[发明专利]一种基于Lambert变轨的空间电磁炮制导子弹导预瞄准方法

说明书

一种基于Lambert变轨的空间电磁炮制导子弹导预瞄准方法。本发明的目的是为了解决电磁炮攻击空间目标的预瞄准问题(预瞄准时的打击时间，打击速度以及发射速度)。本发明所述的一种基于Lambert变轨的空间电磁炮制导子弹导预瞄准方案方法，包括：1、对Lambert问题进行描述；2、利用Battin方法求解Lambert问题：(1)计算制导子弹的起始点和终点的矢径夹角；(2)求解最小能量半长轴；(3)求Lagrange参数和Lagrange转移时间方程；(4)求起点和终点的速度。本发明属于航天技术领域。

技术领域

本发明涉及一种基于Lambert变轨的空间电磁炮制导子弹导预瞄准方法。

背景技术

世界军事强国都在持续推进精确制导基础技术研究，实现了多种元器件的高性能化与微小型化，并在积极开展精确制导武器制导组件及系统的各类试验，验证其应对多种目标的能力。自1991年以来，美军主要参与了五场海外局部战争，大量使用了精确制导导引；精确打击对于美军震慑敌军、迅速取得战争胜利发挥了极其重要的作用。从海湾战争到伊拉克战争，美军及联军精确制导导引的使用比例从8％提升到68％；而利比亚战争，美军及联军则主要使用制导武器实现精确打击，仅使用了少量普通制导导引。美军精确制导呈现精度不断提高、穿透能力持续增强、反应能力逐步缩短和打击成本稳定下降的趋势。

意大利奥托·梅莱拉公司研制了DART(Driven Ammunition Reduced Time offlight,飞行时间减少的助推导引)76mm制导炮弹，并在2004年成功完成了第100次射击试验。法国计划全面升级“阿斯特-30”Block 1导弹，“阿斯特-30”B1NT导弹将采用高分辨率的Ka波段主动雷达导引头代替原来“阿斯特-30”Block 1导弹的Ku波段导引头。新的Ka波段导引头波长更短，配备了新型任务处理器，可增加目标锁定距离，提高分辨率。配备新导引头的“阿斯特-30”B1NT导弹可拦截射程为1500km、飞行速度更快、机动能力更强的弹道导弹目标。

精确制导空间电磁炮搭载于同步轨道卫星上，用于战争前，摧毁敌人的通讯卫星，快速阻断敌人的信息交互，是天基攻防的重要利器。制导电磁炮发射的第一步就是预瞄准，由于发射台安装在同步轨道卫星上，所以预瞄准时要考虑打击时间和合适打击速度的约束，过小的打击速度不足以摧毁目标，过大的打击速度对发射台是一种负担，并最终计算出初始发射速度。

发明内容

本发明的目的是为了解决电磁炮攻击空间目标的预瞄准问题(预瞄准时的打击时间不精确，打击速度以及发射速度过大或不足)，现提出一种基于Lambert变轨的空间电磁炮制导子弹导预瞄准方法。

一种基于Lambert变轨的空间电磁炮制导子弹导预瞄准方法，包括以下步骤：

一种基于Lambert变轨的空间电磁炮制导子弹导预瞄准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、对Lambert问题进行描述；

步骤二、利用Battin方法求解Lambert问题；包括以下步骤：

步骤二一、计算出制导子弹的起始点和终点的矢径夹角：

其中，θ₀表示与之间的夹角，θ₀∈(0,π)，r₁代表A-DC炮到地心的距离，r₂代表B目标星到地心的距离，c代表两个航天器之间的距离，表示轨道面的法向量，也就是轨道角速度的方向；

步骤二二、基于步骤一描述的Lambert问题计算最小能量半长轴a_m：

其中，s＝r₁+r₂+c。