电视制导

电视制导（共12篇）

电视制导 篇1

1 引言

在电视制导系统中,CCD捕获的电视序列图像通过自适应阈值二值化成为二值图像后,系统快速识别图像中包含的多个不同目标并提取其形状、面积、坐标位置和其他特征的能力,是电视制导系统自动识别和跟踪导弹目标、抵抗各种主动干扰[1]的关键技术。为了将多个不同目标的特征信息提取出来,常用标记二值化图像连通区域的方法。主要的连通域标记方法有如下几种:区域增长法、反复扫描法、两次扫描法、图像索引法。其中,图像索引法基于图像索引不同的表示方式又可分为四叉树表示、链码表示、游程表示等[2,3,4]。上述的二值图像标记算法对于电视制导系统来说存在两大缺点:一是实时性不强,一般要对图像进行两次遍历;二是所需要的存储空间多,而且空间分配不灵活,对于相对简单的情况空间的占用也不会减少[5,6]。针对现有算法的上述弊端,配合本电视制导系统由FPGA加DSP组成的硬件并行处理系统,我们设计了基于二值图像索引图的快速目标标记和特征提取算法:首先对原始图像进行一次遍历生成索引图,由FPGA完成,这时无需进行任何图像标记和计算的操作;然后由DSP针对索引图进行一次附加了计算的遍历,即可快速完成二值图像的目标标记和特征提取。

2 建立索引图

2.1 索引图的结构设计

在本算法中最为核心的数据结构就是索引图。在本跟踪系统中,二值化后的图像由两种灰度值的像素点组成,亮的点用“1”表示,暗的点用“0”表示。我们跟踪的目标为飞行中的导弹,其特点是亮度值比背景要高,所以在本系统中,亮的点表示了要跟踪的目标,而暗的点是目标的背景。由于我们需要的是目标的信息和特征,所以我们在建立索引图的时候只考虑亮点的信息。一幅图像是由很多行组成的,在单独的一行中,由可能的目标的形态特征可知,亮点一般都会连成一段段连续的游程,我们就以这一段段连续亮点组成的游程为基本单位,建立我们的索引图。事实上在文献[7]中提到了以游程为单位建立索引图的办法,但我们在他的基础上进一步完全舍弃了暗点的信息,并且事实证明舍弃暗点信息后我们的算法完全能够实现标记目标并输出目标面积、形心等特征的功能,这样就进一步节省了储存空间的开销。

我们所建立的索引图由标识了单个游程的许多索多索引单元组成,每一个索引单元都包含了Begin、End、Length、Line和Tag五个项目,每个项目包含的具体信息见表1中说明,其中坐标轴定义满足基本的图像坐标定义即原点位于左上角。

索引单元中Length和End是两个有所重复的信息,因为Begin+Length=End,但我们在后面的编程中发现涉及End大小的比较运算非常的频繁,直接由FPGA给定End值可以减轻DSP的运算负担,达到以一点点的空间换取实时系统中非常宝贵的时间的效果。

2.2 索引图的生成

按照设计,索引图的生成由FPGA来完成,对原始图像的遍历只需进行一遍,就可以建立起完整的索引单元数组。这一部分的核心算法是前一像素比较法,即我们定义一个辅助变量prepixel用来表示当前像素点的前一像素的值。这样每当遍历到一个像素点,像素点的值有0和1两种情况,prepixel的值也有0和1两种情况,综合起来就是“00”、“01”、“10”、“11”四种情况。其中“00”、“11”都没有发生状态的变化,而“01”、“10”则分别表示了亮点段的终结和开始,在这两种情况下建立和储存索引单元即可。需要注意的是当到达一行的末端(最右端)的像素点时,必须给出额外的判断;如果当前正在遍历亮点段,则亮点段终结;如果当前是一个孤立的亮点(即末端像素点是亮点,之前是暗点),则新建一个索引单元并马上结束它。

3 基于索引图的目标信息获取算法

在得到了原始图像的索引图即索引单元结构数组之后,我们要通过遍历此索引图得到我们需要的全部信息,包括目标的个数,各个目标的面积、质心,为了方便后面要进行的目标识别操作,还要计算出各个目标的二阶矩不变向量。根据系统的上述设计目标,我们设计了一套基于索引图的目标信息获取算法,只需遍历索引图一次,就可同时计算得出所有需要的信息,算法具体流程如下:

第一步,初始化。

需要初始化的变量包括目标计数器target Number,连通计数器connect Number,标记计数器tag Number,用于存放目标面积的临时数组Areatmp[],用于存放目标∑xi、∑yi、∑xiyi、∑xi2和∑yi2值的临时数组co Xtmp[]、co Ytmp[]、mxytmp[]、mx2tmp[]和my2tmp[],以及个别用于数值传递的临时变量,以上变量值都初始化为0,循环变量i值设为1。这里xi表示组成目标的任一像素点在图像中的横坐标值,∑xi表示组成目标的所有像素点的横坐标值的累加,其余以此类推。

第二步,从第一个索引单元开始遍历索引图。

由索引图的生成算法可知在索引图中各个索引单元排列的顺序与其在原始图像出现的顺序,按从左到右,从上到下的方向保持一致。所以第一个索引单元一定是第一个目标,将此索引单元的Tag值记为1,标记计数器记为1,Areatmp[],co Xtmp[],co Ytmp[],mxytmp[],mx2tmp[]和my2tmp[]这几个临时数组的第一位都根据其定义计算并存放上相应的值,并初始化两个用于标记操作行的变量linenow和linepre为当前遍历行的y坐标和前一遍历行的y坐标。

第三步,循环变量i加1,检查是否已经遍历完毕。

如果遍历完成了,进入第七步;如果没有则进入第四步。

第四步,检查当前遍历的索引单元data(i)的Line值是否与linenow一样,若不一样则将linenow置为当前索引单元Line值,linepre置为linenow减1。

第五步,从当前索引单元的前一个单元起逆向遍历索引图,检查排在当前索引单元之前的其他索引单元与当前单元的8-连通关系。

a):设定循环变量j=i-1。

b):j值减1,到j=0时循环终止,进入第六步,否则进入c)。

c):检查data(j)的Line值,如果Line值小于linepre,说明data(j)不位于当前索引单元data(i)所在行的前一行,所以data(j)不可能与data(i)连通,此时循环将马上终止,进入第六步。如果Line值等于linepre,说明data(j)有可能和当前索引单元data(i)是连通的,进入d)。

d):判断两个索引单元是否8-连通,若不连通,进入b)。如果发现8-连通关系,将连通计数器connect Number加1,进入e)。

e):当connect Number等于1时,更改当前索引单元data(i)的Tag值为逆向遍历到的索引单元data(j)的Tag值。根据定义算出当前索引单元的面积、∑xi等值后,与各个临时数组中位于data(i).Tag位置的值相累加。

当connect Number大于1时,说明已经不止一个前向索引单元与当前索引单元连通了。此时必须将各个临时数组如Areatmp[],co Xtmp[]等中位于data(j).Tag位置的值与位于data(i).Tag位置的值合并并储存于data(i).Tag位置,将data(j).Tag位置的值置0。然后再生成一个逆向遍历循环,遍历当前i值以前的所有索引图单元并将所有Tag值为data(j).Tag的索引单元的Tag值改为data(i).Tag。

做完上述操作后回到b)。

第六步,如果在经历了第五步之后connect Number的值仍然为0,说明当前索引单元属于一个新的目标。将tag Number值加1后赋给当前索引单元的Tag值。将所有在第二步中提到的临时数组的第i位根据其定义计算并存放上相应的值,重设linenow和linepre为当前遍历行的y坐标和前一遍历行的y坐标。

如果connect Number不为0,则只是简单的将connect Number置为0。

完成上述操作后返回第三步。

第七步,此时索引图遍历已经完成。从Areatmp[]等数组中抽取所有非0值即得所需的目标信息,再代入公式[8]计算可得到目标个数及所有目标的面积、质心坐标和二阶矩不变向量。

4 针对序列图像处理的并行性设计

在本系统中,待处理的电视图像以场为单位,图像大小为512像素×256像素,场周期为20ms。FPGA输出索引图时,它不需要知道整个图像后面的内容,只需一行一行地扫描图像,并顺序输出索引单元,而不会出现前后两幅图像混淆的情况。

而在DSP针对索引图进行计算时,由本文2中所述算法可知,所有的比较和计算操作都只与已经遍历过的索引单元相关,当然在DSP的内部储存空间中可能需要一些空间来储存已经遍历过的索引单元,但索引单元的总数以及当前遍历的索引单元之后的所有索引单元,都对当前的遍历行为没有影响。

由此可知,通过一个双口RAM相连接,在FPGA输出第一个索引单元之后,DSP就可以开始进行计算了,而当FPGA输出完整个索引图后,DSP将在这之后的某一时刻结束计算。DSP不需要等待FPGA输出完整个索引图后才开始计算,这一设计给系统带来了极高的并行性。对双口RAM的读写操作可以采用信号灯操作(即PV操作)的方式来进行控制,通过两个信号灯变量“FPGAwrite”和“DSPread”(FPGAwrite初始化为双口RAM的容量大小,DSPread初始化为0)来保证双口RAM中的数据的正确性。

5 系统实验

系统实验分为模拟仿真实验和靶场实弹飞行实验两种情况。图1是一幅模拟视场中包含四个目标的二值化图像,应用前述算法对该图像进行处理得到了四个目标的相关信息如表2所示。从表中可以看出,使用本文提出的二值图像目标快速标记及特征提取算法可以非常准确地得到目标个数、质心坐标、目标面积和二阶不变矩量,为后续的目标识别和定位跟踪提供了可靠的保证。

在靶场实弹飞行实验中,导弹飞行非常平稳,高精度地击中了3000m的目标,从整个跟踪过程的电视制导系统输出结果看,应用本文算法的系统处理时间从未超过20ms场周期,即没有出现图像分割失败或不连续的情况,很好的满足了系统实时性的要求。表3是截取了电视制导系统跟踪导弹过程中连续10场图像导弹目标的特征输出结果,从表中可以看出,系统对导弹目标的标记和特征提取正确,导弹目标得到了准确的识别和精确的跟踪。

6 结论

本文采用一种基于索引图的快速目标标记算法,实现了电视制导系统序列图像的分割与目标特征提取。在该算法中,原始图像经过一次遍历可得一张只含目标信息的索引图,在对原始图像遍历时不进行任何图像标记和计算的操作;所有的标记和计算仅针对索引图,即只针对被压缩了的图像数据,数据计算量显著减少。在电视制导系统的硬件使用上,索引图的建立由FPGA完成,索引图的标记和计算由DSP完成,两项工作并行完成。本文特别设计了针对索引图遍历的优化算法,对索引图只需遍历一遍,并且边遍历边计算,所有计算只与已经遍历的索引单元节点相关。这样的前向型流程设计使FPGA和DSP之间的数据传递实现了流水线式操作,提高了系统的并行处理效率。经系统实验证明,本文的算法完全可满足电视制导系统快速实时识别和跟踪导弹目标的要求。

参考文献

[1]刘光灿,白廷柱,周中定.红外测角仪抗红外干扰的信息处理方法[J].光电工程,2006,33(4):6-9.LIU Guang-can,BAI Ting-zhu,ZHOU Zhong-ding.Anti infrared interference information processing method of the infrared angular instrument[J].Opto-Electronic Engineering,2006,33(4):6-9.

