導(dǎo)航制導(dǎo)與控制
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-05
導(dǎo)航制導(dǎo)與控制的實(shí)例教程
正由于它的特殊地位，通常意義上的制導(dǎo)系統(tǒng)也涵蓋了探測(cè)與控制技術(shù)。精
確制導(dǎo)技術(shù)目前大致可以分為以下幾類：雷達(dá)精確制導(dǎo)技術(shù)、紅外精確制導(dǎo)技術(shù)、電視精確制導(dǎo)技術(shù)和激光精確制導(dǎo)技術(shù)。每一類制導(dǎo)技術(shù)按照不同的制導(dǎo)方式還可以分為很多種，探測(cè)制導(dǎo)與控制技術(shù)更是可以分為很多學(xué)科。總之，這個(gè)專業(yè)要涉及很多電（包涵計(jì)算機(jī)）的知識(shí)，應(yīng)用性較強(qiáng)。
本專業(yè)主要學(xué)習(xí)信息傳感與獲取技術(shù)、信息處理技術(shù)、機(jī)電系統(tǒng)控制技術(shù)、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與集成技術(shù)、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等方面的專門(mén)知識(shí)，培養(yǎng)從事現(xiàn)代電子信息系統(tǒng)研究、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的高級(jí)工程技術(shù)人才。學(xué)生畢業(yè)后，可在兵器工業(yè)部門(mén)或民用企事業(yè)單位從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)、科學(xué)研究與管理等工作。本專業(yè)往年的就業(yè)情況比較樂(lè)觀。
探測(cè)專業(yè)的專業(yè)介紹：探測(cè)制導(dǎo)與控制學(xué)科是以數(shù)學(xué)、力學(xué)、控制理論與工程、信息科學(xué)與技術(shù)、系統(tǒng)科學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感與測(cè)量技術(shù)、建模與仿真技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。該學(xué)科研究航空、航天各類運(yùn)動(dòng)體的位置、方向、軌跡、姿態(tài)的檢測(cè)、控制及其仿真，是國(guó)防武器系統(tǒng)和民用運(yùn)輸系統(tǒng)的重要核心技術(shù)之一。探測(cè)制導(dǎo)與控制的發(fā)展方向是數(shù)字化、綜合化和智能化。本學(xué)科培養(yǎng)從事導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制系統(tǒng)的研究、開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)等方面工作的高級(jí)專門(mén)人才。
該專業(yè)為國(guó)防科工委重點(diǎn)專業(yè)，所在的控制科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)一級(jí)學(xué)科，該專業(yè)畢業(yè)生除可保送、考取研究生外，還可面向電子、電力、石化、航空、航天、電信、交通、國(guó)防及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域從事自動(dòng)控制系統(tǒng)的教學(xué)、科研、開(kāi)發(fā)、經(jīng)營(yíng)及管理等工作。http://zsb.hit.edu.cn/subindex/intro/robotization.asp
探測(cè)制導(dǎo)與控制技術(shù)專業(yè)在航天科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域占有重要地位，主要研究航天領(lǐng)域探測(cè)與識(shí)別技術(shù)、制導(dǎo)與控制技術(shù)，是航天工程的核心技術(shù)之一，具有十分廣闊的發(fā)展前景。
展開(kāi) 制導(dǎo)與控制技術(shù)
1104330126 席家禎
