紅外製導係統原理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張紅梅主編 著

圖書標籤:

• 紅外製導
• 製導與控製
• 光學工程
• 軍事技術
• 航空航天
• 電子工程
• 信號處理
• 傳感器技術
• 自動控製
• 雷達技術

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118102215

商品編碼：10019481969

齣版時間：2015-07-01

作  者:張紅梅 主編 定  價:30 齣 版 社:國防工業齣版社 齣版日期:2015年07月01日 頁  數:216 裝  幀:平裝 ISBN:9787118102215 ●第1章紅外基礎知識
●1.1紅外技術的應用
●1.2紅外輻射及基本性質
●1.3紅外輻射術語
●1.4紅外輻射基本理論
●1.5目標輻射和背景輻射
●1.6紅外綫在大氣中的傳輸
●第2章陀螺儀
●2.1陀螺儀的基本特性
●2.2機械陀螺
●2.3激光陀螺
●2.4框架式微機械陀螺儀
●2.5陀螺儀的應用
●第3章紅外點源製導係統原理
●3.1概述
●3.2導彈自動導引係統的組成及工作原理
●3.3紅外導引頭光學係統基本原理
●3.4紅外探測器及其製冷
●3.5光學調製與調製盤
●3.6誤差信號處理電路框圖
●部分目錄

內容簡介

《紅外製導係統原理》的內容為學習導彈製導係統提供瞭基本理論知識和係統框架，可用作探測、製導與控製及相關專業的教材，也可作為相關人員從係統角度瞭解導彈製導係統工作原理的參考資料。《紅外製導係統原理》共分為7章。靠前章介紹紅外探測的物理基礎知識——紅外基礎知識；第2章介紹製導係統的關鍵傳感器——陀螺儀；第3章和第4章分彆介紹紅外點源製導係統和紅外成像製導係統，這兩章不但介紹瞭製導係統的結構組成和基本原理，而且總結瞭製導係統的發展曆程和技術特點；第5章介紹導彈的執行機構——舵機的工作原理，特彆就脈寬式燃氣舵機及舵迴路進行詳細分析；第6章主要介紹導彈在大氣中運動的物理基礎知識——飛行力學基礎；第7章具體分析介紹便攜式導彈的工作過程。

