基于激光的巡航导弹地形匹配关键技术研究

为解决巡航导弹上的雷达高度表探测精度不高,易受电子干扰影响而失效,且在平原、沙漠地区及海面失效的问题,研究采用激光测高/测深技术设计新型巡航导弹地形匹配导航系统,利用激光探测技术的优点来提高地形测量精度和抗电磁干扰能力。采用红外/蓝绿双波长输出激光高度计方案使得巡航导弹可利用海底地形进行辅助导航,探讨了几项关键技术:包括激光器结构、探测器及光学系统设计、数字化地物目标反射的激光回波脉冲并从中提取有效波形识别特征参数方法及地形匹配算法。

应用于地形匹配导航的激光高度计设计

为解决基于雷达高度表探测的地形匹配导航系统探测精度不高、易受电子干扰影响而失效、且在跨海飞行时无法导航的难题,设计了一种激光高度计来代替雷达高度表进行地形探测。采用二极管泵浦固体激光器技术设计激光发射装置,输出近红外/蓝绿双波长激光,既可以测量陆地地形高度,又可以穿透海水探测海底地形;并根据激光高度计拟达到的性能指标选择合适的光电探测器,优化设计了光学系统、扫描系统和信号处理系统。所设计的激光高度计具有体积小、重量轻、高重频、探测灵敏度高、抗电磁干扰能力强等特点。

弹载双波长输出激光高度计参数设计

采用雷达高度表的巡航导弹地形匹配导航系统易受电子干扰影响而失效。针对该问题,提出应用红外/蓝绿双波长输出的激光高度计代替雷达高度表进行地形探测的方案,该方案还可解决巡航导弹在跨海攻击时无法制导的难题。根据激光测高和测深方程及探测器输出信噪比计算公式,采用数字仿真的方法对高度计性能进行了评价。仿真结果表明,红外和蓝绿激光的峰值功率分别达到50kW和450kW左右时,可基本满足测高和测深的要求,并确定了激光高度计单脉冲能量、脉冲宽度、脉冲重复频率、光束发散角等参数值。