作者：卢发兴
出版社：电子工业出版社
出版日期：2022
ISBN：9787121438059
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内容简介
本书全面地介绍了舰艇武器火控系统的基本原理。全书共分11章，内容包括火控系统概述、空间点的位置和运动的描述、火控系统中的目标跟踪滤波原理、舰炮外弹道、舰炮解命中原理、导弹外弹道、反舰导弹解命中原理、舰空火力控制系统及其制导体制、舰空导弹解命中及导引方法、鱼雷火控原理、深弹反潜火控原理等。本书可作为大学本科高年级学生或研究生学习舰艇火控系统原理的教科书或教学参考书，也可作为相关专业工程技术和部队的有关人员的业务参考书。
作者简介
卢发兴，福建顺昌人，1974年出生，教授，博士生导师，长期从舰艇火力控制系统的教学和科研工作，出版专著3部，论文50多篇，获省部级科技进步二等奖和三等奖。
目录
第1章 概述 11.1 火控系统的基本功能和组成 11.2 舰艇火控系统的分类和性能要求 21.2.1 舰艇火控系统的分类 21.2.2 舰艇火控系统的性能要求 31.3 武器射击控制过程 31.4 舰艇火力控制系统的技术基础 41.5 舰艇火控系统发展概况 61.5.1 发展简史 61.5.2 发展趋势 8习题 10第2章 空间点的位置和运动的描述 112.1 参考系 112.1.1 惯性参考系 11第1章 概述 1
1.1 火控系统的基本功能和组成 1
1.2 舰艇火控系统的分类和性能要求 2
1.2.1 舰艇火控系统的分类 2
1.2.2 舰艇火控系统的性能要求 3
1.3 武器射击控制过程 3
1.4 舰艇火力控制系统的技术基础 4
1.5 舰艇火控系统发展概况 6
1.5.1 发展简史 6
1.5.2 发展趋势 8
习题 10
第2章 空间点的位置和运动的描述 11
2.1 参考系 11
2.1.1 惯性参考系 11
2.1.2 非惯性参考系 13
2.1.3 常用参考系之间的关系 14
2.2 空间点位置的描述 17
2.2.1 坐标表示法和坐标系 17
2.2.2 位置矢量表示法 20
2.3 坐标转换和坐标变换 22
2.3.1 坐标转换 22
2.3.2 坐标变换 23
2.3.3 坐标转变换在火控中的应用 29
2.4 空间点的运动和哥氏定理 33
习题 36
第3章 火控系统中的目标跟踪滤波原理 37
3.1 概述 37
3.2 目标跟踪坐标系的选择 39
3.2.1 极坐标系 40
3.2.2 直角坐标系 41
3.3 数据预处理 43
3.4 基本滤波方法 44
3.4.1 小二乘滤波方法 46
3.4.2 卡尔曼滤波与预测 54
3.4.3 常增益滤波方法 63
3.5 目标运动模型 67
3.5.1 微分多项式模型 67
3.5.2 CV和CA模型 69
3.5.3 幸格模型 70
3.5.4 半马尔科夫模型 73
3.5.5 机动目标“当前”模型 73
3.5.6 匀速圆周运动 74
3.5.7 比例导引运动模型 76
3.6 机动目标跟踪滤波 78
3.6.1 机动检测自适应滤波 78
3.6.2 实时辨识自适应滤波 82
3.6.3 “全面”自适应滤波 89
习题 95
第4章 舰炮外弹道 99
4.1 舰炮外弹道的描述 99
4.2 舰炮外弹道的轨迹 101
4.2.1 作用于弹丸的力和力矩 101
4.2.2 弹丸的空间运动及其弹道 103
二、弹丸的空间运动及其弹道 108
4.3 射表 111
4.3.1 射表的定义与组成 111
4.3.2 几何坐标法 113
4.3.3 射表编拟技术 117
4.4 舰炮火控中的弹道诸元计算方法 123
4.4.1 射表逼近解法 123
4.4.2 外弹道解法 128
习题 135