[2]Suzuki K,Horiba I,Sugie N.Linear-time connected-component labeling based on sequential local operation[J].Computer Vision and Image Understanding,2000,89:1-23.

[3]Zenzo S D,Cinque L,Levialdi S.Run-based algorithms for binary image analysis and processing[J].IEEE Transactions on Pattern Recognition and Machine Intelligence,1996,18(1):83-89.

[4]Dillencourt Michael B,Samet Hannan,Tamminen Markku.A general approach to connected-component labeling for arbitrary image representations[J].J.ACM,1999,39(2):253-280.

[5]陈忠碧,张启衡.一种适合于多目标检测的图像分割方法[J].光电工程,2004,31(5):34-37.CHEN Zhong-bi,ZHANG Qi-heng.An image segmentation algorithm suitable for multi-object detection[J].Opto-Electronic Engineering,2004,31(5):34-37.

[6]刘关松,吕嘉雯,徐建国,等.一种新的二值图像标记的快速算法[J].计算机工程与应用,2002,4:57-59.LIU Guan-song,LJia-wen,XU Jian-guo,et al.A new algorithm for fast pixel labeling in binary images[J].Computer Engineering and Applications,2002,4:57-59.

[7]王铁生,施鹏飞.二值图像的快速标记方法及其应用[J].微型电脑应用,2004,20(6):6-9.WANG Tian-sheng,SHI Peng-fei.Fast labeling of binary images and its application[J].Microcomputer Applications,2004,20(6):6-9.

[8]孙即祥.图像分析[M].北京:科学出版社,2005.SUN Ji-xiang.Image Analysis[M].Beijing:Science Press,2005.

电视制导 篇2

求职意向

到岗时间：一个月之内

工作性质：全职

希望行业：家具/家电/玩具/礼品

目标地点：南京

期望月薪：面议/月

目标职能：生产计划

工作经验

/2 — 2014/11：XX有限公司[1年9个月]

所属行业： 家具/家电/玩具/礼品

生管中心 生产计划

1. 各种工单开立、作废、变更的审核，及业务订单评审;

2. 根据生产产能、采购周期、业务交期按排生产排程;

3. 根据业务订单审核物料请购单，保证物料用量的精确，仓库无呆滞料;

2011/8 — 2013/1：XX有限公司[1年5个月]

所属行业： 家具/家电/玩具/礼品

生管中心 生产计划

1. 及时与采购部沟通控制物料到库时间，与到库量;

2. 对工厂的`物料进行宏观调控对急单重要订单的物料进行调配，同时依据调储量和实际消耗量及时修正BOM用量;

3. 对系统的基础资料进行维护，制订编码原则，检查BOM表的准确性，产能工时的测量与确定;

教育经历

2006/9— 2011/6 南京航空航天大学 探测制导与控制技术 本科

证书

/12 大学英语四级

语言能力

英语(良好)听说(良好)，读写(良好)

自我评价

本人性格开朗、乐于助人，做事严谨仔细、认真负责。同时善于观察周围的事物，善于收集资料分析问题。也喜欢与他人交往，热爱生活。学习能力较强，刻苦努力，不断要求自己、提升自己。大学期间也积极参与志愿者活动，并与团队进行良好的互动，具有良好的沟通能力，对人对事也拥有较足够的耐心和信心，且勇于接受新鲜事物带来的挑战。

配备国产制导武器 篇3

所谓“隐形”战机，即要求战机能够躲避雷达和红外线设备的探测，使敌军难以发现。这已是公认的第四代战机标准。诸如美国的F-22、F-35，俄罗斯的T-50以及我国的J-20等第四代战斗机，均具有隐形功能。

战机实现隐形的途径是多方面的。对于雷达的探测，主要采用机身结构优化和复合材料，使得雷达电波照射到机身上时，发生的反射最小。而对红外探测设备，则需要对喷气口等高热位置进行重点照顾。

而“无人机”，即是没有驾驶员的飞机。它依靠无线电遥控或自控系统进行飞行及其他动作，因而不需要随机驾驶员。早在20世纪初，英美等国即开始了无人机的研制。过去的无人机主要靠无线电遥控，无法进行复杂的动作。百年后，现代无人机已经成为可以进行侦察、检测、运输、诱敌、干扰和作战等多种职能的利器。

隐形化与无人化，是战机发展的趋势，那么二者兼收，自然是精英中的精英了。一种观点认为，未来的第五代战斗机，就应该是同时具备隐形和无人双重特性的大型战机。不过，隐形无人机的理论虽然不复杂，要真正实现却有大量的工程问题和技术细节需要解决。因此直到现在，即使是最为领先的美国，隐形无人机X-47B也还处于试验阶段。

利器中的利器实力标杆纳入体系

大型隐形无人机的研制，涉及多个环节，无一不对军事科技提出尖端要求。因此，隐形无人战机的研发、装备，本身就说明了一个国家的军事实力。

隐形与无人在实战上有很大价值。现代战争中，双方的攻击武器（无论是导弹还是智能炸弹）均具有强大的破坏力和精准的瞄准力，很大程度上谁能先发现敌人开火谁就占据上风。隐形战机大大降低被发现的风险，无论是空对空的超视距格斗，还是空对陆、空对海的突袭作战，均能抢得先机，“神出鬼没”地给予敌人重创。战机的无人化，减少了人员伤亡，减去了驾驶舱及其配属的氧气、温度调节、救生系统等设施，大大减轻了飞机的负载，使机体更轻更灵活。

不过隐形无人机也并非全能无敌。性能的改进总会付出代价。为了实现隐形，对机体机翼形状做了更为严苛的要求，使得机动性尤其是回旋速度受到限制；面对瞬息万变的战场态势，无人机的判断和决策能力比不上经验丰富的驾驶员，诸如空战这样灵活度高的任务，在应变上比起有人战机终究是不足。在未来的大规模战争中，隐形无人机这一利器也只有纳入整个先进的军队体系，才能真正发挥出刀刃的作用。

中华利剑：多年磨砺含光待日近年来，中国军方新式武器频频亮相，可谓高潮迭起。这款“利剑”便是继歼-20、歼-31之后的又一款空中利器。据报道，“利剑”是从2009年开始研制，于2012年12月在江西某飞机制造厂总装下线，随后进行了密集的地面测试。根据现有的资料及照片，“利剑”翼展为14米左右，外形布局采用翼身融合的飞翼无尾布局，相对于通常的飞机，“利剑”机翼和机身浑然一体，机身采用复合材料制造，机腹弹仓也经过特殊设计。这些特点，使得“利剑”的雷达反射信号特征非常低。这种隐秘性，使得它可以对敌后纵深高价值地面目标进行精确打击，一击毙命。“利剑”的研制虽然只有三年，其背后却是我国数十年来在多个领域积累的效果。其中，无人化的关键技术包括新型飞控与导航技术、无线电数据链技术等，以实现无人机的自主导航、自动执行对地精确制导攻击和自动返场着陆等功能。而作为配套系统方面，高分辨率遥感卫星可以获得高精度数字地图，从而对无人机进行精准的任务和航线规划；国产的多种小型制导炸弹，尤其是CM-506滑翔增程小直径制导炸弹。则成为无人机最合适的高精度对地打击武器。

美军X-47B：功夫翘楚精于奔袭作为全球霸王，美军在隐形无人机方面走在世界前列。21世纪初，美军启动了X-47项目，研制隐形无人机。其中的X-47B，既是世界上第一架无需人工干预、完全由电脑操纵的无尾翼喷气式无人驾驶飞机，也是第一架能够从航空母舰上起飞并自行回落的隐形无人轰炸机。X-47B拥有蝙蝠形的飞翼构型，外形酷似B-2隐形轰炸机，只是体积更为小巧。

英国雷神：即将首飞利剑对手世界上首次试验无人机的英国，其隐形无人机“雷神”也即将迎来首飞。雷神机项目始于2006年，长约12米，翼展约10米，重量4吨多。各方面的参数和特性，仿佛是美国X-47B的缩小号。相对欧陆各国，英国与美国一向走得较近，“雷神”的研制应离不开美国的支持。在美、法两家已经试飞成功的情况下，“雷神”成为和我国“利剑”争夺“季军”的对手。

欧洲神经元：擅长投弹统一大将继美国之后第二个取得隐形无人机突破进展的是欧洲。由法国主导，意大利、瑞典、西班牙、希腊和瑞士联合参与的“神经元”计划在2005年启动后，于2012年12月在法国南部首飞成功。