“星光觸痕：穿越夜空的追跡之秘” 第一章：靜謐的凝視——目標識彆與信息采集的藝術 在這廣袤無垠的宇宙畫布上，黑暗是永恒的底色，而星辰則是其最璀璨的筆觸。然而，當生命的軌跡需要在深邃的夜幕中描繪，抑或是當科技的目光需要穿透自然的遮蔽，一種古老而又嶄新的能力便顯得尤為重要——那便是“看見”黑暗中的一切，並辨識齣其中隱藏的意義。這本書，名為《星光觸痕：穿越夜空的追跡之秘》，便是一次深入探索這種“看見”的旅程，它旨在揭示那些潛藏在無形之中的信息，以及如何利用這些信息，如同星光劃破夜空般，精準地觸及我們的目標。 我們所處的這個世界，充滿瞭各種以熱量形式存在的能量輻射。從恒星的熾熱核心，到生物體散發齣的微弱體溫，再到機械設備運作時産生的熱損耗，無不以電磁波的形式悄然釋放。而在這廣闊的頻譜中，紅外綫，作為一種介於可見光和微波之間的電磁波，以其獨特的性質，成為瞭我們窺探這“靜謐凝視”的絕佳媒介。它不受可見光限製，能夠穿透煙霧、塵埃甚至在完全黑暗的環境中工作，為我們提供瞭前所未有的觀察維度。 本書的第一章，我們將一同走進“靜謐的凝視”——這個概念的精髓，在於其無聲無息、不留痕跡的觀察能力。我們將從最基礎的物理原理齣發，理解紅外輻射的本質，以及不同溫度下的物體所釋放齣的紅外信號是如何相互差異的。這就像是學習一種全新的語言，每一種溫度、每一種材質，都代錶著不同的“詞匯”和“語法”，隻有掌握瞭它們，我們纔能真正“聽懂”宇宙的低語。 我們將深入研究各種紅外探測器的基本工作原理。從早期的熱電堆和熱敏電阻，到如今廣泛應用的焦平麵陣列，每一種技術都代錶著人類對紅外信號捕捉能力的飛躍。我們會解析這些探測器是如何將微弱的紅外能量轉化為可讀的電信號，以及影響其靈敏度、響應速度和探測範圍的關鍵因素。這不僅僅是冰冷的理論，更是一場關於如何捕捉那些轉瞬即逝的“星光觸痕”的智慧競賽。 更重要的是，本章將引導讀者理解“目標識彆”這一核心概念。在浩瀚的背景噪音中，如何從微弱的信號中分辨齣我們真正關心的目標？這需要我們具備敏銳的洞察力，以及一套嚴謹的識彆策略。我們將探討目標信號的特徵提取，例如其光譜特性、空間分布以及隨時間的變化規律。我們會介紹一些經典的信號處理技術，例如濾波、閾值分割、邊緣檢測等，這些技術如同精密的顯微鏡，幫助我們放大目標的蛛絲馬跡。 此外，我們還將觸及“信息采集”的藝術。這不僅僅是將探測器對準目標那麼簡單，而是要思考如何以最優化的方式獲取信息，以應對各種復雜多變的環境。例如，在動態場景中，如何保持跟蹤的穩定性？在乾擾環境下，如何提高信噪比？我們會討論多源信息融閤的可能性，以及如何利用機器學習等先進技術，從海量數據中挖掘齣最有價值的信息。 總而言之，第一章《靜謐的凝視——目標識彆與信息采集的藝術》將為讀者打下堅實的基礎。它將帶領我們走進一個由紅外能量構築的隱形世界，學習如何在這個世界裏“看見”，如何辨識，如何捕捉那些至關重要的“星光觸痕”，從而為後續更深層次的追跡之旅做好充分的準備。這不僅僅是理論的探索，更是一次關於理解宇宙、理解自身、理解科技力量的全新啓程。 第二章：無形之網——信號傳播與乾擾的博弈 當我們的“眼睛”——紅外探測器，已經能夠捕捉到那轉瞬即逝的“星光觸痕”，它們所攜帶的信息便踏上瞭穿越空間的旅程。然而，這條旅程並非坦途，空氣、大氣、甚至其他潛在的信號源，都在織就一張無形之網，試圖阻礙、扭麯，甚至淹沒我們想要追蹤的信號。本章，我們將深入探索這張“無形之網”，理解信號在傳播過程中所麵臨的挑戰，以及如何在這場信號與乾擾的博弈中，保持我們的追跡之秘。 首先，我們將聚焦於紅外信號在不同傳播介質中的衰減與畸變。空氣，作為最常見的傳播媒介，其密度、濕度、溫度以及其中包含的塵埃、水汽等成分，都會對紅外綫的傳播産生顯著影響。例如，特定波段的紅外綫會在水蒸氣或二氧化碳濃度較高的區域被強烈吸收，這就像是在信息傳遞的路徑上設置瞭“屏障”，削弱瞭信號的強度。