第5章 舰炮解命中原理 136
5.1 概述 136
5.1.1 舰炮武器系统概述 136
5.1.2 舰炮火控设备概述 137
5.1.3 舰炮火控解命中原理概述 139
5.2 线性解命中原理 141
5.2.1 线性速率解命中方程的建立 142
5.2.2 解命中方程的完善和有关问题的讨论 147
5.2.3 命中方程组的求解 151
5.2.4 射击诸元的计算 164
5.3 相对速率解命中原理 168
5.3.1 瞄准线角速率的测量 169
5.3.2 角速率解命中原理 173
5.3.4 视差修正 184
5.3.5 计算延迟修正 187
5.4 校射原理 189
5.4.1 舰炮校射概述 189
5.4.2 人工校射的基本原理 189
5.4.3 闭环校射的基本原理 193
一、概述 194
5.5 舰载火箭炮火控解算原理 200
5.5.1 目标定位及运动要素求解 201
5.5.2 弹道诸元计算 201
5.5.3 解相遇问题 202
5.5.4射击校正 202
5.5.5 简易控制火箭弹弹体参数计算原理 202
5.6 典型的非传统弹药的火控原理 204
5.6.1 一维弹道修正弹的控制特点 204
5.6.2 一维弹道修正弹修正控制原理 205
习题 207
第6章 导弹外弹道 208
6.1 作用在导弹上的力和力矩 208
6.1.1 常用坐标系及其转换 208
6.1.2 作用在导弹上的力 214
6.1.3 作用在飞行导弹上的力矩 219
6.1.4 过载 222
6.2 导弹运动方程组 226
6.2.1 导弹的动力学方程 226
6.2.2 导弹的运动学方程 230
6.2.3 质量变化方程 232
6.2.4 几何关系方程 232
6.2.5 控制关系方程 233
6.2.6 导弹运动方程组 235
6.2.7 导弹的纵向运动和侧向运动 237
6.2.8 基于四元数的导弹运动学方程 239
6.2.9 导弹运动初始段 240
6.3 方案飞行弹道 241
6.3.1 爬升段的方案飞行 242
6.3.2 平飞段方案飞行 248
6.4 导弹运动方程组的数值解法 251
6.4.1 微分方程数值积分 252
6.4.2 运动方程组的数值积分举例 254
习题 258
第7章 反舰导弹解命中原理 259
7.1 反舰导弹火控系统基本概念 259
7.1.1 系统的分类 259
7.1.2 系统的技术特点 260
7.1.3 系统的工作方式 260
7.1.4 系统的功用和主要任务 261
7.1.5 反舰导弹火控系统的组成 261
7.1.6 反舰导弹火控系统的主要性能 264
7.1.8 反舰导弹火控系统作战使用 267
7.2 反舰导弹的飞行弹道 270
7.2.1 反舰巡航导弹弹道 270
7.2.2 精确制导反舰弹道导弹弹道 271
7.2.3 飞航导弹弹道分析 271
7.3 反舰导弹射击解命中原理 273
7.3.1 反舰导弹命中问题的特点 273
7.3.2 反舰导弹目标搜索过程 273
7.3.3 反舰导弹搜索原理 274
7.3.4 反舰导弹捕获目标模式分析 275
7.3.5 舰对舰导弹射击条件的假设 277
7.3.6 舰对舰导弹射击命中原理 277
7.3.7 舰对舰导弹射击的其他问题 280
7.3.8 小结 283
7.4 新型导弹的航路规划 283
7.4.1 概述 283
7.4.2 规划算法原理 284
7.4.3 越障飞行航路问题 292
7.4.4 飞行走廊宽度确定原则 292
7.4.5 惯性制导系统初始对准问题 293
习题 297
第8章 舰空导弹火力控制系统及其制导体制 298
8.1 舰空导弹火力控制系统概述 298
8.1.1 组成及功能 298
8.1.2 与舰载C3I系统的关系 301