与X-47B不同，“神经元”设计之初即以作战投射弹药为目的。该机总长10米，翼展12.5米，最大飞行速度0.8马赫，最大续航时间3小时。各方面指标较之X-47B尚有差距，但也算得上是世界前列的先进战机。研制方预计2030年新一代无人战机能够列装欧洲国家空军。这款战机不仅是先进军事科技的体现，也是未来欧洲各国广泛合作建立统一政治军事实体的范例之一。

俄罗斯鳐鱼：隐身高手进展成谜俄军在隐形无人机方面也不甘落后。几年前的莫斯科航展上，米格公司便推出了一款据称曾是最高国家机密的重型隐形无人轰炸机，代号“鳐鱼”。从已公布资料看，鳐鱼翼展11.5米，全长10.25米，机高2.7米，最大低空飞行速度为每小时800公里，最大武器载荷2吨。综合指标，大致与美军的X-47系列相当。据称，“鳐鱼”可以突破敌人严密的防空炮火，即使遭到猛烈攻击，也能够准确攻击地面及海面目标。

不过自那以后，“鳐鱼”并没有更多的进展消息。鉴于俄罗斯军方长期处于财政困扰，而在国际军购市场上经常搞出一些言过其实的噱头，所以这款先进武器到底走到哪一步，还是一个谜。

（据《山东商报》）

美X-51A型高超音速飞行器成功完成最后一次试飞

日前，美国X-51A型高超音速飞行器成功完成最后一次试飞。此前，“乘波者”共进行过三次试飞，均未能实现以6倍音速飞行300秒的初始计划。

这一次，以5.1倍音速飞行了3分半钟之后，“乘波者”坠入太平洋自毁。虽然没达到6倍音速的设计速度，但制造商之一的波音公司宣称，这次试验取得了“历史性成就”。因为在那3分半钟里，普通导弹已经无法击中它了。

作为美国国家航空航天局的“宠儿”，“乘波者”有何过人之处？请看解读。

试飞路不顺利

“乘波者”崎岖坎坷的试飞之路从2010年就开始了。

那一年，由普惠公司和波音公司制造的4架“乘波者”验证机交付美国空军。美军希望通过多次测试，使其最终达到以6倍音速飞行300秒的计划。

2010年5月28日，“乘波者”第一次试飞打响。“乘波者”以约5倍音速飞行了143秒。后来，飞行器失去加速度和推力，空军地面控制人员遥控将其摧毁。

一年之后，“乘波者”在太平洋进行了第二次试飞。从母机B-52H战略轰炸机上脱离出去后，“乘波者”的速度成功达到5倍音速，超燃冲压喷射器也实现乙烯点火。

2012年8月14日，第三次试飞又开始了。这一次，“乘波者”飞行器迅速将飞行速度提升到预期的6倍音速，但只飞行了16秒，就坠落太平洋。

发动机是道坎

命运多舛的“乘波者”以一次次的失败，向世人普及着高超音速飞行器的概念。

多数专家认为，高超音速飞行器指的是飞行速度超过5倍音速的飞机、导弹、炮弹之类的有翼或无翼飞行器。

飞行器的飞行速度一旦达到高超音速，面临着很多的技术难题。首当其冲的是发动机瓶颈。飞行速度一旦超过音速，飞行器的进气道吸入空气的速率将受到激波效应的影响无法达到发动机的需求，进而发动机也就无法产生足够的动力。

“乘波者”飞行器使用的是超燃冲压发动机，它可以在攀升过程中从大气里攫取氧气。放弃携带氧化剂，从飞行中获取氧气，意味着在消耗相同质量推进剂的条件下，超燃冲压发动机能够产生4倍于火箭的推力。

超燃冲压发动机最大的技术难点是点火。难度有多大？在高超音速气流中添加燃料并点火，相当于在龙卷风中点燃一根火柴！

“乘波者”飞行器几次试飞，都已经完成了超燃冲压发动机的点火，但是燃烧室内气流的不均匀以及超燃冲压发动机本身低速性能不好，一直是影响“乘波者”飞行器稳定飞行的潜在威胁。

专家们指出，目前超燃冲压发动机的6倍音速只是点火技术的瓶颈。一旦突破之后，飞行器的飞行速度将有更大的提升空间，而不仅仅只是6倍音速。

技术前景诱人

正如武侠小说概括的一句要义：天下武功，唯快不破。“乘波者”反复试飞的背后，是美军对“全球快速打击”武器的迫切需求。

“乘波者”所要达到的速度是6倍音速，时速约为6400公里。一旦实现，飞行器从加利福尼亚范登堡空军基地发射升空后，可在60分钟内攻击地球上任何目标。

美军有关人士透露，他们计划在2015年左右利用“乘波者”飞行器试飞后论证的技术，开发出一种快速打击导弹。这种导弹对其他国家的威慑力将等同于核武器的威慑力。

除此之外，利用这一技术开发的各型飞机在性能方面也会有很大提升：侦察机将能在短时间完成作战区域的侦察，战斗机将能快速部署到指定的作战区域，运输机将能及时把物资运输到目标地域……

相比军事方面的应用，“乘波者”飞行器的高超音速技术在航天方面的应用前景更加诱人——

把它用于新型“太空运输载具”，利用超燃冲压发动机结构简单、重量轻、成本低、比冲高的优点，发射卫星将不再需要多级火箭。

把它用于航天飞机，在同等质量的情况下，航天飞机离开地球时的速度比现在至少要高出四倍——这也意味着航天飞机将能够飞得更远。

此外，“乘波者”的推力系统可以在两种模式下运行。低速条件下，使用有氧燃料；高速条件下，使用无氧燃料。切换技术成熟之后，航空与航天能力将实现无缝对接。届时，再加上高速飞行时材料耐热技术上的突破，空天飞机将不再是梦想。它不但可以在大气层内外自由飞行，而且可以重复使用。

除了美军，目前俄罗斯、法国、澳大利亚等国也不断展开类似的试验。他们看重的正是其诱人前景。

这一次，“乘波者”抓住了属于它的最后机会。但是人类探索高超音速飞行器的步伐才刚刚开始。

电视制导 篇4

在现代战争中,制导技术决定着导弹是否能最终准确命中目标,在电视制导中,导弹在到达目标区末端时,电视导引头系统激活,该系统将目标区域图像信息传回载机,机载人员根据回传的图像数据锁定目标,之后导弹将自动跟踪目标实施攻击[1]。本文就整个图像传输上行传输链路进行分析,提出差分与哈夫曼相结合的熵编码方式改善系统性能,同时加入卷积码信道编码方式有效地降低传输误码,提供一种可行的链路模型。

1 链路模型

整个系统的链路模型如图1 所示。

该模型主要由四个环节组成: 图像压缩,信道编解码,扩频解扩和调制解调。图像压缩是上行链路的第一个环节,用于去除图像中的冗余信息,其后是信道编码环节,该环节将原始的信号编码成更适合在物理信道上传输的码型,同时引入纠错机制改善信道误码,最后是信号的调制环节,基带信号经过扩频完成频谱展宽,然后调制到2. 5GHz载频上发射,在信号的接收端,通过与发送端对应的逆过程实现对图像信息的恢复。

2 方案设计

针对该链路模型,文中设计方案以离散余弦变换( DCT,Discrete Cosine Transform) 为基础,通过量化,熵编码,完成数据压缩,加入卷积码信道编码实现纠错功能,并采用基于MSK调制的直扩系统完成信号的发送。

2. 1 DCT变换

离散余弦变换是与傅里叶变换相关的一种变换,类似于离散傅里叶变换,但是只使用实数[2],通过对原始图像8 × 8 分块的DCT变换,将原空间转换到频域,其二维变换公式如下:

式中,

逆变换公式:

式中,

DCT变换具有能量集中特性,图像经DCT变换后,DCT系数相关性变小,且由低频到高频呈现递减的规律,大部分能量集中在低频部分,高频能量较小,为压缩算法提供了条件,这一步的图像处理是无损的。

2. 2 量化

DCT系数矩阵中,低频系数体现图像中目标的轮廓和灰度分布特性,高频系数体现了目标形状的细节,量化的过程就是利用人眼对高频部分不敏感的特性,人为地简化数据,使得量化后的数据更适合压缩编码。图2 给出的是JEPG亮度量化矩阵,量化过程可表示为: 量化值( i,j) = f( i,j) /量化矩阵( i,j) 。量化的作用可以看作是低通滤波器,经过此步骤除掉了一部分高频分量,因此,这一部分是有损的,图像质量的降低主要是由于对系数的量化造成,且不可恢复。

2. 3 熵编码

量化后的DCT系数矩阵,通过“Z”字形重拍得到N × 64 的矩阵,N为8 × 8 的字块个数,这个矩阵有以下两个特点:

( 1) 直流分量系数很大。

( 2) 高频分量有大量的长连零。

针对这样的特性,熵编码选用差分截尾处理后的Huffman编码方式,不仅能实现理想的压缩比,同时能相应减少误码扩散问题。

在Huffman编码前,首先对直流分量进行差分,然后再将高频全零项截尾,这样做的依据正是高频的长连零分量,截尾操作通常能将数据压缩至原来的1 /2。

Huffman编码使用变长编码表对数据进行编码,其码长取决于该符号出现的频率,出现频率高的字符使用较短的比特编码,而出现概率低的字符则使用长的比特编码[3],其码表构造过程基于Huffman树,首先统计各符号的出现频率,其次依据出现频率从小到大排列,每次对权值最小的两颗子树进行合并,每次合并减少一棵树,直到构建整棵Huffman树,由Huffman树就可以确定所有符号的编码表。

2. 4 信道编码

卷积码属于流式的编码,延时小,串行形式传输,特别适用于电视制导链路,通常以( n,k,m) 来描述卷积码,其中k为每次输入到卷积编码器的比特数,n为每个k元组码字对应的卷积码输出n元组码字,m为约束长度,卷积码生成的n元组元不仅与当前输入的k元组有关,还与前面m - 1 个输入的k元组有关,约束长度m直接影响卷积码的纠错性能,m越大其纠错性能越强[4]。卷积码最常用Viterbi译码方式,Viterbi译码算法对接收的码序列一段一段地进行比较,选择接收序列与网格路径汉明距离更小的作为幸存路径,再依据此路径继续往下比较,这个过程可以简单概括为“相加- 比较-保留”。

