以“红土地”国产化导引头为例, 详细介绍了动力陀螺式激光导引头的结构组成、工作流程和跟踪原理, 并阐述了激光导引头数学模型及建模过程。针对其动力陀螺稳定平台特性, 研究了其在火箭弹、空地导弹、航空炸弹等平台的应用。针对采用倾斜稳定三通道控制的非旋转弹提出的导引头输出斜率补偿算法, 可有效降低导引头输出斜率散布; 针对采用双通道控制的旋转弹提出的导引头转速自适应算法, 在弹体转速0～10 r/s范围内实现了动力陀螺稳定平台式激光导引头的自适应工作。斜率补偿和转速自适应两种算法均已通过仿真试验考核以及地面联试与飞行试验验证, 实现了工程应用。

为模拟实战环境下半主动激光制导的目标回波能量, 设计并研制了注入式激光能量模拟设备。对激光制导能量传递过程及模拟技术进行研究。首先, 针对激光制导**工作过程, 建立了激光在大气中传输发生散射与衰减的模型, 并针对实战中存在的各种烟雾、降雨、干扰烟剂等进行建模仿真。接着, 设计了激光目标回波能量模拟器的总体方案, 选用DPS-A激光器和布儒斯特角薄膜偏振器模拟激光衰减过程。设计了光纤耦合与匀光准直系统。最后, 构建了激光制导半物理仿真系统, 分别进行了激光回波能量模拟实验、激光导引头标定与激光末制导试验。实验结果表明: 激光能量模拟误差小于30%,导引头线性角度范围内残差小于008°, 测角精度小于045 mrad, 末制导过程体视线角跟踪误差小于02°。该系统可模拟多种实战环境中激光能量传输情况, 且精度高, 能够满足激光制导半物理仿真要求。

为提高激光导引头测角精度, 研究了激光导引头测角误差的来源, 并分析了直写式激光导引头标定系统误差。首先, 分析了激光导引头内光学系统和探测器安装误差对导引头测角的影响; 其次, 介绍直写式激光导引头标定系统的工作原理, 给出理想条件下转台转角和导引头测角关系; 再次, 为了提高标定后导引头测角精度, 分析了标定系统存在的安装误差; 最后, 针对一次实际的标定过程, 结合文中分析方法对标定系统误差进行了校正, 导引头零位误差由校正前的2.5 mrad降低到了1 mrad以内。文中结论为直写式激光导引头标定系统中的结构安装精度要求提供了分析方法, 进而提高了标定后激光导引头的测角精度。

激光导引头测试系统是对激光导引头进行参数标定及性能测试的专用测试设备，其性能和精度决定了导引头的品质。为了提高某激光导引头测试系统的性能，抑制时变周期干扰对测试系统的影响，提出一种基于位置域的迭代学习控制方法。通过对不同转速下干扰成分的时域/位置域频谱分析，得到时变周期干扰具有角位置定周期的特征，基于迭代学习的思想提出一种位置域的迭代学习控制结构，依据算法的收敛性条件和滤波器的相位延迟特性，给出控制参数的整定准则和相位补偿方法，并对其应用效果进行了实验验证。在最大转速指令下的实验表明，采用位置域迭代学习控制方法后，角位置稳态跟踪精度提高了65.8%，在此基础上，对位置域迭代周期进行修正，角位置稳态跟踪精度进一步提高了61.5%。

针对某激光导引头检测中输出弹目视线角速度误差较大的情况, 分析指出弹目视线角速度噪声是角跟踪回路中探测器噪声、弹体扰动和摩擦等干扰力矩共同作用产生的。根据导引头控制原理建立了其稳定跟踪回路模型, 定量分析了这些误差因素对导引头稳定跟踪性能和弹目视线角速度输出指令的影响程度。然后实测分析了激光导引头输出弹目视线角速度噪声特性, 建立了其与弹目距离的函数关系, 并将其加入某制导**制导模型中进行仿真。结果表明: 加入弹目视线角速度噪声后, 弹体滚转姿态角变化较大, 舵偏角变化也较大, 近距离时由于角速度指令噪声较小对全弹道及脱靶量的影响比较小, 这与实际检测结果相符较好。但近距时当角速度指令处于噪声峰值处, 弹偏离后来不及修正可能会对导弹的近距攻击区有影响, 研究方法及结论对导引头的实际研究测试及弹的战术使用均有一定的参考价值。

为了提高诱偏干扰成功概率, 克服同步干扰过程中干扰信号偏移量及干扰成功概率基本固定、干扰信号和制导信号同时出现在波门内时, 引起导引头有机会和条件采取进一步抗干扰措施等问题, 根据实时波门的原理, 提出一种基于波门诱偏的激光导引头干扰新方法, 分析了诱使波门偏移的方法, 设计了诱使波门偏移的关键过程, 探讨了其对导引头干扰的机理。以重频制导信号为例, 设计了基于间隔调制的波门诱偏干扰信号, 给出了干扰信号的约束条件, 取得了波门与制导信号的联合概率分布。结果表明, 时间波门被快速引偏, 干扰成功概率明显提升, 验证了该方法切实可行, 干扰效果明显优于同步干扰。该干扰策略对开展新型干扰方法研究有一定的借鉴价值。

积分比例导引制导是适用于全捷联半主动激光导引头的一种典型制导方案。为解决该制导方案下的命中精度分析问题, 提出了一种基于伴随法的精度分析方法。首先, 建立了积分比例导引制导律模型, 并给出了一种具有较强工程实用性的积分比例导引制导律实现方法; 其次, 在分析制导回路各项误差源特性的基础上, 利用伴随法得到了各误差源对脱靶量的影响。分析结果表明, 制导精度与比例导引导航比、自动驾驶仪的动态特性密切相关。得到的结论可以为工程上利用全捷联半主动激光导引头进行制导提供重要参考。

为有效评估高重频激光对导引头解码过程的干扰效果，针对解码过程中的搜索识别和锁定跟踪阶段，分别建立了干扰效果量化评估模型。通过仿真，重点研究了高重频激光频率因素对采取了抗干扰技术下的导引头的干扰影响。结果表明：干扰效果与干扰激光频率、编码方式、离散化时间宽度以及时间波门宽度有关；高重频对搜索识别阶段的干扰效果要好于锁定跟踪阶段，当频率达到一定值后对两阶段均可实现100%干扰。