视线系到地球系空间归一化模块，同时分别将它机的位置、速度传送给目标信息时空归一化模块中的第二地球系到地理系空间归一化模块和它机引导模块；它机引导模块根据它机的位置、速度和第二地球系到地理系空间归一化模块输出的它机地理系中的目标位置与速度，通过比例导引律获取它机飞向目标所需要的法向过载；它机按此法向过载飞向目标，从而实现引导它机飞向作战区域；目标信息时空归一化模块包括时间归一化模块和空间归一化模块；空间归一化模块又包括第一视线系到地球系空间归一化模块、第二视线系到地球系空间归一化模块、第三视线系到地球系空间归一化模块、第一地球系到地理系空间归一化模块、第二地球系到地理系空间归一化模块和地球系到惯性系空间归一化模块；时间归一化模块的输入为目标信息融合模块中第一航迹滤波模块、第二航迹滤波模块和第三航迹滤波模块输出的目标状态估计，所述的目标状态估计包括目标在地球系中的位置、速度与加速度，经过时间对准处理后，时间归一化模块得到目标在同一时间点上的状态估计，并输出给目标信息融合模块中的航迹融合模块；第一视线系到地球系空间归一化模块、第二视线系到地球系空间归一化模块、第三视线系到地球系空间归一化模块分别根据预警机雷达探测模块、地基雷达探测模块、它机雷达探测模块输出的目标斜距、方位角、俯仰角与径向速度和预警机GPS/SINS组合导航模块、它机GPS/SINS组合导航模块输出的预警机、它机位置、速度与姿态，将目标的位置、速度从视线系变换至地球系，并分别将转换后的地球系目标位置、速度输出至目标信息融合模块中的第一航迹滤波模块、第二航迹滤波模块和第三航迹滤波模块；第一地球系到地理系空间归一化模块、第二地球系到地理系空间归一化模块根据航迹融合模块输出的地球系目标位置、速度和载机GPS/SINS组合导航模块、它机GPS/SINS组合导航模块输出的载机和它机位置、速度，将目标的位置、速度从地球系分别变换至载机、它机地理系，并将转换后的目标位置、速度输出至载机引导模块和它机引导模块；地球系到惯性系空间归一化模块将航迹融合模块输出的目标位置、速度从地球系变换至惯性坐标系，并输出至远程空空导弹模块中的导弹导引律计算模块；目标信息融合模块包括第一航迹滤波模块、第二航迹滤波模块和第三航迹滤波模块和航迹融合模块；第一航迹滤波模块、第二航迹滤波模块和第三航迹滤波模块分别对第一视线系到地球系空间归一化模块、第二视线系到地球系空间归一化模块、第三视线系到地球系空间归一化模块提供的地球系目标位置、速度进行卡尔曼滤波处理，得到目标状态估计和误差方差阵，并输出至时间归一化模块，另外，第三航迹滤波模块也将滤波后的目标位置、速度传送给地球系到惯性系空间归一化模块；航迹融合模块根据时间归一化模块输出的经时间对准后的各目标状态估计，对各平台探测的目标信息进行融合，并融合后的高精度目标位置、速度信息输出给第一地球系到地理系空间归一化模块、第二地球系到地理系空间归一化模块和地球系到惯性系空间归一化模块；远程空空导弹模块包括导弹导引律计算模块和弹载GPS/SINS组合导航模块；弹载GPS/SINS组合导航模块获取空空导弹在惯性系中的位置、速度与姿态，并将导弹的位置、速度提输出至导弹导引律计算模块；导弹导引律计算模块根据导弹的位置、速度以及地球系到惯性系空间归一化模块输出的目标位置、速度，通过比例导引律得到导弹中制导所需要的法向过载；空空导弹的自动驾驶仪按照法向过载控制导弹飞行目标，实现对导弹的中制导。