2. 5 扩频调制

“人在回路”电视制导中使用了直接序列扩频通信技术,利用高速率的伪随机序列与Gold码序列进行模二加( 波形相乘) ,扩展信号的频谱,在接收端,利用与发送端一致的序列还原原始数据,Gold码是m序列的组合码,由优选对的两个m序列逐位模2 加得到[5],相比较m序列,可用的Gold序列数更多。

最小频移键控是“人在回路”中所使用的调制技术,这是一种调制指数h = 0. 5 的特殊的连续相位的频移键控。MSK调制产生的包络恒定,频带效率高,可用于频带受限的场合[6]。由于其调制后信号主瓣占用的频带窄,功率谱较为集中,而功率谱的旁瓣下降很快,所以很适合于窄带传输。

3 仿真及结果分析

3. 1 系统仿真模型

综合“人在回路”电视制导链路中的各个环节的设计,系统整体链路的仿真模型如图3 所示。系统仿真可分为两大部分,即图像处理仿真与通信链路仿真。

3. 2 图像处理仿真与分析

仿真实验中使用了如图4 所示的示例图片,该图像已经通过MATLAB处理为256 × 256 的灰度图像,其原始大小为64k B。

DCT变换是压缩处理的第一步,图5 为示例图片中8 × 8 子块变换后的DCT系数矩阵其系数从左上角到右下角呈现递减趋势,直流分量非常大,高频分量比较小,经过量化矩阵量化后,高频分量出现大量长连零,“Z”字形重排后,24 列以后的高频分量全为零,因此第24 列为截尾列,通过截尾处理,数据被压缩为原来的37. 5% ,对前24 列采用Huffman编码后,实现了8. 3 的压缩比,压缩后的数据为7. 7k B。

峰值信噪比PSNR通常作为图像压缩算法失真度的一个度量,图6 为恢复后的图像,处理后的图像与原图像的均方误差MSE为11. 9763,依据PSNR = 10 × log10((2n-1)2/ MSE) 计算其峰值信噪比,PSNR为37. 35d B,由此可以判断该图像压缩方案的图像失真非常小。

3. 3 通信链路仿真与分析

仿真采用32 位平衡Gold码作为系统扩频码,选用的两个同阶m序列发生器的本原多项式分别为x5+ x2+ 1 和x5+ x4+ x3+ 1,初态分别为[1,0,0,1,0]和[1,1,1,0,1 ],扩频后的信号带宽约为扩频前的40 倍,MSK调制载波频率设定为2500MHz,码元速率为50Mbps,时域波形如图7 所示,具有恒包络特性和相位连续特性。其频域波形如图8 所示。

图9 是系统在不同干信比下高斯白噪声干扰的误码情况统计结果,随着噪声功率的增加,干信比每增大1. 5d B,MSK解调误码率增加近5% ,在干信比达到23d B时,MSK解调误码已经高达14% ,纵向比较相同干扰下的各环节的误码率,解扩误码曲线在23d B干信比下一直保持零误码,MSK误码严重的情况下,解扩无法完全纠正误码,在MSK误码升高至26. 6% 时,解扩误码才达到4% ,扩频带来的增益效果却是显而易见的,同样卷积码信道编码能有效地将误码率降低几乎一个数量级,在干信比为27. 5d B时,解扩误码已经超过10% ,而Viterbi译码后的误码率不到1% ,极大地提高了系统可靠性,但在熵译码阶段,由于Huffman编码的不定长编码方式且未加入其他纠错机制,容易引发误码扩散,因此该图像压缩方案必须要求较高的信道质量。

4 结束语

本文主要就“人在回路”电视制导的上行链路提出可行的解决方案,该系统由电视摄像头获取目的的图像,经过图像压缩,卷积码编码处理后交给扩频调制系统发射,接收端通过相应的逆处理过程实现图像的恢复,制导站工作人员根据恢复的图像完成目标锁定。通过仿真分析,该方案能实现8 以上的数据压缩比,同时拥有较强的抗干扰能力以及信道误码纠错能力,能基本满足系统需求,但依旧存在许多不足,其中最突出的就是熵编码的误码扩散问题,具体的编码优化还需要更深入的研究。

参考文献

[1]刘坤.基于电视体制的“人在回路”制导链路关键技术研究[D].成都:电子科技大学,2010.

[2]徐少波.CCSDS图像压缩算法应用实现研究[D].西安:西安电子科技大学,2009.

[3]田端才,殷晓丽.基于哈弗曼编码的图像压缩技术研究[J].信息技术,2009(8):29-30.

[4]张慎.卷积码编码器及Viterbi译码器的设计[D].安徽:淮南师范学院电气信息工程学院,2008.

[5]曾一凡,李晖.扩频通信原理[M].北京:机械工业出版社,2005:20-55.

探测制导与控制技术专业简历 篇5

探测制导与控制技术专业简历模板

姓名：简历模板 两年以上工作经验|男|28岁(1988年2月12日) 居住地：南京 电 话：134******(手机) 最近工作[1年7个月] 公 司：XX有限公司 行 业：机械/设备/重工 职 位：设备工程师 最高学历 学 历：本科 专 业：探测制导与控制技术 学 校：南京理工大学 求职意向 到岗时间：一个月之内 工作性质：全职 希望行业：机械/设备/重工 目标地点：南京 期望月薪：面议/月 目标职能：设备工程师 工作经验 /9 — /4：XX有限公司[1年7个月] 所属行业：机械/设备/重工 技术支持 设备工程师 1. 为全自动化生产线及配套设备提供技术支持和技能培训; 2. 为XX系列共5条自动化产线及配套设备提供安装，调试，维护，管理等; 3. 为新产品导入，参与设备升级，提供设备改善方案，制作新产品量产SOP; /5 — 2013/8：XX有限公司[1年3个月] 所属行业：机械/设备/重工 技术支持 设备工程师 1. 带领我组工程师为XX自动化产线及配套设备提供设备改善及调试，达到每小时产量5、6K的历史记录; 2. 培养团队成员的专业能力及团队配合能力; 3. 使每位成员都能掌握基本的`机械制图及电控PLC程序调试的能力; 教育经历 /9— 2012/6 南京理工大学 探测制导与控制技术 本科 证书 /12 大学英语四级 语言能力 英语(良好)听说(良好)，读写(良好) 自我评价 本人诚实可信、做事认真负责有条理，能很好地与人交流沟通，有很好的团队合作精神和服务精神。对数字头脑清晰。能自力更生、独立面对生活，也练就了我不肯轻易服输的性格，无论是在学习上，生活中还是工作中，都能勇于接受挑战，不怕困难和吃苦。

奔驰 用百度司南“精确制导” 篇6

案例背景

对于中国消费者来说，梅赛德斯——奔驰具有很高的知名度，并且给人一种尊贵、大气的感觉。但是这种品牌优势在中国市场具有局限性，如何让中国的受众认识到奔驰非常广泛的品牌内涵，就是一个挑战。除了宣传奔驰品牌的传统和汽车文化，奔驰有更多车型面向中国消费者，对于每一个车型，都需要有不同的区别，有一个明确的系统定位。

奔驰市场总监毛京波曾说过：“与奔驰的目标群体有共性的媒体自然是我们关注的对象，能帮助我们的企业、品牌、产品与目标群体进行沟通和激发共鸣的媒体更具有价值。”正是看中百度平台的搜索、定位、沟通等价值，奔驰选择将S级轿车的新品信息在这一平台推广，借助百度司南的精准营销工具，不仅找到了奔驰s级轿车的目标消费者，还掌握了他们的行为偏好，再辅之以品牌专区、关联广告、精准广告等多种营销模式，最终实现与消费者的互动沟通。

推广策略

精准推广司南助力

新一代梅赛德斯——奔驰s级轿车早在上市之初便将目光投向那些新时代的社会名流和成功人士。他们多是高学历、具有较高文化素养和现代时尚意识，事业成功但不张扬、充满自信且卓尔不群的领导级人物，重视身份，有品位，对奢侈品消费意识颇高。

对奔驰来说，不但要找到对奔驰感兴趣的人，更要覆盖上述那些奔驰的潜在消费者。百度司南从用户的检索行为、浏览行为、分布地域三个角度分析目标消费者的特征，帮助奔驰快速找到了正要找的人，并在第一时间了解这群人的媒体接触习惯。比如，什么样的人会对汽车感兴趣?有多少人会主动搜索“奔驰”或“S级轿车”?他们经常活跃在百度的哪些频道，更关注什么样的分类内容，还可能去哪些联盟站点，他们又分布在哪些地域等等。这些后续的搜索用户细分行为数据为奔驰s级轿车制定下一步营销计划提供了真实有效的决策依据。

当然，捕捉到目标消费者只是搜索营销的第一步，接下来要利用关键词对这部分消费者进行引导，令他们向奔驰品牌靠拢。

百度用户在不同频道会有不同的搜索需求，因此，百度司南首先考虑的是奔驰s级轿车的不同目标消费者有怎样的需求变化，再与百度核心频道紧密联系在一起，了解他们的兴趣、行为偏好等因素，从而结合百度的优势产品进行品牌推广。

在捕捉目标消费者的过程中，搜索关键词的选取设定与优化尤为重要。百度司南从搜索用户可能会关心什么出发，将与汽车属性相关的词语设置为关键词，如“奔驰汽车的价格”等。百度司南还可根据搜索用户的兴趣点设置关键词，比如，经过长时间跟踪，司南发现，关注奔驰汽车的搜索用户会更多关注卡地亚珠宝，那么“卡地亚”即被纳入推荐关键词的行列，以帮助奔驰S级轿车对边缘受众展开大规模的“圈地”运动，进而从各种角度吸引消费者对奔驰S级产品的广泛关注。

执行过程

网络投放“导航仪”

为了完成精准、高效的广告投放，影响目标受众的消费决策，就必须全面掌握他们的个性特征，并全力跟踪他们的网络行程。百度司南在奔驰s级网络营销投放策略的制定和优化过程中，在选取投放频道、构建广告内容，以及选择沟通方式上，都进行了更深层次的细分，并提供富有实效的建议。

