【假一罚四】弹道导弹扰动引力计算与补偿方法张大巧 ... [等] 著

第1章 绪论

1.1扰动引力概述

弹道导弹在飞行的整个过程中都会受到地球重力场的作用影响，在弹道计算和导航制导过程中，地球重力场的研究是把重力作为引力与离心力的矢量和，分别对地球引力和离心力进行研究。为便于对地球引力的计算，远程弹道导弹在弹道计算和导航制导中一般把地球看作一个规则的匀质旋转椭球体，这一匀质旋转椭球称为正常地球椭球，简称为正常椭球，正常椭球产生的重力场称为正常重力场，与正常椭球对应的引力场称为正常引力场，对应的引力加速度称为正常引力加速度。地球质量分布不均匀，地表形状不规则，以及日月引力摄动和潮汐的影响，使得真实地球的形状和质量分布都与匀质旋转椭球体存在很大的差别，形状的不一致称为几何学影响，质量分布不均称为动力学影响，几何学影响和动力学影响导致了实际地球与正常椭球的差别。这种差别导致在空间任意一点存在着两个重力位值和两个引力位值——实际重力位和实际引力位，以及正常重力位和正常引力位。正常重力位是实际重力场的近似，它表示了重力场大范围的特征，正常重力位与实际重力位之间的差称为扰动重力位；实际引力场与正常引力场的差称为地球扰动引力场，正常引力位与实际引力位的差称为扰动引力位。实际引力加速度与正常引力加速度之差称为扰动引力加速度，简称为扰动引力，也称为引力异常。因为重力位是引力位与离心力位之和，而正常地球的离心力位等于实际地球的离心力位，所以扰动重力位就等于扰动引力位。

地球外部扰动引力场包含不同的频段。当用球谐函数表达式表示扰动引力时，理论上球谐函数的阶数n≥2，通常将n=2~～36称为扰动引力的低频分量，n=37～180称为扰动引力的中频分量，n=181~540称为扰动引力的高频分量，n=541以上称为扰动引力的甚高频分量。频率越高则描述扰动引力的位系数数量越大，在高空扰动引力的低频分量占主要，随着高程的降低，中、高频分量越来越占主要，对于低空区域需要考虑中频乃至高频、甚高频的影响。因而在弹道导弹的主动飞行段必须考虑扰动引力的中、高频成分，其导致的落点偏差是不容忽略的，必须准确地计算导弹飞行弹道上的引力加速度，它不仅是弹道计算的基础，也是弹道导弹导航制导需要解决的问题。

……

本书采用数值逼近算法，提高扰动引力的计算速度，实现弹上扰动引力的实时逼近计算，提出了扰动引力的高精度补偿方案，建立了基于动基座重力梯度仪的实时测量进行扰动引力补偿的理论。全书包括扰动引力对弹道导弹运动影响建模与分析、外空扰动引力高精度计算方法、弹上扰动引力逼近算法、利用重力线方程计算导弹主动段扰动引力、弹道导弹扰动引力影响补偿方案、基于动基座重力梯度仪的弹上扰动引力补偿方法等内容。