8.2 舰空导弹制导体制 302
8.2.1 基本概念 302
8.2.2 舰空导弹制导控制系统 303
8.2.3 舰面制导控制系统主要战术技术要求 304
8.2.4 舰空导弹制导体制分类 306
8.2.5 舰空导弹制导控制系统的设计要求 307
8.3 遥控制导体制及其实现 308
8.3.1 指令制导体制及其实现 309
8.3.2 TVM制导体制及其实现 310
8.3.3 驾束制导体制及其实现 313
8.4 自寻的制导体制及其实现 315
8.4.2 半主动式自寻的制导系统 319
8.4.3 被动式自寻的制导系统 320
8.5 复合制导体制及其实现 322
8.5.1 无线电指令-雷达寻的复合制导系统 323
8.5.2 雷达波束-半主动雷达自寻的复合制导系统 324
8.5.3 无线电指令-红外复合制导系统 324
8.5.4 光-红外指令复合制导系统 325
8.5.5 惯性/无线电指令-半主动雷达自寻的复合制导系统 326
8.5.6 红外/电视/雷达-无线电指令复合制导系统 326
8.5.7 初始程序-中段指令-末段TVM复合制导系统 327
第9章 舰空导弹解命中及导引方法 329
9.1 舰空导弹解命中的基本原理 329
9.1.1 解命中问题概述 329
9.1.2 倾斜发射舰空导弹射击解命中原理 330
9.1.3 垂直发射末端主动寻的制导舰空导弹射击命中原理 346
9.1.4 结束语 356
9.2 舰空导弹导引方法的基本概念及要求 356
9.2.1 基本分类 356
9.2.2 导引弹道概念 358
9.2.3 对舰空导弹导引方法的基本要求 359
9.3 遥控制导体制的导引方法分析 360
9.3.1 舰空导弹和目标的简化运动方程 361
9.3.2 三点法 362
9.3.3 前置点法 365
9.3.4 掠海飞行目标射击时导引方法的特殊性 369
9.3.5 遥控制导导引控制回路 370
9.3.8 导弹的导引精度分析 385
9.3.9 坐标扭转 396
9.3.10 导弹遥控制导导引控制回路仿真模型 399
9.4 自寻的制导体制的导引方法分析 408
9.4.1 导弹自寻的制导的特点 408
9.4.2 自寻的导引的运动学方程 408
9.4.3 自寻的导引在垂直面上的控制回路 411
9.4.4 自寻的导引精度分析 416
9.4.5 自寻的导引控制回路仿真模型 419
一、目标机动模块 420
9.5 导引方法的基本原理 424
9.5.1 线性导引方法的原理 424
9.5.2 自适应导引方法的原理 425
9.5.3 微分对策导引方法的原理 427
9.5.4 准弹道导引法 427
9.6 小结 429
习题 430
第10章 鱼雷火控原理 431
10.1 概述 431
10.2 声自导鱼雷火控解算特点 431
10.2.1 鱼雷攻击过程概述 431
10.2.2 确定发射阵位 432
10.2.3 本舰机动要素的计算 437
10.2.4 计算射击要素 438
10.3 线导鱼雷的导引原理 443
10.3.1 线导鱼雷的使用及特点 443
10.4 火箭助飞鱼雷的弹道模型及引导定位 447
10.4.1 火箭助飞鱼雷的弹道 448
10.4.2 火箭助飞鱼雷的引导定位方法 451
习题 454
第11章 深弹反潜火控原理 455
11.1 概述 455
11.2 水下目标特性和目标定位的特点 456
11.2.1 目标的特性 456
11.2.2 目标定位的特点 456
五、测定的目标斜距D作为水平距离d进行解题 458
11.3 求取目标运动要素的特点 458
11.3.1 计算潜艇坐标变化量 458
11.3.2 求敌向、敌速和敌舷角 459
11.4 火箭式深弹相遇问题的特点 460