品牌专区吸引点击

经过百度司南的指引，奔驰在百度图片、知道、新闻频道投放了S级新品全流量广告，聚拢了大量不同维度的潜在目标消费群。但百度专门为奔驰在网页搜索上设置的奔驰官网和奔驰s级轿车的品牌专区更能让众多搜索用户驻足。专区内图文并茂的多栏编辑内容和大篇幅广告展示，为搜索用户带来强劲的视觉冲击以及直观的产品信息，大大增加了奔驰官网和s级轿车的广告点击量。

关联广告如影随行

在整个营销推广中，百度司南起到的实质作用是，当用户对汽车或豪华品牌有需求时，奔驰的信息能够以最快的速度出现在他们面前，如同影子般时刻尾随并影响着他们。这就要求对不同搜索用户的网络行径有更为详细的区分。

比如，工作内容与汽车有关的用户和搜索过“卡地亚”的用户在百度各频道会有不同的浏览行为偏好，百度司南将这些用户的浏览行为与全体网民标记出一个差异化的区分度，同时在他们高度活跃的百度图片、知道、新闻等频道投放奔驰s级关联广告，以此扩大奔驰广告的曝光率，进而引发目标消费者对广告的主动点击和深入了解。

精准广告相遇绝非“偶然”

当某个用户无论点击什么样的页面，即使与汽车无关，也同样会出现奔驰的广告。不必害怕，这是百度精准广告在制造奔驰s级与目标消费者“偶然”相遇的过程。而这些被遇上的人正是百度司南深入分析研究的样本对象

在事先设定好的频道内容分类中，看他们更倾向于点击哪部分内容。这些兴趣点监测数据，有效地帮助奔驰S级完成了在百度贴吧、杀毒、手机频道和知道搜索结果页的精准广告投放，将实效的广告信息真正呈现给那些正需要“奔驰”的人。这种专一式的广告跟踪投放，更拉近了品牌与消费者之间的距离，品牌关注度也得到大幅度提升。

营销效果

在短时间内，奔驰S级在百度的广告有效点击总数就高达12万次。对于所有的广告投放，无论是在渠道选择上，还是在整个广告创意和物料上，广告主都能够借助司南系统完成。百度司南深入洞察了目标消费者的真实需求，让品牌营销推广方向更加明确，并卓有成效地完成了与消费者的互动沟通，真正实现品牌与消费者相随。

专家点评

对奔驰这样的高端品牌来讲，其所面对的用户群体有自己的特点，比如收入和受教育程度相对高一些，文化层次和生活品位可能都相对较高，这也说明奔驰不是一款泛大众化的产品，所以奔驰更需要一个非常精准的营销方式。

奔驰与百度的合作是一个比较好的案例。因为其他传统媒体虽然受众面很大，但是很难精准定位。百度不仅拥有广泛的受众，而且可以通过专业的分析工具，挖掘用户的行为习惯，然后给出匹配的广告，例如在品牌专区、贴吧等，给出相对匹配的结果。

可以说百度的搜索营销代表了一种营销趋势，搜索营销更加精准、智能，其他媒体或者营销手段达不到这样一个效果。而百度的品牌专区、百度司南等营销模式和营销工具的创新，更加适用于为中、高端品牌服务。

工具箱

司南

司南是中国古代辨别方向的一种仪器。有司南，则行事有准则、有方向。

百度司南则是百度最新推出的营销决策支持系统，它的存在，可以为客户在互联网营销中找准方向。指导客户如何去投放广告。基于百度积累的海量网民行为数据和行为分析技术，百度司南抽样分析目标用户的网络行为特征，从而帮助广告主在网络上找到更多、更合适的潜在用户。使广告投放更加精准有效，从而提升投资回报率。

通过对在百度检索过某些关键词的用户、访问过广告主官方网站或活动网站的用户、在百度的调查问卷中选择了某些选项的用户进行数据及行为分析，百度司南可以帮助确定哪些人是广告主的目标用户，分析他们有哪些行为特征，以便找到广告主最佳的投放蝶体。在搜索营销中，百度司南则可以帮助广告主选择尽可能多的、合适的关键词、人群及分类。

精确制导子弹的原理及其特点 篇7

精确制导武器利用其高精度的探测、控制、制导技术, 以实现从复杂环境中探测识别及跟踪打击目标的特点引领着武器的发展趋势。而将精确制导武器的原理引用到子弹方面, 就更能突出其打击精度高、成本低等特点。可以预见精确制导子弹在现代战争中的运用将会越来越频繁, 发挥着越来越重要的作用。

1 精确制导子弹的特点

美国桑迪亚公司在2012年底成功研制出了小口径、利用激光制导的精确制10cm长的制导子弹原型。该子弹借助子弹弹头部的光敏传感器和尾翼的指引, 可以在飞行过程中改变子弹的飞行轨迹, 从而能精确地打击到1.6km以外的目标, 打击的精确度控制在打击范围的0.8 m以内, 由此可见, 精确制导子弹具有命中率高、智能化、远程化和小型化等特点。

1.1 命中精度高

目前, 精确制导武器的打击命中率徘徊在50%, 有的武器甚至达到了80%, 而激光制导子弹的命中精度在光敏传感器的引导下可以将其提高到90%左右。

1.2 智能化

激光制导子弹利用半主动寻找的方式来进行制导, 将光敏传感器捕捉到的信息的改变传输给逻辑控制处理器进行处理后以控制尾翼的改变, 从而实现智能化控制。

1.3 远程化

目前, 激光制导子弹的理论制导距离在2km左右, 相比于普通的子弹, 其打击距离已经远远胜出。

1.4 小型化

由于将控制部分、制导部分、激励部分全部集成在一颗子弹上, 相比于其他制导武器, 激光制导子弹已大大减小了质量和体积, 有利于激光制导武器的机动能力和作用距离的提高, 增大弹头部位的有效载荷, 增强武器的杀伤力

2 精确制导子弹的制导原理

小口径激光制导武器由光敏传感器、控制导航系统及尾翼部分组成, 如图1所示。传统意义上, 为保证打击的精确性, 非制导子弹是靠子弹发射后在枪管中的膛线所带来的自旋来保证其陀螺稳定, 从而命中目标。而由于激光制导子弹在飞行过程中禁止旋转, 因此该子弹必须拥有自己的空气动力学稳定性。因此在用钨做的子弹头部附近加上平衡质量, 这样子弹的重心将位于子弹阻心的前面。

图2为激光制导子弹内部结构框架。光敏传感器布置在弹头部位, 3个传感器周向均布, 如图3所示。当激光发射仪发射出高能激光束后, 激光在空气、环境的影响下部分出现光子散射, 散射出去的光子会随着激光束向前扩散, 而不是四处散开。当确定打击目标后, 激光束会在照射到目标后向四周的不同方向扩散, 此时, 与子弹呈轴对称布置的传感器可以接收到光子信号。当光敏传感器捕捉到光子信号后, 将其转化为电子信号, 再经放大器处理后传递给控制系统进行处理分析。控制系统由一个微处理器构成, 电子信号经逻辑控制器处理后, 再经放大器放大处理, 传送给尾翼控制部分的激励元件。激励元件由一个压电控制机构构成, 它可以控制尾翼的摆动从而对飞行中的外弹道偏离进行补偿。控制系统控制尾翼以保持原态、每次向一侧偏转3°、每次向另一侧偏转3°的3种不同的形态进行运动。这样就完成了制导子弹在飞行过程中对偏移预定轨道的补偿, 使子弹始终保持在激光束指定的弹道上, 从而实现了精确打击目标的要求。激光制导子弹的输入信号由外部激光束提供, 整个制导系统所需要的电源由弹载的锂电池提供。

3 结论

本文讨论了精确制导子弹的优点, 着重说明了激光制导子弹的基本控制原理, 为激光制导子弹的外弹道控制提供了研究基础。随着现代高科技技术的不断开发和利用, 激光制导子弹将会不断地完善, 在未来的战争中起到更加重要的作用。

摘要：利用SolidWorks对制导子弹进行三维建模后, 详尽叙述了制导子弹的外形结构、制导原理, 同时对制导子弹的特点进行了介绍。通过对结构、制导原理的建模分析, 为子弹的外弹道修正提供了理论基础。

关键词：精确制导子弹,制导原理,特点

参考文献

[1]周军.美国的灵巧子弹药研制现状[J].飞航导弹, 1996 (6) :4-8.

[2]郭修煌.精确制导技术[M].北京:国防工业出版社, 1999.

[3]浦发.外弹道学[M].北京:国防工业出版社, 1980.

