一种激光半主动导引头制导信息异常跳动处理方法
阅读说明：本技术 一种激光半主动导引头制导信息异常跳动处理方法 (Laser semi-active seeker guidance information abnormal jumping processing method ) 是由 程新占 张超 王亚军 张�杰 黄广 吴伯淳 于 2020-11-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种激光半主动导引头制导信息异常跳动处理方法,包括包括如下步骤：判断当前导引头增益状态；若没有能级切换,则不修正脱靶量,并用实时解算的脱靶量数据进行制导控制；若存在能级切换,则记录能级切换时前n帧及后m帧目标方位、俯仰脱靶量,采用能级切换前倒数第n帧的目标方位、俯仰脱靶量替换切换时刻前n-1帧、后m-1帧的脱靶量数据,进行制导控制,其中n、m均为自然数,取值1-5。本发明充分利用导引头输出的增益切换及脱靶量信息,对用于伺服控制的脱靶量进行修正,以消除导引头能级切换时刻制导信息异常跳动的问题,提高了激光制导飞行器稳定性,确保了激光制导飞行器的精度。(The invention discloses a method for processing guidance information abnormal jumping of a laser semi-active seeker, which comprises the following steps: judging the gain state of the current seeker; if no energy level is switched, the miss distance is not corrected, and guidance control is performed by using miss distance data calculated in real time; and if energy level switching exists, recording target orientations and pitching miss-hits of the previous n frames and the next m frames during energy level switching, replacing miss-hits data of the previous n-1 frames and the next m-1 frames before the switching time by using the target orientation and the pitching miss-hits of the last n frames before energy level switching, and performing guidance control, wherein n and m are natural numbers and take values of 1-5. The invention makes full use of the gain switching and miss distance information output by the seeker to correct the miss distance for servo control, so as to eliminate the problem of abnormal jumping of guidance information at the moment of energy level switching of the seeker, improve the stability of the laser guidance aircraft and ensure the precision of the laser guidance aircraft.)
技术领域
本发明属于激光导引头技术领域，具体涉及一种激光半主动导引头制导信息异常跳动处理方法。
背景技术
传统飞行器利用惯性导航技术进行制导，它是一种完全自主式的制导系统，不受外界干扰，但制导精度相对较低。
现代战争对制导精度要求越来越高，小规模军事冲突，点对点精确打击均依靠制导精度较高的制导控制设备及技术，如在惯性导航基础上，引入有线制导、微波雷达制导、电视制导、红外制导和激光制导等。其中激光制导技术应用较多、技术相对成熟，发展极为迅速。