陀螺的基本特性及其應(yīng)用
基本特性：定軸性、進(jìn)動(dòng)性
實(shí)際應(yīng)用：航天器的定向；
船舶上減小首尾或兩舷的不同時(shí)起伏
陀螺儀在哈勃太空望遠(yuǎn)鏡目標(biāo)瞄準(zhǔn)和保持自身穩(wěn)定中的作用
哈勃天文望遠(yuǎn)鏡的3個(gè)遙感裝置中每個(gè)都裝有一個(gè)陀螺儀和一個(gè)備份，以保證望遠(yuǎn)鏡的指向。
瞬時(shí)地理位置測(cè)量原理
導(dǎo)航平臺(tái)一般模擬的是地理坐標(biāo)系ONED，飛行器的位置一般都用地
理經(jīng)緯度λ和φ來(lái)表示。如果X軸指北（N），Y軸指東（E），則用 經(jīng)緯度表示的飛行器位置為
式中：R為地球半徑，為地理經(jīng)緯度初始值。
初始對(duì)準(zhǔn)：初始速度、初始位置。
地形匹配制導(dǎo)系統(tǒng)的工作原理
基本原理：利用地形識(shí)別技術(shù)，將導(dǎo)彈當(dāng)時(shí)彈道下的實(shí)測(cè)地形特征和預(yù)定彈道下的已知地形特征相比較確定導(dǎo)彈位置與偏離誤差，形成導(dǎo)引信號(hào)，使導(dǎo)彈準(zhǔn)確地按預(yù)定路線導(dǎo)向目標(biāo)。
制導(dǎo)精度與工作波長(zhǎng)、天線孔徑、彈目距離的關(guān)系
制導(dǎo)精度在很大程度上取決于目標(biāo)探測(cè)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的角分辨率。探測(cè)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的角分辨率越高，則制導(dǎo)精度越高。工作波長(zhǎng)愈短、探測(cè)系統(tǒng)的孔徑越大，彈目距離越近，則角分辨率越高。由于彈徑有限，靠增加天線孔徑來(lái)提高分辨率是有限的。精確制導(dǎo)武器主要是縮短波長(zhǎng)，工作于毫米波、紅外和可見(jiàn)光波段。
光譜濾波與空間濾波的方法
光譜濾波:采用帶通濾光片（如吸收濾光片、散射濾光片、偏振濾光片、干涉濾光片）與探測(cè)器響應(yīng)波長(zhǎng)組合起來(lái)抑制不希望的輻射進(jìn)
入系統(tǒng)。
空間濾波：目標(biāo)是在一定背景下出現(xiàn)的，若它們的波長(zhǎng)不同可用光譜濾波的方法區(qū)分。
展開(kāi) 掌握光學(xué)成像、圖像處理相關(guān)知識(shí)，熟悉制導(dǎo)導(dǎo)航知識(shí)；
3. 熟練使用建模仿真軟件進(jìn)行圖像處理；
4. 掌握C/C++語(yǔ)言的基本編程；
5. 具有良好的邏輯思維能力、溝通交流能力和文檔撰寫(xiě)能力；
6. 具備良好的職業(yè)素養(yǎng)與自學(xué)能力。
崗位職責(zé)：
1. 負(fù)責(zé)基于
Modelica語(yǔ)言的模型設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試和驗(yàn)證工作；
2. 負(fù)責(zé)相應(yīng)系統(tǒng)模型集成與調(diào)試工作；
3. 參與項(xiàng)目外部交流對(duì)接工作；
4. 負(fù)責(zé)項(xiàng)目中各類技術(shù)文檔編制。
控制建模仿真工程師
任職資格：
1. 控制專業(yè)，碩士學(xué)歷；
2. 深入掌握控制專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)；
3. 熟悉航天器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)者優(yōu)先；
4. 具備良好的交流協(xié)調(diào)能力、邏輯思維能力、文檔撰寫(xiě)能力；
5. 具有項(xiàng)目經(jīng)理工程經(jīng)驗(yàn)者優(yōu)先；
6. 掌握控制系統(tǒng)建模仿真方法和一種控制建模工具；
7. 熟悉Modelica語(yǔ)言建模者優(yōu)先。
崗位職責(zé)：
1. 負(fù)責(zé)基于
Modelica語(yǔ)言的模型設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試和驗(yàn)證工作；
2. 負(fù)責(zé)相應(yīng)系統(tǒng)模型集成與調(diào)試工作；
3.