末制导炮弹发展概况和趋势 篇8

末制导炮弹是由火炮发射,在弹道末段进行制导的单个炮弹对付单个目标的灵巧型精确制导弹药,又称炮射制导炮弹。它集中了常规火炮和导弹的优点,将常规弹药与高技术结合在一起,使常规火炮的精度有了质的飞跃。

1 发展概况

末制导炮弹是在越来越迫切要求提高火炮远程射击精度的需求牵引带动下,依靠光电技术、设备抗高过载和小型化技术以及空间定向等高新技术的发展带动下,首先于70年代初,分别在美国和原苏联的陆军发展后,很快引起英、法、德、瑞典等国的重视,也相继开始了末制导炮弹的研制。

80年代以来,较大规模的局部战争在不同程度上使用了精确制导武器,且比率越来越高。在1991年的海湾战争中,精确制导武器的使用量约占总投弹量的8%,科索沃战争上升到35%,阿富汗战争达到了60%,而在伊拉克战争中,美英空袭使用的GPS辅助制导的精确制导弹药超过了90%[1,2]。

除美国155mm“铜斑蛇”半主动激光末制导反装甲炮弹和原苏联的152mm“红土地”半主动激光制导的制式炮弹在80年代初已装备部队外,其它国家发展的制式炮弹:如瑞典博福斯公司发展的子弹药采用了红外成像制导的155mm反装甲炮弹以及法国运用红外成像和毫米波制导的155mm反装甲炮弹;英国利用毫米波制导的81mm“灰背隼”反装甲迫击炮弹;采用毫米波或毫米波+红外成像制导的XM型155mm反装甲制导炮弹,主要是美、英、法、德、意和加拿大等九国联合研制的;采用半主动激光制导的120mm“布萨德”反装甲制导迫击炮弹和德国采用毫米波制导的155mm“伊夫拉姆”反装甲制导炮弹等等目前都尚未正式装备部队[3]。

末制导炮弹有第一代和第二代之分。第一代末制导炮弹的典型代表就是美国的“铜斑蛇”和原苏联的“红土地”。由于是第一代,还有些不足之处。它们的主要问题既不是精度,也不是威力,而是由于使用了外部激光照射器所引起的作战使用方面的不便所致。于是从80年代初期开始,国外相继研制了第二代末制导弹药,又称为“打了不用管”的弹药。如果说第一代末制导弹药仅限于身管火炮使用的话,那么第二代末制导弹药的研制范围就拓宽到整个地面炮兵武器领域;从榴弹炮、迫击炮、火箭炮直至地地战术武器。

2 技术发展趋势

在现有制导弹药中,技术难度主要表现以下几个方面:

2.1 弹药的容积有限:

要在仅有的炮弹弹径内必须容纳导引头、惯性陀螺、舵机等导引控制装置,以及引信和战斗部,甚至还有助推发动机,就要求所有部件必须实现结构上的紧凑和小型化;

2.2 发射环境恶劣:

末制导炮弹上各种部件都必须承受10000g以上的纵向高过载,这就要求末制导炮弹中的所有零件必须坚固耐用,要具有抗高过载能力。

2.3 捕获和识别目标难度大:

在数秒内要从战场环境的地面杂波中识别象坦克这样的目标,比搜索空中的飞机和海面上的舰艇要困难的多。这就要求导引头有很高的分辨率、抗干扰能力和大容量快速计算能力,这些都导致了导引头信号处理的复杂化。

末制导炮弹的出现可以说是弹药发展史的一场革命。虽然已经装备部队的第一代末制导炮弹还有不尽人意之处,但毕竟属于开创性技术,为今后研制“智能化”弹药开辟了道路。

末制导的关键部件是制导系统,它的性能好坏不仅决定了末制导弹药的命中精度,也是决定末制导炮弹性能的关键部件。尽管许多国家已开展了多年的末制导炮弹研究,但至今仍很少有定型生产的炮弹装备部队,其主要原因是“末制导”技术尚不成熟所致。在末制导炮弹发展中选用的制导技术有:

(1)激光制导———分主动激光制导和半主动激光制导两种体制。目前已装备的激光制导炮弹都属于半主动激光制导方式,这种制导方式的末制导炮弹除具有首发命中能力外,射程潜力也很大。但是,它也有明显的缺点,在末制导炮弹飞向目标过程中前置观察员必须始终要用激光指示器为其照射目标,就很容易遭到目标自卫火力的杀伤。

因此,除了对已装备的激光导引头努力改进其性能,提高指示器的作用距离,改进激光穿透能力等外,还在努力发展主动激光制导方式,除把激光雷达和激光接收传感器都装在弹上,炮弹发射后,弹上的激光雷达便自动地搜索目标,不再设有前置观察员外,同时还积极开展与毫米波及热成像导引头组成互换使用的导引头组合的研究。

(2)毫米波制导———这是技术已日趋成熟而被许多国家在发展末制导炮弹中广泛选用的一种很有前途的制导新技术。

(3)红外制导———红外制导是通过目标和背景的不同红外辐射能量差异来提取目标信息,并加以处理,确定目标相对于导引头视线偏移所产生的制导信号,把弹体导向被攻击目标。

(4)双模式制导———它是多模式制导中最先被采用的复合制导技术。双模式制导是将两种不同类型的制导装置组合在一起构成的制导方式。当前发展最多的组合要数“毫米波+红外成像”双模式制导方式。

尽管半主动激光制导存在一定的缺点,但由于激光制导可对付任何类型目标,它的抗电子干扰性能又特别好,不像毫米波和红外那样易受目标与背景温差对比影响,成本又低于毫米波和红外,因有前方观察员提供的目标数据,精度就更高,具有更高的费效比,以俄罗斯为主的一些国家对同一时期先后研制成功,又同属世界最早的激光制导炮弹的态度是继续进行系列化发展。

末制导炮弹发展总趋势是:

(1)提高精度:发展精确制导技术,组成导引头的互换使用系列;

(2)走通用化、系列化、模块化、标准化、小型化、经济化道路。

通用化———稍加改动或在野战条件下更换某些组件便能多用;

系列化———组成由低级向高级发展的系列,或在大体相同的构思下研制多用途的系列弹;

模块化———结构、制导、发射、设备维护及软件的积木式、技术预理、冗度设计思想;

标准化———采用标准化元件、组件等,以减少设备种类,增加互换,简化设备。

小型化———采用新型材料、新工艺、微型化、固体化、多功能化部件,小型动力装置技术等;

经济化———在寿命周期内权衡“优化和费效比”。

(3)末制导弹药具有突防能力强、命中精度高、杀宽频段头罩技术发展的日趋成熟,设计师们通过伤威力大、通用性好和综合效益高的特点,是世界研究和试验,增加了多模复合末制导弹药的系列各国今后武器装备发展的重要方向之一,其全方产品种类。位发展图如图1所示。

3 结束语

随着末制导技术的发展和科学技术的进步,末制导弹药将会大跨度的发展,从而促进武器装备的更新换代,加速工业化兵器向信息化兵器的发展进程,“打了不管”将从理论变为现实。

摘要：分析了80年代以来几次较大规模局部战争,尤其是伊拉克战争中精确制导武器的使用特点,阐述了精确制导武器在未来局部战争中的作用,并分析了未来末制导技术的发展趋势。

关键词：末制导,炮弹,趋势

参考文献

[1]王华,孙字军,王绪智等.伊拉克战争中美英武器装备使用的新特点[J].装备参考,2003,(15).

[2]刘芸江,李曼.抗精确制导武器技术研究[J].制导与引信,2003,24(1).

半主动激光制导中光斑参数分析 篇9

由于激光具有单色性好、方向性好, 发射束散角小等优点, 所以敌方很难进行有效的电子信息干扰。可采取多种编码的方式, 使得不同武器拥有同时攻击很多目标的杀伤性能力。半主动制导导弹的实战效率高, 它也存在一些问题, 比如容易受到天气和战场条件的影响。世界各国正加速研制高性能的目标捕获、跟踪系统, 从而在未来战争里发挥最大的优势。

2 光斑尺寸分析

半主动激光制导中, 光斑的尺寸分析以及变化特别重要, 直接影响激光制导的参数。该文采用不同波段的光源进行分析。光斑尺寸的变化由分析可知, 主要由两个方面引起, 首先是激光照射器与攻击目标间的距离会引起光斑的大小发生改变, 激光照射器发射激光照到目标后, 其光斑的大小由激光照射器的发射束散角决定, 由于目标距离的变化使得导引头所接收到的光斑尺寸也在变化。按基本的几何光学设计, 可仿真出图1 (a) 的结果。

但是由于实际情况会有些出入, 对于导引头的探测器的四象限光电探测器, 在捕获阶段, 目标进入探测器视场, 如果跟踪稳定, 光斑应该集中在某一象限上, 它只可以检测出大致的方位, 但是由于检测精度比较差, 需调节导弹的视轴角度, 进而将光斑引入到探测器的中心位置, 之后再引入跟踪部分。当光斑的尺寸很小难以观测时, 视轴的检测精度比较高, 但是检测的范围有限、较小, 光斑过小, 在探测器的死区内, 信号将会丢失, 捕获失败, 通常取光斑的大小为近似四象限探测器的光敏面, 这样可以保证效果, 当导引头的距离与目标间隔比较远时, 成像在探测器光敏面的光斑非常小, 至少要大于探测器的沟道宽度, 所以需要安装变焦系统, 解决离焦或散斑问题, 使得光斑的大小变化成线性关系, 由于视轴检测精度的降低, 却增加了检测范围。通过对总体系统中导引头接收到的光斑尺寸的理论数据可知, 影响导引头接收到光斑尺寸变化的主要因素为:导弹距目标的实际距离以及导弹的地平角。可以通过计算机仿真得出图1 (b) 的结果。

从图1中我们可以得到以下的结论, 导引头接收到的光斑尺寸会随着导弹距离的减小而增大, 当距离特别大时, 光斑的尺寸变化比较缓慢, 有一个平缓的过程, 当距离小于盲区后, 光斑尺寸会迅速的变大, 曲线特别陡, 图1进一步证明了上述观点。

3 不同波段光斑特性分析

该文选择1 064 nm和650 nm波长的光源进行试验, 由于两个波长一个是不可见光, 一个是可见光, 这样给试验的理论以及实际论证提供了很大的参考价值。

图2三幅图片中, 图2 (a) 是经过光纤的激光最大光斑图, 图 (b) 图 (c) 分别是激光器经过能量衰减最强和最弱的最大光斑图片, 从图片中可明显看出激光器激光图片的杂散光比较强, 光斑信号强度分布相对不均匀。图3为图像处理后激光器输出所对应的图片。

4 结语

该文从实际情况出发, 结合了该实验室的条件进行了实验, 得出了导引头接收不同波段激光的光斑大小, 亮度变化, 以及分析了影响导弹导引头接收光斑尺寸变化的因素, 符合半主动激光制导的要求, 具有进一步研究的意义。

参考文献

[1]高志杰, 张安京, 史国华.风标式激光导引头光电建模与仿真[J].光电工程, 2007, 34 (1) :4-8.

[2]刘志国, 张金生, 王仕成.激光制导炸弹数字仿真研究[J].系统仿真学报, 2005, 17 (7) :1757-1759.

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[4]施德恒, 熊水英.激光半主动寻的制导导弹发展综述[J].红外技术, 2000, 22 (5) :28-34.