大量实验及测试表明，导引头输出信号中，混有各种干扰信号，同时在导引头能级切换时刻受目标背景光干扰，输出的制导信息存在较大幅值跳动，严重时可能造成导引头失捕，影响制导飞行器的制导精度及稳定性。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题，消除导引头能级切换后制导信息跳变的影响，提高飞行器的稳定性及制导控制系统的精度，而提供一种激光半主动导引头制导信息异常跳动处理方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下方法：
一种激光半主动导引头制导信息异常跳动处理方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、判断当前导引头增益状态；
S11、若没有能级切换(处于零级)，则不修正脱靶量，并用实时解算的脱靶量数据进行制导控制，所述脱靶量即为失调角；
S12、若存在能级切换，则记录能级切换时前n帧及后m帧目标方位、俯仰脱靶量，所述目标方位、俯仰脱靶量即为偏航失调角、俯仰失调角，采用能级切换前倒数第n帧的目标方位、俯仰脱靶量替换切换时刻前n-1帧、后m-1帧的脱靶量数据，进行制导控制,其中n、m均为自然数，取值1-5；
S2、判断导引头是否稳定跟踪，若满足，则用能级切换后的第m帧脱靶量与切换前的倒数第n帧脱靶量的差值修正实时计算的脱靶量，否则不修正。
进一步地，本发明既适用于捷联式激光半主动导引头又适用于框架式激光半主动导引头。
优选的，所述导引头为框架式激光半主动导引头，步骤S1中所述用实时解算的脱靶量数据进行制导控制具体是进行导引头伺服控制；
步骤S12中所述进行制导控制具体是进行导引头伺服控制。
优选的，所述步骤S2中优选的：若存在能级切换，则记录能级切换时前两帧即n＝2及后两帧即m＝2目标方位、俯仰脱靶量，采用能级切换前倒数第二帧的目标方位、俯仰脱靶量替换切换时刻前、后各一帧的脱靶量数据，进行导引头伺服控制；
所述步骤S3中用能级切换后的第二帧脱靶量与切换前的倒数第二帧脱靶量的差值修正实时计算的脱靶量。
优选的，所述步骤S3中判断导引头是否稳定跟踪的原则是导引头是否捕获到目标并且捕获状态稳定在一定时间内，所述一定时间根据实验数据统计得到。
优选的，所述步骤S3中修正实时计算的脱靶量的方法如下：
若存在能级切换，则记录能级切换时前两帧及后两帧目标方位、俯仰脱靶量，采用能级切换前倒数第二帧的目标方位、俯仰脱靶量替换切换时刻前、后各一帧的脱靶量数据，所述能级切换时前两帧为A激光周期对应的A帧和B激光周期对应的B帧,所述能级切换时后两帧为C激光周期对应的C帧和D激光周期对应的D帧,假设α、β分别为目标方位和俯仰脱靶量，则：
αB＝αC＝αA
βB＝βC＝βA
D周期及以后时刻修正参数α’、β’为(稳定跟踪一定时间，否则为零)：
α’＝αD-αA
β’＝βD-βA
则D周期及以后时刻修正脱靶量输出为：
αN＝αN-α’
βN＝βN-β’
其中下标A、B、C和D分别代表各激光周期内对应的目标方位和俯仰脱靶量。
本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
1、本发明充分利用导引头输出的增益切换及脱靶量信息，对用于伺服控制的脱靶量进行修正，以消除导引头能级切换时刻制导信息异常跳动的问题，提高了激光制导飞行器稳定性，确保了激光制导飞行器的精度。
2、本方法设计简单，易于实现。
附图说明
图1为被发明导引头制导信息异常跳动处理方法一种实施例的流程图；
图2为制导信息异常跳变的示意图，A、B分别代表能级切换时前两个激光周期A激光周期和B激光周期，对应能级切换时前两帧脱靶量数据为A激光周期对应的A帧和B激光周期对应的B帧；C、D分别代表能级切换时后两个激光周期C激光周期和D激光周期，对应能级切换时后两帧脱靶量数据为C激光周期对应的C帧和D激光周期对应的D帧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
以某A制导导弹为例，使用框架式激光半主动导引头，如图1所示本发明提供一种激光半主动导引头制导信息异常跳动处理方法，包括如下步骤：
S1、判断当前导引头增益状态
S11、若当前没有能级切换增益状态为零级，则不修正脱靶量，并用实时解算的脱靶量数据进行制导控制，所述脱靶量即为失调角；
S12、若存在能级切换，则记录能级切换时前n帧及后m帧目标方位、俯仰脱靶量，所述目标方位、俯仰脱靶量即为偏航失调角、俯仰失调角，采用能级切换前倒数第n帧的目标方位、俯仰脱靶量替换切换时刻前n-1帧、后m-1帧的脱靶量数据，进行制导控制，其中n、m均为自然数，取值1-5；本实施例中n＝2，m＝2；另一个实施例中n＝5，m＝5；另一个实施例中n＝1，m＝1；