展開(kāi) 這么一個(gè)復(fù)雜的“走位”，對(duì)自主導(dǎo)航制導(dǎo)與控制要求極高。
看點(diǎn)八：嫦娥四號(hào)的能量怎么來(lái)？
采用太陽(yáng)能電池板和充電電池組合，是很多月球探測(cè)器的基本配備。在（月球）白天，月球上太陽(yáng)能極其充沛，太陽(yáng)能電池板充電，剩余電能儲(chǔ)蓄下來(lái)，所有系統(tǒng)正常工作。晚上能量不足，只能冬眠或降低工作強(qiáng)度。我國(guó)的嫦娥三號(hào)和玉兔號(hào)任務(wù)，以及蘇聯(lián)、美國(guó)諸多無(wú)人探測(cè)器，大都采用這個(gè)方案。
2013年12月2日發(fā)射的嫦娥三號(hào)和玉兔號(hào)月球車，它們能量主要依靠太陽(yáng)能電池板（圖源：中國(guó)航天科技集團(tuán)）
為應(yīng)對(duì)夜晚過(guò)低的溫度，探測(cè)器還需要攜帶放射性同位素元素钚-238，它的半衰期長(zhǎng)達(dá)88年，會(huì)源源不斷釋放熱量，做保溫用，嫦娥三號(hào)即是如此。與此同時(shí)，它的熱量也可以收集起來(lái)用以發(fā)電，這就是大名鼎鼎的“核電池”，太陽(yáng)系的五個(gè)使者：先鋒十號(hào)、先鋒十一號(hào)、旅行者一號(hào)、旅行者二號(hào)、新視野號(hào)，皆是依靠它實(shí)現(xiàn)了深空之旅。
而在嫦娥四號(hào)上，中國(guó)將首次實(shí)驗(yàn)自己的“核電池”技術(shù)。盡管它不是最主要的能量來(lái)源，但這個(gè)突破已經(jīng)意義重大。
看點(diǎn)九：逆襲的備份！
嫦娥四號(hào)原本是嫦娥三號(hào)的備份版本，但毫無(wú)疑問(wèn)，目前它的科學(xué)和工程目標(biāo)都大大超出了前者。在嫦娥四號(hào)動(dòng)力下降過(guò)程中，它需要鵲橋號(hào)配合完成全部動(dòng)作，這就要求對(duì)星上傳感器和核心降落輔助設(shè)備進(jìn)行全新升級(jí)。
月面微型生態(tài)圈，帶有馬鈴薯、蠶、擬南芥和生命支撐系統(tǒng)（圖源：重慶大學(xué)）
基于過(guò)往經(jīng)驗(yàn)，嫦娥四號(hào)對(duì)月球車進(jìn)行了一定改進(jìn)，以期延長(zhǎng)使用壽命，擴(kuò)大科研成果。太陽(yáng)能帆板系統(tǒng)也升級(jí)為高效三結(jié)砷化鎵材料，能量來(lái)源更強(qiáng)勁。對(duì)嫦娥三號(hào)已有的測(cè)月雷達(dá)等設(shè)備進(jìn)行升級(jí)。
此外，在科學(xué)儀器上，為充分利用月球背后的“干凈”天文觀測(cè)條件，它新增了探測(cè)中子及輻射劑量、低頻射電和中性原子等一系列設(shè)備。
展開(kāi) 這么一個(gè)復(fù)雜的“走位”，對(duì)自主導(dǎo)航制導(dǎo)與控制要求極高。
看點(diǎn)八：嫦娥四號(hào)的能量怎么來(lái)？
采用太陽(yáng)能電池板和充電電池組合，是很多月球探測(cè)器的基本配備。在（月球）白天，月球上太陽(yáng)能極其充沛，太陽(yáng)能電池板充電，剩余電能儲(chǔ)蓄下來(lái)，所有系統(tǒng)正常工作。晚上能量不足，只能冬眠或降低工作強(qiáng)度。我國(guó)的嫦娥三號(hào)和玉兔號(hào)任務(wù)，以及蘇聯(lián)、美國(guó)諸多無(wú)人探測(cè)器，大都采用這個(gè)方案。
2013年12月2日發(fā)射的嫦娥三號(hào)和玉兔號(hào)月球車，它們能量主要依靠太陽(yáng)能電池板（圖源：中國(guó)航天科技集團(tuán)）
為應(yīng)對(duì)夜晚過(guò)低的溫度，探測(cè)器還需要攜帶放射性同位素元素钚-238，它的半衰期長(zhǎng)達(dá)88年，會(huì)源源不斷釋放熱量，做保溫用，嫦娥三號(hào)即是如此。與此同時(shí)，它的熱量也可以收集起來(lái)用以發(fā)電，這就是大名鼎鼎的“核電池”，太陽(yáng)系的五個(gè)使者：先鋒十號(hào)、先鋒十一號(hào)、旅行者一號(hào)、旅行者二號(hào)、新視野號(hào)，皆是依靠它實(shí)現(xiàn)了深空之旅。