电视制导 篇10

综上所述,复合制导已成为反舰导弹发展的关键技术,是战斗力生成的倍增器,也是世界各国竞相发展的前沿技术。

反舰导弹中,采用主动雷达/红外成像双模复合的较多[2]。其中,法国的飞鱼反舰导弹采用的是主动雷达/红外成像双模导引头,具有灵活的可编程四维航线点飞行剖面,增加了对沿海目标的攻击能力;瑞典的RBS15MK3反舰导弹采用了主动雷达/红外成像双模导引头,具有电子反对抗能力,可以进行真假目标分析、干扰寻的、宽频带频率捷变等,可通过数据链与其他平台进行数据交换,具备末端预测规避机动与二次攻击能力;法国与意大利联合研制的奥拓马特-4反舰导弹,采用雷达/红外成像双模导引头,可以通过数据链发回目标红外图像,具有目标选择能力与较强的抗干扰能力。台湾海军装备的雄风-Ⅱ反舰导弹,采用雷达/红外成像双模导引头,分口径布局,雷达天线位于弹体头部,红外成像系统位于天线罩后弹体上方的背脊前端中部,具有自动目标识别和图像跟踪功能。

1 传感器共口径技术

主动雷达/红外成像双模复合导引头在复合方式上主要有2种不同的形式[3],一种方式是采用雷达传感器与红外传感器分平台安装,称为分口径技术。如瑞典研制的RBS-15MK3导弹的复合导引头就是采用这种复合方式,雷达和红外成像部分采用上下分立的排布。工作时微波信号的接收和发射、红外信号的接收也是完全分立的。这种复合方式也可以看成是2种体制探测器的拼接。分口径结构的优点是技术成熟,实现简单。最大缺陷是2个探测器必须通过空间坐标转换和时间校准,增加了系统信号处理的复杂性和伺服随动机构的复杂性,难于实现真正意义上的复合,另外体积和质量较大。

另一种是采用雷达传感器与红外传感器共轴安装的方式,称为共口径技术。如美国洛克希德-马丁公司研制的毫米波/红外成像复合导引头就是采用了这种方式。共轴安装复合传感器的工作原理为:微波信号可以直接从可透射微波反射红外波的反射面穿过。红外信号被大反射面反射后,再经过最前方的小反射面进行二次反射,最终被位于中间掏洞的平板缝阵天线后方的红外图像传感器接收。

共口径相对于分口径在结构上具有结构简单、体积小、质量轻等优势,适合在空间要求苛刻的导弹上应用。另外还可以实现2个传感器数据的精确配准,为复合信息处理减小误差。但整流罩的材料选择、设计、加工生产工艺等是共口径结构中存在的主要问题,同时,其对雷达天线有一定的遮挡和红外能量的衰减。只要很好地解决了整流罩所存在的难点,那么共口径结构就会是复合导引头的理想结构。

发展同轴共孔径必须要解决双模头罩问题。头罩保护导引头内部件,对双模头罩的要求包括:(1)应选用对微波、红外均有较高透过率的双透波材料。即损耗较小地透过微波与红外辐射;(2)充分考虑材料在指定频带内的介电性能,在指定范围内的强度、热膨胀系数,以及密度、抗雨蚀性能等。常用材料:低损耗有机或无机材料,如硫化锌、锗玻璃等。同时,对头罩厚度也有要求,应保证在微波波段反射损耗最小,使其有高的透过性能,有足够的机械性能使其满足高的抗过载性能要求[4]。

对于同轴共孔径的导引头安装方式,复合导引头内部既要安装雷达又要安装红外,使得导引头内部的电磁环境异常复杂。这种电磁环境包括:(1)雷达探测器的频率源与收发组件在工作时会向外辐射高频电磁脉冲;(2)红外图像传感器需配备斯特林制冷机,它也会对整个导引头系统产生十分严重的高频干扰;(3)伺服机构中的力矩电机磁力线的干扰。这种复杂的电磁环境会严重影响导引头的整体性能。

2 复合信息处理技术

主动雷达/红外成像复合导引头的信息处理机是一个非常复杂的系统,主要包括主动雷达信号处理、红外焦面阵成像信号处理、数据融合3种功能。这三部分处理的工作量都很大,因而一般采用分布式处理结构,主动雷达与红外成像子系统均采用单独的处理器完成各自的预处理,将预处理结果通过接口送到融合中心,由融合中心完成特征级与决策层数据融合处理[5]。

单个传感器,无论是主动雷达还是红外成像,其信息处理技术都比较成熟。这里重点讨论复合信息处理。

2.1 时空配准

在主动雷达/红外成像数据融合系统中,各个传感器一般具有不同的数据率和测量坐标系,而关联判决和航迹融合需要同一测量坐标系内、同一时刻的目标状态估计,因此需要对各单个传感器的数据进行时间和空间上的同步处理[6]。

空间配准主要消除传感器空间布局带来的误差,对于采用共口径技术的传感器布局,该部分误差影响很小。

时间配准要消除信号不同步带来的误差。时间不同步的原因是两传感器的开机时刻、采样周期、处理速度以及信号在通信过程中的时间延迟等因素的影响,导致两传感器对同一目标的测量不能同步地进行。

多传感器时间配准方法主要有曲线拟合法、最小二乘法和线性插值等,其基本思想都是以某一传感器时间节点为基准,对其余传感器通过已知时间节点上的数据来估计所需时间节点上的数据,从而达到传感器在时间节点上的一致性,即把不同传感器在不同时刻对同一目标的测量数据转换到以融合时间节点为基准的时标数据[7]。

2.2 融合检测

融合检测的作用是通过对主动雷达和红外成像检测数据的融合处理[7],使得复合导引头在干扰条件下具有高的目标检测概率。

例如,箔条干扰会对雷达产生十分强的回波,从而对雷达的目标检测和识别构成威胁。而红外烟幕或诱饵会威胁到红外导引头的目标检测和识别。将红外和主动雷达进行复合,由于它们的物理特性不同,对抗红外成像的措施(红外烟幕、诱饵)对雷达不起作用,而对抗雷达的措施(箔条)则对红外成像不起作用。因此,可以采用融合方法来消除干扰的影响,提高检测率。

2.3 数据关联

数据关联是确定主动雷达和红外成像是否探测的是同一目标。如果不是同一目标,则根本无从谈及信息互补,更谈不到对目标的优化探测。主动雷达和红外成像各自提供了目标方位角,各自的测量构成了观测数据集,数据关联可采用加权法、最近邻法、K近邻法、修正的K近邻法、独立序贯法、相关序贯法、独立双门限法、经典分配法与广义分配法等[8]。

2.4 融合识别

由于常规的单一传感器自动目标识别系统存在许多局限性,它仅基于某一类数据有限集进行识别决策,尤其是存在干扰的复杂场景中,其抗干扰能力和识别的可靠性将大为降低。多模制导引入导弹制导系统的一个重要原因是明显提高了导弹的目标识别能力。

红外成像能够体现目标的形状信息,主动雷达能够提供红外成像无法获取的目标距离信息,在融合识别过程中,应充分利用这些信息的互补性。目标识别的基础是目标的特征参数,所谓特征就是真目标与假目标之间的一种差异。舰船目标的特征有:

(1)由红外和主动雷达分别测量出来的舰船目标的位置是基本一致的,而对于随机的假目标却没有这种特性,因此,红外和主动雷达测量出来的目标位置的一致性是舰船目标识别的重要特征之一。

(2)在主动雷达跟踪状态下,由红外测得的舰船目标位置必邻近图像坐标系原点,所以,目标位置的相邻性亦是舰船目标识别的特征之一。

(3)舰船目标的灰度值是随着时间(距离由远及近)增长的,所以,灰度变化率是识别舰船目标的重要依据之一。

(4)当目标距离小于红外成像导引头作用距离时,红外导引头便开始对舰船目标进行成像,在这种情况下,目标的面积、形状及其变化率是区分舰船目标和假目标的重要特征。

现代海上战争需要导弹对特定目标进行精确打击。因此,复合导引头应具有选择、识别特定目标的能力。如:

(1)舰艇编队内不同舰艇目标的选择与识别;

(2)攻击部位的选择;

(3)舰艇目标与干扰的选择与识别;

(4)舰艇目标与岛岸背景的选择与识别。

2.5 融合跟踪

融合跟踪模块的功能是通过红外和主动雷达对目标的跟踪结果,采用融合方法使目标的角位置精度得到进一步的提高。常用的方法如加权最小二乘融合方法。

红外成像提供的可供目标识别的信息较雷达丰富,因此在目标跟踪过程中,应该以红外成像为主,结合雷达提供的距离信息,进一步提高跟踪精度,增加跟踪的可靠性和稳定性。

3 结论

复合制导具有任一单模导引头不(下转第59页)(上接第11页)

可比拟的优越性,是现代海战中战斗力的倍增器,也是世界各国正在竞相发展的前沿技术。主要发展特点是:(1)主动雷达/红外成像复合是反舰导弹发展的主流方向;(2)同轴共孔径是传感器复合的主流方向;(3)同控式是复合导引头控制导弹的主流方向;(4)特征级复合是复合信息处理的主流方向。

参考文献

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以订购杰达姆制导炸弹等 篇11

以色列再一次从美国订购了10，350枚GPS制导炸弹。其中三分之一为909千克级杰达姆，三分之一为127千克级小直径炸弹，其余的为454千克级和227千克级的杰达姆。订单中包括了惰性弹、杰达姆制导组件、引信、抗干扰及其他维护设备与零部件。平均每枚炸弹的价格约为6.4万美元。

运往以色列的杰达姆炸弹并非完全归以色列所有，其中有很大一部分受美国管控。这是因为，美国从2009年开始，就在以色列存储武器和军事设备。这一举措主要满足两个目的：一是能够满足美国部队在该地区的紧急作战需求，另外就是如果以色列突然卷入战争，需要快速二次补给的时候，美国就会直接地将这些武器将输送给以色列军队。所以这些在仓库和地下掩体内的武器和零部件对美国和以色列来说都很重要。目前，应对紧急事态的库存中含有接近10亿美元的武器，包括杰达姆炸弹制导组件、导弹、其他弹药、备用部件、装甲车及电子设备等。（雨丝）

