制导理论与技术

本书面向飞行器制导领域发展需求，系统论述导弹制导的相关理论与技术。在简要介绍制导相关定义、制导分类、常用制导方法和制导误差的基础上，对摄动制导和显式制导的基本思想和工作原理进行详细阐述，深入讨论捷联惯性制导和平台惯性制导方案、组成及实现过程，并结合导弹飞行阶段对复合制导、多弹头分导和再入段制导的工作原理及关键技术进行介绍。

目录
前言
第一章 概述 1
第一节 弹道导弹的飞行弹道 1
第二节 导弹制导分类及导弹常用制导方法 2
一、导弹制导分类 2
二、导弹常用制导方法 3
第三节 制导误差 6
思考习题 7
第二章 摄动制导 8
第一节 摄动制导的基本思想 8
一、导弹关机点选择 8
二、标准弹道 9
三、摄动法 11
第二节 落点偏差线性展开式 12
一、射程偏差线性展开式 12
二、横向偏差线性展开式 14
第三节 摄动制导的关机控制泛函 14
第四节 横向导引和法向导引 16
一、横向导引 16
二、法向导引 17
第五节 摄动制导方程 18
第六节 二阶摄动制导 25
思考习题 26
第三章 显式制导 27
第一节 显式制导的基本思想 27
第二节 状态方程的实时解 30
一、考虑地球扁率的引力计算 30
二、状态方程的递推解算 33
第三节 需要速度的确定 35
一、需要速度的物理含义 35
二、需要速度求解 36
三、飞行时间计算 39
第四节 地球扁率和再入空气动力的影响及其补偿 41
一、地球扁率的影响 41
二、再入空气动力的影响 47
三、落点偏差的修正 48
第五节 导弹的关机与导引 50
一、待增速度及其满足的微分方程 50
二、导引信号的确定 52
第六节 耗尽关机导弹的导引与控制 54
一、导弹视速度模量 55
二、闭路导引段的导引及待增视速度的确定 56
三、姿态调制段的导引与控制 57
四、常姿态导引段的导引与控制 63
思考习题 65
第四章 惯性制导 66
第一节 捷联惯性制导 66
一、外干扰补偿原理介绍 66
二、位置捷联补偿方案的关机方程 72
三、位置捷联补偿方案的横法向导引方程 79
四、速率捷联惯性制导的状态解算 83
第二节 平台惯性制导 87
一、平台惯性制导系统 87
二、平台惯性制导的关机方程 90
三、平台惯性制导的导引方程 95
思考习题 97
第五章 复合制导 99
第一节 复合制导系统的定义和分类 99
第二节 惯性/星光复合制导 101
一、星光制导基础 101
二、星光制导原理 103
三、大视场星敏感器星光制导技术 111
四、惯性/星光复合制导的基本原理 115
第三节 惯性/图像匹配复合制导 122
一、图像匹配制导系统的基本原理 122
二、匹配装置技术途径 125
三、惯性/合成孔径雷达复合制导的基本原理 127
思考习题 131
第六章 多弹头分导 132
第一节 多弹头分导的摄动制导 132
一、母舱分导机动的最佳推力方向 132
二、母舱摄动制导的关机方程 137
第二节 多弹头分导的闭路制导 140
一、释放子弹头时母舱最佳姿态的确定 141
二、最佳再入姿态的确定 142
三、飞行中惯性测量装置的对准问题 144
思考习题 144
第七章 再入段制导 145
第一节 再入机动的最佳制导 145
第二节 寻的制导 148
一、寻的制导工作原理 148
二、弹-目运动学模型 150
三、位置导引 151
四、速度导引 153
五、现代导引律 156
思考习题 158
参考文献 160
附录 163
附录A 常用坐标系及其变换 163
一、常用坐标系 163
二、坐标系间变换 165
附录 B四元数简介 170
一、四元数的定义、性质和运算法则 170
二、空间定点旋转的四元数旋转变换表示 174
附录C 伴随定理与布利斯公式及其应用 176
一、伴随系统定义 176
二、伴随定理及布利斯公式 177
三、利用伴随定理解线性微分方程组的应用实例 179
四、伴随定理在摄动制导方程设计中的应用实例 180
附录D 球面三角及其基本定理 182
一、球面角和球面三角形 182
二、球面三角基本定理和公式 183