而在嫦娥四號(hào)上，中國(guó)將首次實(shí)驗(yàn)自己的“核電池”技術(shù)。盡管它不是最主要的能量來(lái)源，但這個(gè)突破已經(jīng)意義重大。
看點(diǎn)九：逆襲的備份！
嫦娥四號(hào)原本是嫦娥三號(hào)的備份版本，但毫無(wú)疑問(wèn)，目前它的科學(xué)和工程目標(biāo)都大大超出了前者。
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導(dǎo)航制導(dǎo)與控制的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
導(dǎo)航制導(dǎo)與控制的最新內(nèi)容
表 1.海軍架構(gòu)師和海洋工程師協(xié)會(huì)（SNAME）水下航行器的標(biāo)識(shí)
根據(jù)水下航行器的制導(dǎo)、導(dǎo)航和控制，慣性系中的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和AUV主機(jī)系中的動(dòng)力學(xué)模型可以分別寫(xiě)成方程（1）和（2）。
在慣性系中，η = [η1T，η2T]T由位置η1 = [x，y，z]T和方向η2 = [?，θ，ψ]T組成。
軌道轉(zhuǎn)移飛行器主要功能
根據(jù)上述任務(wù)性質(zhì)可知，軌道機(jī)動(dòng)能力、自主導(dǎo)航、制導(dǎo)與飛行控制能力是軌道轉(zhuǎn)移飛行器的核心能力，如何進(jìn)行空間推進(jìn)系統(tǒng)與推進(jìn)技術(shù)的研發(fā)、采用何種方式進(jìn)行高精準(zhǔn)自主制導(dǎo)，成為各國(guó)主要的研究方向。
中國(guó)空間技術(shù)研究院第502研究所（北京控制工程研究所）前身為中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所，是我國(guó)最早從事衛(wèi)星研制的單位之一，主要從事空間飛行器姿態(tài)與軌道控制系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)及其部件的設(shè)計(jì)和研制以及工業(yè)控制系統(tǒng)的研究應(yīng)用工作，承擔(dān)并出色完成了我國(guó)成功發(fā)射的80多顆衛(wèi)星中絕大部分衛(wèi)星的控制系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)研制任務(wù), 6艘載人飛船的制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制系統(tǒng)研制任務(wù)。
在啟動(dòng)制導(dǎo)、導(dǎo)航和控制(GN&C)功能時(shí)，需要通過(guò)導(dǎo)航感知來(lái)支持路徑規(guī)劃和動(dòng)態(tài)重規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)多智能體通信與協(xié)調(diào)。一般情況下，導(dǎo)航是指平臺(tái)朝目標(biāo)方向移動(dòng)的全過(guò)程，這與平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制相對(duì)(如保持豎直位置或?yàn)樽闶綑C(jī)器人選擇步法)。
飛行器設(shè)計(jì)與工程、導(dǎo)航制導(dǎo)與控制技術(shù)等航空工程相關(guān)專業(yè)，碩士學(xué)歷；
2. 熟悉飛機(jī)系統(tǒng)研制流程以及相關(guān)的業(yè)務(wù)背景知識(shí)；
3. 具有良好的交流協(xié)調(diào)能力、邏輯思維能力和文檔撰寫(xiě)能力；
4. 具備優(yōu)秀的項(xiàng)目管理、人員協(xié)調(diào)、進(jìn)度把控及帶隊(duì)能力，確保項(xiàng)目高質(zhì)量完成；
5.