印度与俄罗斯签署三笔军购合同

2012年12月26日，印度与俄罗斯签署了三笔军购合同，尽管目前印度官方尚未发布合同价值，但据媒体消息透露，合同总价值达30亿美元。

第一笔合同在普京访问印度之前刚刚签署，印度斯坦航空工业公司与印度国防部签署了另外42架苏-30MKI战斗机的采购合同，苏-30MKI战斗机由俄罗斯授权该公司生产。该合同完全是意料之外的，因为印度已经订购了272架苏-30MKI，到目前为止已有超过150架交付使用。据工业界的消息源透露，印度国防部计划将苏-30MKI采购数量增至350架。

第二笔合同是米-17V5直升机补充采购合同，由俄罗斯国有国防产品出口公司与印度国防部签署，数量未知。双方曾在2008年签署了80架米-17直升机的采购合同。

第三笔合同是俄罗斯直升机工业部门与印度私营公司签署的合资协议，由俄罗斯支持印度电子系统集团在印度生产卡系列和米系列直升机。合资协议允许印度生产商进行关键直升机部件生产和总装，并参与直升机地面和飞行试验。合资企业首款生产机型为Ka-226T多用途直升机。

2012年12月初，俄罗斯在印度的军购订单遭遇滑铁卢，波音CH-47F支努干直升机击败俄罗斯米26直升机，成为印度15架重型运输直升机采购订单的赢家，同时，AH-64D击败印度米-28直升机，成为印度22架武装直升机采购订单的赢家。工业界的观察家也表示，空客军用A330多用途加油运输机将击败俄罗斯伊尔-78MK，成为印度6架加油机采购订单的赢家。（雨丝）

土耳其向美提出AIM-9X-2响尾蛇导弹采购需求

2012年12月21日，美国国防安全合作局向国会告知，很可能向土耳其销售响尾蛇导弹及相关配套产品，预计价值1.4亿美元。土耳其政府已提出明确需求数量：117枚AIM-9X-2响尾蛇Block II型导弹、6套战术制导单元、6枚训练弹、1 30具LAU-129发射器、箱体、导弹维护与测试设备、备用部件、人员训练设备、出版物及技术数据及其他相关后勤支持等。

土耳其空军装备AIM-9X-2导弹后，将提升本国空军的空中防御能力。雷锡恩导弹系统公司是该导弹的主合同商。AIM-9X-2响尾蛇空空导弹的射程更长，战斗部使用不敏感炸药装药，即只有在遇到某种点火冲击波时才会引爆，增加了安全性。

AIM-9X型响尾蛇导弹从2003年开始服役，已经生产了4000多枚。每枚AIM-9Block II导弹的价值约为50万美元。（雨丝）

印度再次成功试射大地II导弹

印度陆军战略武装司令部在离奥里萨邦海岸不远的国防研究与开发组织靶场成功试射了大地II导弹。导弹的飞行过程由一系列紧密的雷达，遥测观察站，光电仪器以及海军舰艇全程追踪。

大地II导弹装备有先进的高精度导航系统，并由创新的制导规律进行导引。试射得到的圆概率偏差较以往有了改善，证明了该导弹系统的有效性。

包括这次试射在内，印度陆军的战略武装司令部已经在操作条件下成功发射了各种版本的大地与烈火导弹。（黄英）

民兵III洲际弹道导弹成功完成试射

美国空军民兵III洲际弹道导弹武器系统成功完成飞行试验。此次试验演示并评估了武器系统的准确性、可用性和可靠性。

这次发射也是经过翻新的M K21装备和引信组件的首次试验。这次试验被称为荣耀之旅206G M，发射导弹在30分钟内行驶了大约7725千米，从加利福尼亚州范登堡空军基地飞行到夸贾林环礁的罗纳德·里根试验基地。

诺斯罗普·格鲁门公司领导的洲际弹道导弹主团队成员包括波音公司、洛·马公司、ATK公司和超过20个其他公司。该团队为美国空军民兵武器系统提供总体支持，包括开发、生产、部署和系统修改。诺斯罗普·格鲁门公司的系统技术支持团队负责提供工程技术支持，为空军全球打击司令部执行关键测试和功能支持，包括测试分析。

（黄英）

电视制导 篇12

随着制导武器装备向数字化、信息化、智能化、通用化程度的不断提高,在高新制导武器装备中的软件正面临着巨大的挑战,其研制周期越来越短,同时软件质量也越来越高,这迫使制导武器装备系统中的软件研制必须采用更高效、更规范的软件开发模型,才能满足这两方面的要求。

在软件工程发展完善的过程中,形成了许多种软件开发模型,几种常见的软件开发模型有:瀑布模型、增量模型、敏捷模型和智能模型。每种开发模型都有其优缺点,各自的适用范围也不一样。对于不同的软件系统,可选用不同的软件模型,也可根据待开发软件的特点,选用多种模型相结合的方式。

本文以一个典型的制导武器系统软件承研单位的软件开发过程为例,提出了一种不同研制阶段采用不同软件开发模型进行软件开发的方案,并详述了具体的实施过程。

1 制导武器系统软件特点

制导武器系统软件属于军用型号项目的配套软件,软件规模大多为中小型,其特点如下:软件研制周期长,研制分阶段进行;软件安全性和重要性等级高;研制任务紧,必须按时完成开发任务、及时列装使用;软件专业性强、实时性要求高,涉及知识面广,开发复杂度比较高;软件需求变化大,软件更改频繁。

2 软件开发模型研究

本文实例是某制导武器系统总体单位(文中称A单位),负责某型制导炸弹军用型号项目配套软件研制。

该型制导炸弹型号项目的研制工作分为三个阶段进行:方案阶段(原型样机)、工程研制阶段(初样阶段、正样阶段)和设计定型阶段。在每个阶段,软件研制工作的要求和目的都不太一样。因此,该项目的配套软件研制开发工作也分为三个阶段进行,与型号项目的研制工作阶段保持一致,即同样分为方案阶段、工程研制阶段和设计定型阶段。

针对A单位软件研制特点,本文提出如图1所示的软件开发模型与型号项目研制阶段的对应关系。

2.1 方案阶段软件模型

项目的方案阶段也是软件研制的起始阶段,在这个阶段软件开发人员对系统需求和软件需求理解不明确、不充分,理解无法一步到位,再加上用户需求在此阶段变化大,因此,软件项目组采用敏捷开发模型进行软件开发,首先第一步是在一个比较短的周期内,快速交付一个满足基本功能和性能要求的、可进行全弹地面系统联调联试“原型机1(软件)”。然后,通过节点评审会,用户提出反馈意见及修正需求,开发方进一步明确需求,进入第二个开发周期的迭代。通过不断迭代,软件开发人员进一步明确、完善软件需求,对软件架构设计、详细设计不断更改。软件设计实现过程,是基于原型机的迭代过程。详细实施过程如下图图2所示:

2.2 工程研制阶段软件模型

工程研制阶段(初样阶段和正样阶段),就是在原型机的基础上做适应性修改。相对而言,软件人员对系统和软件需求的理解比较到位,用户需求变更减少,软件主体已经形成,基本功能和部分性能已经实现。因此,在此阶段,可采用瀑布模型与智能模型相结合的软件开发模型进行软件开发工作。

由于A单位软件开发基础薄弱,软件工程化管理正处于起步阶段,选用瀑布模型相对比较容易操作、维护和管理。型号项目软件开发前期大部分需求已确定,软件的开发可以按照瀑布模型的固定顺序有计划的开展工作。以文档驱动的瀑布模型,极大程度上减小了在较长软件研发周期中,因技术人员时有变动所带来的开发风险,保证了软件的可靠性、稳定性。

同时,制导武器系统配套软件还具备涉及知识面广,专业性的特点,涉及的知识领域包括:惯性导航技术、制导控制系统设计和数字处理器原理等。而软件开发人员并不是这些领域的专家,为了保证武器装备的正常使用,必须在使用瀑布模型进行软件开发的同时还要融入智能模型的核心思想,即在软件开发过程中引入专家系统/知识库的支持,以指导软件开发人员在软件开发过程中以专家的水平解决专业性强的、复杂的问题。瀑布模型与智能模型的具体应用如下图3所示:

2.3 设计定型阶段软件模型

在项目设计定型阶段,全弹状态(包括各配套软件)基本已固定,全弹主要进行地面试验和飞行鉴定试验,对于软件来说,主要工作为完成软件第三方定型测评。

在此阶段,软件的变更较前期阶段减少很多,除非软件第三方定型测评发现问题、设计定型阶段大型试验定位的软件问题以及用户需求变更(极少发生),才会导致软件更改,因此采用瀑布模型的简化版“维护模型”,不仅保证了软件的质量,又降低了软件开发成本。

维护模型的分为:维护分析、维护实施、确认测试和维护验收评审四个阶段。

第一个阶段主要是针对出现的问题进行需求和设计改动分析;第二个阶段执行软件修改;第三个阶段进行软件回归测试;最后一个阶段进行维护总结。

3 结语

本文创新性地提出了一种基于制导武器系统软件不同研制阶段采用不同软件开发模型进行软件开发的方案。此方案已经在A单位某制导炸弹型号项目上成功应用,保证了项目研制工作的顺利进行,有力的保障了软件和武器系统质量。2015年7月,以该型号为GJB5000A的试点项目,A单位顺利通过了总装GJB5000A评价组《军用软件研制能力成熟度模型》二级正式评价。

通过此方案的成功应用,可以得出以下结论:

(1)合理制定软件开发模型,使软件开发活动科学、有序的进行,对提高软件开发效率,降低开发成本和风险,有效保证软件和武器质量发挥巨大作用;

(2)对于不同项目或同一项目的不同阶段,可使用一种开发模型,也可多种模型互相结合;

(3)为后续项目提供了技术基础,后续项目可在应用中不断探索如何取得最佳效果。

参考文献

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