11.4.1 火箭式深弹的弹道特点 460
11.4.2 目标作等速直线运动时解相遇问题 461
11.4.3 目标作旋回运动时解相遇问题 462
11.4.4 攻击要素的各项修正 464
11.5 悬浮式深弹拦截鱼雷问题 466
11.5.1 鱼雷航向张角 467
11.5.2 悬浮式深弹拦截条件 468
11.5.3 悬浮式深弹拦截方法 469
11.6 反蛙人弹火控解算原理 471
11.6.1 目标运动参数求取 472
习题 475
附录A 常用单位和密位公式 476
附录B 运动方程组的数值积分举例源程序 480
附录C 求解大地解算问题的BOWRING公式正解公式和反解公式 486
参考文献 488
1.1 火控系统的基本功能和组成 1
1.2 舰艇火控系统的分类和性能要求 2
1.2.1 舰艇火控系统的分类 2
1.2.2 舰艇火控系统的性能要求 3
1.3 武器射击控制过程 3
1.4 舰艇火力控制系统的技术基础 4
1.5 舰艇火控系统发展概况 6
1.5.1 发展简史 6
1.5.2 发展趋势 8
习题 10
第2章 空间点的位置和运动的描述 11
2.1 参考系 11
2.1.1 惯性参考系 11
2.1.2 非惯性参考系 13
2.1.3 常用参考系之间的关系 14
2.2 空间点位置的描述 17
2.2.1 坐标表示法和坐标系 17
2.2.2 位置矢量表示法 20
2.3 坐标转换和坐标变换 22
2.3.1 坐标转换 22
2.3.2 坐标变换 23
2.3.3 坐标转变换在火控中的应用 29
2.4 空间点的运动和哥氏定理 33
习题 36
第3章 火控系统中的目标跟踪滤波原理 37
3.1 概述 37
3.2 目标跟踪坐标系的选择 39
3.2.1 极坐标系 40
3.2.2 直角坐标系 41
3.3 数据预处理 43
3.4 基本滤波方法 44
3.4.1 小二乘滤波方法 46
3.4.2 卡尔曼滤波与预测 54
3.4.3 常增益滤波方法 63
3.5 目标运动模型 67
3.5.1 微分多项式模型 67
3.5.2 CV和CA模型 69
3.5.3 幸格模型 70
3.5.4 半马尔科夫模型 73
3.5.5 机动目标“当前”模型 73
3.5.6 匀速圆周运动 74
3.5.7 比例导引运动模型 76
3.6 机动目标跟踪滤波 78
3.6.1 机动检测自适应滤波 78
3.6.2 实时辨识自适应滤波 82
3.6.3 “全面”自适应滤波 89
习题 95
第4章 舰炮外弹道 99
4.1 舰炮外弹道的描述 99
4.2 舰炮外弹道的轨迹 101
4.2.1 作用于弹丸的力和力矩 101
4.2.2 弹丸的空间运动及其弹道 103
二、弹丸的空间运动及其弹道 108
4.3 射表 111
4.3.1 射表的定义与组成 111
4.3.2 几何坐标法 113
4.3.3 射表编拟技术 117
4.4 舰炮火控中的弹道诸元计算方法 123
4.4.1 射表逼近解法 123
4.4.2 外弹道解法 128
习题 135
第5章 舰炮解命中原理 136
5.1 概述 136
5.1.1 舰炮武器系统概述 136
5.1.2 舰炮火控设备概述 137
5.1.3 舰炮火控解命中原理概述 139
5.2 线性解命中原理 141
5.2.1 线性速率解命中方程的建立 142
5.2.2 解命中方程的完善和有关问题的讨论 147
5.2.3 命中方程组的求解 151
5.2.4 射击诸元的计算 164
5.3 相对速率解命中原理 168
5.3.1 瞄准线角速率的测量 169
5.3.2 角速率解命中原理 173
5.3.4 视差修正 184
5.3.5 计算延迟修正 187
5.4 校射原理 189
5.4.1 舰炮校射概述 189