在啟動(dòng)制導(dǎo)、導(dǎo)航和控制(GN&C)功能時(shí)，需要通過(guò)導(dǎo)航感知來(lái)支持路徑規(guī)劃和動(dòng)態(tài)重規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)多智能體通信與協(xié)調(diào)。一般情況下，導(dǎo)航是指平臺(tái)朝目標(biāo)方向移動(dòng)的全過(guò)程，這與平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制相對(duì)(如保持豎直位置或?yàn)樽闶綑C(jī)器人選擇步法)。
可靠和高精度的無(wú)線電技術(shù)保障，對(duì)于提升巡飛彈戰(zhàn)斗使用效能具有重要作用，能夠大幅簡(jiǎn)化并加速其飛行準(zhǔn)備，更加有效地完成導(dǎo)航，制導(dǎo)以及空中航行控制任務(wù)。在軍事沖突中，使用采取衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)制導(dǎo)機(jī)制巡飛彈的有效性，在很大程度上取決于在飛行過(guò)程中，特別是在敵領(lǐng)土上空對(duì)向預(yù)定目標(biāo)進(jìn)行軌道運(yùn)動(dòng)進(jìn)行微分修正的能力。在作戰(zhàn)行動(dòng)區(qū)域不可能實(shí)時(shí)獲得必要的高精度修正，因?yàn)楣潭ㄎ⒎中拚驹趹?zhàn)斗接觸線之外的作用范圍有限。
在啟動(dòng)制導(dǎo)、導(dǎo)航和控制(GN&C)功能時(shí)，需要通過(guò)導(dǎo)航感知來(lái)支持路徑規(guī)劃和動(dòng)態(tài)重規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)多智能體通信與協(xié)調(diào)。一般情況下，導(dǎo)航是指平臺(tái)朝目標(biāo)方向移動(dòng)的全過(guò)程，這與平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制相對(duì)(如保持豎直位置或?yàn)樽闶綑C(jī)器人選擇步法)。
RLV-TD研制中還增加了一項(xiàng)重要的“鐵鳥(niǎo)”試驗(yàn)，用于模擬驗(yàn)證機(jī)的實(shí)際飛行狀態(tài)，檢驗(yàn)印度自行研制的導(dǎo)航制導(dǎo)和飛行控制設(shè)備的可行性和可靠性。
驗(yàn)證機(jī)結(jié)構(gòu)上還增加了名為“熱結(jié)構(gòu)”的新型設(shè)計(jì)方案，這些新技術(shù)的試驗(yàn)都耗時(shí)耗力，也造成了RLV-TD驗(yàn)證機(jī)首飛的進(jìn)一步推遲，ISRO不得不將原定的2013年發(fā)射推遲到2015年。
這么一個(gè)復(fù)雜的“走位”，對(duì)自主導(dǎo)航制導(dǎo)與控制要求極高。
看點(diǎn)八：嫦娥四號(hào)的能量怎么來(lái)？
采用太陽(yáng)能電池板和充電電池組合，是很多月球探測(cè)器的基本配備。在（月球）白天，月球上太陽(yáng)能極其充沛，太陽(yáng)能電池板充電，剩余電能儲(chǔ)蓄下來(lái)，所有系統(tǒng)正常工作。