我們將詳細分析不同大氣條件下的衰減模型，理解這些物理過程是如何影響信號的探測距離和清晰度的。 進一步地，我們會探討“大氣窗口”的概念。在紅外頻譜的廣闊區域，存在著一些相對透明的大氣傳輸窗口，信號能夠以更小的衰減穿過這些窗口。理解並利用這些窗口，對於優化我們的探測係統至關重要。我們將介紹不同大氣窗口的特徵，以及它們在不同應用場景下的優勢和局限性，這就像是為我們的信號尋找最適閤“飛翔”的路徑。 然而，比自然衰減更具挑戰性的，往往是來自環境的“乾擾”。我們所處的環境充滿瞭各種“噪聲”，它們可能來自自然現象，也可能來自人造設備。例如，陽光直射，地麵反射的熱輻射，甚至是其他生物體散發齣的溫度，都可能産生與目標信號相似的紅外輻射，混淆我們的判斷。這些乾擾，如同織在這張無形之網上的“蛛網”，試圖纏繞和模糊我們的目標。 本章將詳細解析不同類型的紅外乾擾源。我們會區分“背景輻射”和“欺騙性輻射”。背景輻射，例如地錶、雲層等，它們構成瞭我們探測的宏觀環境，需要通過技術手段進行抑製和區分。而欺騙性輻射，則可能是有意為之，模擬目標信號，試圖迷惑我們的探測係統。我們將深入研究這些乾擾的産生機製，以及它們在空間、時間上的分布特性。 更重要的是，我們將介紹一係列應對乾擾的策略和技術。這包括信號處理中的“濾波”技術，例如低通濾波、高通濾波、帶通濾波等，它們能夠去除特定頻率範圍內的噪聲。我們還將討論“背景抑製”技術，例如利用差分探測、動態閾值等方法，實時減小背景對目標信號的影響。 此外，我們還會深入探討“對抗性乾擾”的應對之道。當乾擾信號與目標信號的特徵相似時，傳統的濾波方法可能難以奏效。此時，我們需要更高級的信號分析技術，例如利用目標信號的空間形態、運動軌跡等信息，進行更精細的匹配和判彆。我們還會觸及一些主動式乾擾對抗技術，例如利用紅外誘餌等，來分散和誤導敵方探測。 在這一章的結尾，我們將總結信號傳播與乾擾博弈的核心要素。理解瞭這張“無形之網”，掌握瞭信號傳播的規律，纔能有效地規避乾擾，確保我們的“星光觸痕”能夠清晰、準確地傳遞到目的地。這不僅僅是對技術的解析，更是對智慧的運用，是在復雜環境中保持清醒判斷，並最終鎖定目標的決勝之道。 第三章：軌跡的繪製——目標運動分析與預測的智慧 當信號穿越瞭“無形之網”，成功抵達我們的“眼睛”，接下來的任務便是解讀這些信息背後的動態。目標並非靜止不動，它們在空間中移動，它們的運動軌跡蘊含著至關重要的信息，能夠揭示目標的意圖、身份，甚至是未來的行蹤。本章，我們將深入探索“軌跡的繪製”——這個藝術，如何通過對目標運動的分析與預測，為我們的追跡行動繪製齣清晰的藍圖。 本書的核心，在於理解目標在不同維度上的運動模式。無論是空中飛行的飛行器，海麵航行的艦船，還是地麵移動的載具，它們都遵循著一定的運動規律。我們將從最基礎的動力學原理齣發，解析不同類型目標的運動特性。例如，固定翼飛機的平穩滑翔，鏇翼機的盤鏇能力，導彈的彈道變化，以及艦船的轉嚮和加速，每一種運動都留下瞭獨特的“痕跡”。 “目標運動分析”的核心在於從一係列離散的觀測點中，重構齣目標的連續運動軌跡。我們將探討各種軌跡跟蹤算法。從經典的卡爾曼濾波及其變種，例如擴展卡爾曼濾波、無跡卡爾曼濾波，到粒子濾波等，它們能夠有效地融閤目標的觀測信息和運動模型，估計齣目標在每一時刻的位置、速度、加速度等狀態。我們會深入解析這些算法的數學原理，以及它們在不同場景下的適用性。 更進一步，本章將聚焦於“運動模型”的構建與選擇。一個準確的運動模型，是實現高精度跟蹤的關鍵。我們將介紹用於不同類型目標的運動模型，例如勻速直綫運動模型、勻速轉彎運動模型、機動目標模型等。我們會討論如何根據目標的實時運動情況，動態地調整和切換運動模型，以應對目標行為的突然變化。 “預測”是軌跡繪製的升華。我們不僅僅要瞭解目標“現在”在哪裏，更要預測它“將要”去哪裏。基於已有的軌跡數據，我們可以運用各種預測技術，推斷目標的未來位置。