5.4.2 人工校射的基本原理 189
5.4.3 闭环校射的基本原理 193
一、概述 194
5.5 舰载火箭炮火控解算原理 200
5.5.1 目标定位及运动要素求解 201
5.5.2 弹道诸元计算 201
5.5.3 解相遇问题 202
5.5.4射击校正 202
5.5.5 简易控制火箭弹弹体参数计算原理 202
5.6 典型的非传统弹药的火控原理 204
5.6.1 一维弹道修正弹的控制特点 204
5.6.2 一维弹道修正弹修正控制原理 205
习题 207
第6章 导弹外弹道 208
6.1 作用在导弹上的力和力矩 208
6.1.1 常用坐标系及其转换 208
6.1.2 作用在导弹上的力 214
6.1.3 作用在飞行导弹上的力矩 219
6.1.4 过载 222
6.2 导弹运动方程组 226
6.2.1 导弹的动力学方程 226
6.2.2 导弹的运动学方程 230
6.2.3 质量变化方程 232
6.2.4 几何关系方程 232
6.2.5 控制关系方程 233
6.2.6 导弹运动方程组 235
6.2.7 导弹的纵向运动和侧向运动 237
6.2.8 基于四元数的导弹运动学方程 239
6.2.9 导弹运动初始段 240
6.3 方案飞行弹道 241
6.3.1 爬升段的方案飞行 242
6.3.2 平飞段方案飞行 248
6.4 导弹运动方程组的数值解法 251
6.4.1 微分方程数值积分 252
6.4.2 运动方程组的数值积分举例 254
习题 258
第7章 反舰导弹解命中原理 259
7.1 反舰导弹火控系统基本概念 259
7.1.1 系统的分类 259
7.1.2 系统的技术特点 260
7.1.3 系统的工作方式 260
7.1.4 系统的功用和主要任务 261
7.1.5 反舰导弹火控系统的组成 261
7.1.6 反舰导弹火控系统的主要性能 264
7.1.8 反舰导弹火控系统作战使用 267
7.2 反舰导弹的飞行弹道 270
7.2.1 反舰巡航导弹弹道 270
7.2.2 精确制导反舰弹道导弹弹道 271
7.2.3 飞航导弹弹道分析 271
7.3 反舰导弹射击解命中原理 273
7.3.1 反舰导弹命中问题的特点 273
7.3.2 反舰导弹目标搜索过程 273
7.3.3 反舰导弹搜索原理 274
7.3.4 反舰导弹捕获目标模式分析 275
7.3.5 舰对舰导弹射击条件的假设 277
7.3.6 舰对舰导弹射击命中原理 277
7.3.7 舰对舰导弹射击的其他问题 280
7.3.8 小结 283
7.4 新型导弹的航路规划 283
7.4.1 概述 283
7.4.2 规划算法原理 284
7.4.3 越障飞行航路问题 292
7.4.4 飞行走廊宽度确定原则 292
7.4.5 惯性制导系统初始对准问题 293
习题 297
第8章 舰空导弹火力控制系统及其制导体制 298
8.1 舰空导弹火力控制系统概述 298
8.1.1 组成及功能 298
8.1.2 与舰载C3I系统的关系 301
8.2 舰空导弹制导体制 302
8.2.1 基本概念 302
8.2.2 舰空导弹制导控制系统 303
8.2.3 舰面制导控制系统主要战术技术要求 304
8.2.4 舰空导弹制导体制分类 306
8.2.5 舰空导弹制导控制系统的设计要求 307
8.3 遥控制导体制及其实现 308
8.3.1 指令制导体制及其实现 309
8.3.2 TVM制导体制及其实现 310
8.3.3 驾束制导体制及其实现 313
8.4 自寻的制导体制及其实现 315
8.4.2 半主动式自寻的制导系统 319
8.4.3 被动式自寻的制导系统 320
8.5 复合制导体制及其实现 322
8.5.1 无线电指令-雷达寻的复合制导系统 323