S2、判断导引头是否稳定跟踪，若满足，则用能级切换后的第m帧脱靶量与切换前的倒数第n帧脱靶量的差值修正实时计算的脱靶量，否则不修正；
所述导引头为框架式激光半主动导引头，步骤S11中所述用实时解算的脱靶量数据进行制导控制和步骤S12中所述进行制导控制具体是进行导引头伺服控制；框架式激光半主动导引头脱靶量即失调角(偏航失调角和俯仰失调角)信号输出用于进行导引头伺服控制，而后生成速度环信号用于导弹制导控；
所述步骤S12中：若增益状态由零级切换为一级，优选地则记录能级切换时前两帧即n＝2及后两帧即m＝2目标方位、俯仰脱靶量，采用能级切换前倒数第二帧的目标方位、俯仰脱靶量替换切换时刻前、后各一帧的脱靶量数据，进行导引头伺服控制；
所述步骤S2中用能级切换后的第二帧脱靶量与切换前的倒数第二帧脱靶量的差值修正实时计算的脱靶量。
所述步骤S2中判断导引头是否稳定跟踪的原则是导引头是否捕获到目标并且捕获状态稳定在1.2s内，所述1.2s根据实验数据统计得到。
所述步骤S2中修正实时计算的脱靶量的方法如下：
若增益状态由零级切换为一级，则记录能级切换时前两帧及后两帧目标方位、俯仰脱靶量，采用能级切换前倒数第二帧的目标方位、俯仰脱靶量替换切换时刻前、后各一帧的脱靶量数据，如图2所示，所述能级切换时前两帧为A激光周期对应的A帧和B激光周期对应的B帧,所述能级切换时后两帧为C激光周期对应的C帧和D激光周期对应的D帧,假设α、β分别为目标方位和俯仰脱靶量，则：
αB＝αC＝αA
βB＝βC＝βA
D周期及以后时刻修正参数α’、β’为(稳定跟踪1.2s，否则α’、β’为零)：
α’＝αD-αA
β’＝βD-βA
则D周期及以后时刻修正脱靶量输出为：
αN＝αN-α’
βN＝βN-β’
其中各带有下标A、B、C和D的α、β分别代表各激光周期内对应的目标方位和俯仰脱靶量。
为了避免B激光周期的伺服控制量(脱靶量数据)在能级切换之后赋值，有可能造成控制量突然调整，需要替换B帧的脱靶量数据。
导引头增益状态由一级切换为二级时，按照步骤S2执行。
实施例2
以某B制导导弹为例，使用捷联式激光半主动导引头，如图1所示本发明提供一种激光半主动导引头制导信息异常跳动处理方法，包括如下步骤：
S1、判断当前导引头增益状态
S11、若当前增益状态为零级，则不修正脱靶量，并用实时解算的脱靶量数据进行制导控制，所述脱靶量即为失调角；
S12、若存在能级切换，则记录能级切换时前n帧及后m帧目标方位、俯仰脱靶量，所述目标方位、俯仰脱靶量即为偏航、俯仰失调角，采用能级切换前倒数第n帧的目标方位、俯仰脱靶量替换切换时刻前n-1帧、后m-1帧的脱靶量数据，进行制导控制,其中n、m均为自然数，取值1-5；本实施例中n＝2，m＝2；另一个实施例中n＝5，m＝5；另一个实施例中n＝1，m＝1；
S2、判断导引头是否稳定跟踪，若满足，则用能级切换后的第m帧脱靶量与切换前的倒数第n帧脱靶量的差值修正实时计算的脱靶量，否则不修正。
所述导引头为捷联式激光半主动导引头，步骤S11中所述用实时解算的脱靶量数据进行制导控制具体是直接由弹上控制系统控制；
步骤S12中所述进行制导控制具体是直接由弹上控制系统控制。
所述步骤S12中：若增益状态由零级切换为一级，优选地则记录能级切换时前两帧即n＝2及后两帧即m＝2目标方位、俯仰脱靶量，采用能级切换前倒数第二帧的目标方位、俯仰脱靶量替换切换时刻前、后各一帧的脱靶量数据，直接由弹上控制系统控制；
所述步骤S2中用能级切换后的第二帧(D帧)脱靶量与切换前的倒数第二帧(A帧)脱靶量的差值修正实时计算的脱靶量。
所述步骤S2中判断导引头是否稳定跟踪的原则是导引头是否捕获到目标并且捕获状态稳定在1.4s内，所述1.4s根据实验数据统计得到。
所述步骤S2中修正实时计算的脱靶量的方法如下：
若增益状态由零级切换为一级，则记录能级切换时前两帧及后两帧目标方位、俯仰脱靶量，采用能级切换前倒数第二帧的目标方位、俯仰脱靶量替换切换时刻前、后各一帧的脱靶量数据，如图2所示，所述能级切换时前两帧为A激光周期对应的A帧和B激光周期对应的B帧,所述能级切换时后两帧为C激光周期对应的C帧和D激光周期对应的D帧,假设α、β分别为目标方位和俯仰脱靶量，则：
αB＝αC＝αA
βB＝βC＝βA
D周期及以后时刻修正参数α’、β’为(稳定跟踪1.2s，否则α’、β’为零)：
α’＝αD-αA
β’＝βD-βA
则D周期及以后时刻修正脱靶量输出为：
αN＝αN-α’
βN＝βN-β’
其中下标A、B、C和D分别代表各激光周期内对应的目标方位和俯仰脱靶量。
导引头增益状态由一级切换为二级时，按照步骤S2执行。
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