我們將介紹基於統計模型的預測方法，例如利用時間序列分析，以及基於機器學習的預測方法，例如循環神經網絡（RNN）、長短期記憶網絡（LSTM）等，它們能夠從曆史數據中學習復雜的運動模式，並進行更精準的預測。 本書將詳細闡述預測在實際應用中的重要性。在軍事領域，精準的預測能夠提前預警，為決策者爭取寶貴的時間；在民用領域，例如自動駕駛，準確的軌跡預測能夠避免碰撞，保障安全。我們會討論預測的精度與不確定性，以及如何量化預測誤差，並給齣相應的置信區間。 此外，我們還將探討目標“意圖”的分析。目標的運動軌跡並非隨機，它往往蘊含著其背後的意圖。例如，一個突然加速並轉嚮的目標，可能是在試圖規避探測，或是準備發起攻擊。我們將介紹一些基於運動模式分析的意圖識彆方法，例如通過分析目標的加速度、轉嚮率、航嚮變化等，來推斷其潛在的行動。 在這一章的結尾，我們將總結繪製清晰軌跡的關鍵要素。通過對目標運動的細緻分析和精準預測，我們能夠在這個瞬息萬變的世界中，始終掌握目標的蹤跡。這不僅僅是技術的運用，更是智慧的體現，是在復雜動態環境中，洞察先機，掌控局勢的核心能力。這張繪製齣的軌跡圖，將是我們通往最終勝利的指南針。 第四章：智慧的協同——係統集成與決策支持的未來 前三章，我們分彆探討瞭如何“看見”信息，如何應對“乾擾”，以及如何解讀和預測“軌跡”。然而，一個真正強大的“追跡之秘”，絕非孤軍奮戰，而是需要將這些分散的“觸痕”匯聚，形成一個協同作戰的整體。本章，我們將進入“智慧的協同”——這個境界，探討如何將各項技術有機集成，構建起強大的係統，並為決策提供堅實的支持。 “係統集成”是本書的重中之重。它意味著將紅外探測、信號處理、目標跟蹤、運動預測等各個子係統，如同精密機械的齒輪般，完美地咬閤在一起。我們將詳細闡述不同傳感器之間的融閤，例如如何將紅外傳感器與其他類型的傳感器（如雷達、可見光相機等）進行信息融閤，以提高探測的魯棒性和準確性。我們會介紹各種傳感器融閤的架構，包括早期融閤、中期融閤和晚期融閤，並分析它們的優劣。 “數據管理與處理”是係統集成的基石。海量的傳感器數據需要被有效地存儲、管理和檢索。我們將探討分布式數據處理架構，以及如何利用高性能計算平颱，實現對實時數據的快速分析。我們還會觸及數據可視化技術，如何將復雜的跟蹤軌跡、態勢信息，以直觀易懂的方式呈現給操作員。 “決策支持”是係統集成的最終目標。一個成功的追跡係統，其價值體現在能夠為決策者提供準確、及時的信息，從而做齣明智的決策。我們將深入探討“態勢感知”的概念。如何將孤立的目標信息，整閤成一個宏觀的戰場態勢圖？我們將介紹目標狀態評估、威脅評估等技術，幫助決策者瞭解當前的情況。 “自主決策與人工智能的應用”是未來係統發展的必然趨勢。隨著人工智能技術的飛速發展，未來的追跡係統將具備更強的自主性。我們將探討如何利用機器學習和深度學習技術，實現目標的自動識彆、分類，以及對復雜場景的自主分析。我們還會討論如何利用強化學習等技術，使係統能夠根據環境的變化，自主地優化其探測策略和跟蹤算法。 “人機協同”是不可忽視的環節。盡管人工智能技術在不斷進步，但人類的智慧和經驗仍然是不可替代的。我們將探討如何設計更加人性化的操作界麵，以及如何實現人與機器之間的有效溝通和協作。操作員的經驗和判斷，可以與人工智能的強大計算能力相結閤，達到最佳的協同效果。 在這一章的最後，我們將展望“追跡之秘”的未來。從單兵作戰的便攜式探測器，到覆蓋廣闊區域的智能監測網絡，再到跨越時空的協同作戰平颱，未來的追跡係統將更加智能化、網絡化、協同化。我們將看到，紅外探測技術將與其他新興技術深度融閤，不斷突破技術的邊界，為人類帶來前所未有的洞察力，使我們能夠在任何時間、任何地點，都能精準地觸及我們的目標。 這本書，正是為瞭揭示這些潛藏在科技深處的“智慧協同”，為我們打開一扇通往未來追蹤技術的新視角。它並非僅僅是技術的堆砌，更是對人類智慧與科技力量的贊頌，是對我們駕馭無形之力，洞悉萬物軌跡的無限追求的緻敬。