8.5.2 雷达波束-半主动雷达自寻的复合制导系统 324
8.5.3 无线电指令-红外复合制导系统 324
8.5.4 光-红外指令复合制导系统 325
8.5.5 惯性/无线电指令-半主动雷达自寻的复合制导系统 326
8.5.6 红外/电视/雷达-无线电指令复合制导系统 326
8.5.7 初始程序-中段指令-末段TVM复合制导系统 327
第9章 舰空导弹解命中及导引方法 329
9.1 舰空导弹解命中的基本原理 329
9.1.1 解命中问题概述 329
9.1.2 倾斜发射舰空导弹射击解命中原理 330
9.1.3 垂直发射末端主动寻的制导舰空导弹射击命中原理 346
9.1.4 结束语 356
9.2 舰空导弹导引方法的基本概念及要求 356
9.2.1 基本分类 356
9.2.2 导引弹道概念 358
9.2.3 对舰空导弹导引方法的基本要求 359
9.3 遥控制导体制的导引方法分析 360
9.3.1 舰空导弹和目标的简化运动方程 361
9.3.2 三点法 362
9.3.3 前置点法 365
9.3.4 掠海飞行目标射击时导引方法的特殊性 369
9.3.5 遥控制导导引控制回路 370
9.3.8 导弹的导引精度分析 385
9.3.9 坐标扭转 396
9.3.10 导弹遥控制导导引控制回路仿真模型 399
9.4 自寻的制导体制的导引方法分析 408
9.4.1 导弹自寻的制导的特点 408
9.4.2 自寻的导引的运动学方程 408
9.4.3 自寻的导引在垂直面上的控制回路 411
9.4.4 自寻的导引精度分析 416
9.4.5 自寻的导引控制回路仿真模型 419
一、目标机动模块 420
9.5 导引方法的基本原理 424
9.5.1 线性导引方法的原理 424
9.5.2 自适应导引方法的原理 425
9.5.3 微分对策导引方法的原理 427
9.5.4 准弹道导引法 427
9.6 小结 429
习题 430
第10章 鱼雷火控原理 431
10.1 概述 431
10.2 声自导鱼雷火控解算特点 431
10.2.1 鱼雷攻击过程概述 431
10.2.2 确定发射阵位 432
10.2.3 本舰机动要素的计算 437
10.2.4 计算射击要素 438
10.3 线导鱼雷的导引原理 443
10.3.1 线导鱼雷的使用及特点 443
10.4 火箭助飞鱼雷的弹道模型及引导定位 447
10.4.1 火箭助飞鱼雷的弹道 448
10.4.2 火箭助飞鱼雷的引导定位方法 451
习题 454
第11章 深弹反潜火控原理 455
11.1 概述 455
11.2 水下目标特性和目标定位的特点 456
11.2.1 目标的特性 456
11.2.2 目标定位的特点 456
五、测定的目标斜距D作为水平距离d进行解题 458
11.3 求取目标运动要素的特点 458
11.3.1 计算潜艇坐标变化量 458
11.3.2 求敌向、敌速和敌舷角 459
11.4 火箭式深弹相遇问题的特点 460
11.4.1 火箭式深弹的弹道特点 460
11.4.2 目标作等速直线运动时解相遇问题 461
11.4.3 目标作旋回运动时解相遇问题 462
11.4.4 攻击要素的各项修正 464
11.5 悬浮式深弹拦截鱼雷问题 466
11.5.1 鱼雷航向张角 467
11.5.2 悬浮式深弹拦截条件 468
11.5.3 悬浮式深弹拦截方法 469
11.6 反蛙人弹火控解算原理 471
11.6.1 目标运动参数求取 472
习题 475
附录A 常用单位和密位公式 476
附录B 运动方程组的数值积分举例源程序 480
附录C 求解大地解算问题的BOWRING公式正解公式和反解公式 486
参考文献 488