評分☆☆☆☆☆

這本書確實是本硬核的學科專著，它深入淺齣地剖析瞭紅外製導係統的那一套復雜精密的邏輯。我最近在學習過程中，對“紅外輻射的特性與探測機理”這一部分印象最為深刻。作者沒有止步於簡單介紹紅外綫是什麼，而是詳細講解瞭不同物質的紅外發射規律，以及如何通過紅外探測器捕捉這些微弱的光信號。從材料科學的角度，它解釋瞭銻化銦（InSb）、碲鎘汞（HgCdTe）等半導體材料的能帶結構如何決定瞭它們對特定紅外波段的敏感性，以及這些探測器在不同工作溫度下的性能差異。同時，書中還穿插瞭對焦平麵陣列（FPA）工作原理的細緻描述，如何通過像素化結構實現空間分辨率，以及製冷型和非製冷型探測器的優劣勢分析，這對於理解實際應用中的係統選擇至關重要。更讓我驚嘆的是，作者還觸及瞭背景雜波抑製和目標識彆的初步概念，例如利用目標的紅外輻射特徵與背景進行對比，以及傅裏葉變換在信號處理中的應用，這些都為理解後續更高級的製導算法打下瞭堅實的基礎。整體而言，這一章內容充實，邏輯嚴謹，對於想要深入理解紅外製導“心髒”的讀者來說，絕對是不可多得的寶藏。

評分☆☆☆☆☆

“紅外製導係統原理”這本書的“目標識彆與跟蹤”章節，給我留下瞭極為深刻的印象。它不僅僅是簡單地介紹幾種識彆算法，而是將識彆與跟蹤過程有機地結閤起來，形成瞭一個完整的閉環。作者從紅外圖像的特點齣發，分析瞭如何通過目標輪廓、紋流以及內部溫度分布等特徵進行初步的分類和識彆。書中對“形態學處理”和“邊緣檢測”等圖像處理技術在紅外圖像上的應用進行瞭詳細的闡述，例如如何利用腐蝕、膨脹等操作去除噪聲，如何運用Sobel算子、Canny算子等提取目標的邊緣信息。更讓我眼前一亮的是，章節中還引入瞭“機器學習”和“深度學習”的概念，探討瞭如何利用大量紅外圖像數據訓練神經網絡，以實現更精準、更魯棒的目標識彆。此外，在跟蹤部分，它詳細講解瞭“粒子濾波”和“多目標跟蹤”等先進算法，分析瞭它們在處理遮擋、雜波以及目標交錯等復雜情況下的性能錶現。這一章節的內容，對於理解現代紅外製導係統如何從“看到”到“認識”再到“鎖定”目標，提供瞭完整的思路框架。

評分☆☆☆☆☆

“紅外製導係統原理”這本書在“抗乾擾與隱身技術”的探討上，展現齣瞭極高的前瞻性和實用性。我特彆關注瞭其中關於“誘餌對抗”和“紅外抑製”的章節。作者深入剖析瞭各種常見的紅外誘餌的工作原理，例如熱誘餌、閃光誘餌等，以及它們如何欺騙紅外製導頭。更重要的是，書中詳細介紹瞭紅外製導係統為瞭對抗這些誘餌所采取的各種技術手段。例如，如何通過“多譜段紅外探測”來區分真實目標和誘餌，即利用目標與誘餌在不同紅外波段的輻射特性差異。還介紹瞭“先進的信號處理算法”，如基於“目標運動特性分析”來識彆和剔除乾擾信號。在隱身技術方麵，章節中還涉及瞭如何降低飛行器自身的紅外輻射特徵，例如采用“低紅外可探測性材料”以及優化“排氣口設計”等，這些都極大地提升瞭武器係統的生存能力。這種對攻防兩端技術的全麵梳理，讓我深刻理解到，紅外製導係統的發展從來不是單嚮的，而是伴隨著不斷的對抗和技術迭代而進步的。

評分☆☆☆☆☆

讀完“紅外製導係統原理”這本著作，我最大的感受是它在“製導律的設計與實現”這一部分展現齣的係統性思維。作者並沒有將製導律孤立齣來講，而是緊密結閤瞭紅外傳感器的特性和目標的運動模型。例如，在講解比例導引律（Proportional Navigation, PN）時，它不僅給齣瞭基本的數學公式，還詳細分析瞭在實際紅外製導中，如何考慮傳感器噪聲、目標機動以及大氣擾動等因素對導引精度的影響。書中還介紹瞭如何通過卡爾曼濾波等狀態估計算法來融閤多源信息，提高對目標狀態的估計精度，從而為導引律提供更可靠的輸入。我尤其欣賞書中對“非綫性製導”的探討，例如如何在高過載機動目標場景下，設計齣能夠有效工作的製導律，這涉及到對控製理論中復雜問題的深刻理解。此外，章節中還提及瞭脈衝式製導和連續式製導的區彆，以及它們在不同應用場景下的優缺點，這為理解實際武器係統的設計取捨提供瞭重要的視角。總的來說，這一部分內容具有很強的工程實踐指導意義，它讓讀者明白，理論上的製導律需要在復雜多變的現實環境中進行優化和調整，纔能真正發揮作用。

評分☆☆☆☆☆

翻閱“紅外製導係統原理”，我對“係統級設計與仿真”的闡述贊不絕口。作者並沒有將製導係統視為一個孤立的技術模塊，而是將其置於一個更宏觀的框架下進行審視。這一部分內容詳細介紹瞭如何進行係統的整體設計，包括確定各個子係統的性能指標，例如探測器的靈敏度、製導控製的響應速度、以及武器平颱的運動特性等，並分析瞭這些指標之間的相互影響。令人印象深刻的是，書中對“仿真建模”的介紹，它展示瞭如何利用MATLAB/Simulink等工具，構建起一套完整的紅外製導係統仿真平颱。從目標的運動模型、大氣環境的模擬，到紅外傳感器的成像過程、製導律的執行，再到武器的飛行軌跡，幾乎涵蓋瞭整個係統的運行流程。作者還特彆強調瞭“濛特卡洛仿真”在評估係統性能和魯棒性方麵的作用，通過大量的隨機抽樣和統計分析，來預測係統在各種非理想條件下的錶現。這部分內容對於工程師來說，無疑是寶貴的實踐指導，它教會我們如何從全局齣發，通過嚴謹的仿真來驗證和優化設計方案，從而大大降低瞭實際研製中的風險。