【特地对接2757】揭榜挂帅项目：复杂环境激光导引组件多域耦合全要素闭环仿真标定

一、需求名称

复杂环境激光导引组件多域耦合全要素闭环仿真标定

二、需求内容

1.需求解决的技术问题

激光导引组件在实战场景下同时受到大气传输、云雾气溶胶、地海杂背景、太阳杂散光、有源诱饵干扰、D体高机动角运动、振动、高低温等多域因素耦合影响。现有激光导引组件测试多采用单物理场独立试验方式，难以复现战场光-机-热-动力学多域耦合效应；光学目标、背景杂光、诱饵干扰、D体角运动与温振环境时序同步精度不足，场景保真度低。传统静态开环标定无法反映高机动动态工况下导引组件测角误差，仿真与计量标定难以一体化融合。多源异构试验数据时间对齐困难，复杂干扰场景建模、可复现构建与量化评估能力不足，无法满足导引组件动态性能、抗干扰能力高精度闭环仿真标定需求。

目前关于激光导引组件测试及高性能仿真等技术在欧美国家开展的时间较早，技术成熟度更高，美军仿真系统多以大型闭环仿真平台为主，一般采用多路干扰共存的方式，且能联动大气传输模型，其详细指标高度保密，公开文献较少。

国内发展目前较为滞后，一般多采用独立干扰源进行单项性能的仿真，且无法实现多自由度的运动调节，并且缺少统一的多路复合干扰试验评估标准。

为此，亟需研制一套复杂环境激光导引组件多域耦合全要素闭环仿真标定系统，在实验室构建高保真战场综合仿真环境，实现多物理场同步加载、硬件在环闭环仿真与动态标定，提升试验可重复性，减少外场试验，支撑激光导引组件研制与性能鉴定。

2.技术需求提出背景及技术应用领域

（1）技术需求提出背景

激光导引组件是精确制导装备的核心感知单元，其探测捕获、跟踪测角及抗干扰性能直接决定制导武器实战效能。在真实战场条件下，导引组件同时面临大气衰减、云雾气溶胶、地海杂背景、太阳杂散光、激光诱饵等光学干扰，叠加弹体高机动角运动、振动、高低温等力学与热载荷，多物理域因素相互耦合，会显著影响导引探测精度与抗干扰能力。

当前国内对激光导引组件的性能验证，仍以单因素静态测试、分阶段环境试验为主，各类仿真设备独立运行，难以复现多域耦合的真实战场工况；外场试验成本高昂、场景不可控、试验条件难以复现，仅能做有限样本考核，无法支撑产品迭代与批量标定。传统开环测试与静态标定手段，不能反映高机动动态工况下导引组件测角误差，缺少仿真与计量标定一体化的闭环试验手段，复杂干扰场景建模、多源信号时序同步、动态指标量化评估等能力存在短板，制约激光导引组件性能评估、算法迭代与定型鉴定工作。

（2）技术应用领域

本技术主要面向激光半主动制导装备研制、部件性能验证与定型鉴定。 应用覆盖：机载/车载/舰载激光制导装备导引组件研发、性能摸底、抗干扰考核、环境适应性试验、批次检验与计量标定；可用于预研样机算法迭代、产品定型鉴定、故障复现、可靠性评估。同时可拓展应用于光电探测感知、目标光学模拟、硬件在环仿真等相关光电装备仿真测试研究，支撑精确制导装备室内化、可控化、可复现试验验证，减少外场实弹试验依赖。

3.技术难点

（1）目标信号与姿态角耦合模拟设计难点

实战场景中激光目标回波能量、光斑形态、编码时序随战场环境动态畸变，同时D体高速机动带来高动态姿态角、角速率、角加速度瞬态变化，目标光学信号与D体姿态运动呈现强耦合、强时变特性。系统需要实现激光目标动态信号模拟与高精度姿态角运动仿真的实时匹配协同，既要保证光学目标高保真动态复现，又要实现多维度姿态运动高精度连续拟合，二者时序同步、动态耦合控制难度大，是高精度闭环仿真标定的核心技术难点。

（2）后向散射干扰与激光诱偏模拟设计难点

战场大气、云雾、气溶胶会产生激光后向散射杂波干扰，存在能量弥散、时域拖尾、空间分布非均匀等复杂特性；同时多维度激光诱偏诱饵存在时序交错、能量渐变、位置动态偏移的干扰特征。目前难以实现真实战场下目标有效回波、环境后向散射、多诱饵诱偏干扰的分层建模与同步耦合复现，无法精准模拟真实对抗场景下的干扰叠加效应，导致导引组件抗干扰性能测试保真度不足、考核精度受限。

4.主要技术经济指标

（1）技术指标：

宽谱光源有效工作波段：400nm~1100nm；光谱匹配度：≥75％；宽谱光源总功率：≥12kW；目标激光信号最大功率密度：≥0.035w/cm2；高重频激光信号最大功率密度：≥0.35w/cm2；高重频激光干扰频率：100kHz；后向散射信号最大功率密度：≥0.035w/cm2；后向散射干扰最小相对时延：≤1.5us；激光诱偏信号最大功率密度：≥0.035w/cm2；激光诱偏干扰最小相对时延：≤1.5us；鱼鳞光辐照度模拟调节范围：0.2~1.2Sun；鱼鳞光干扰频率范围：1Hz～25Hz背景光谱辐射亮度模拟调节范围：0.01~0.06W/(cm²·sr·µm)；激光信号功率调节范围：0~60dB；高重频激光信号功率调节范围：0~60dB；后向散射信号功率调节范围：0~60dB；激光诱偏信号功率调节范围：0~60dB；单次最大连续工作时间：≥2h；太阳辐照度测量不确定度：≤5%；背景光谱辐射亮度测量不确定度：≤5%；激光脉冲能量测量不确定度：≤5%；系统功耗：≥15kW。

（2）经济指标：

研发预算投入：495万元；研发周期：12个月。

三、现有基础

1.开展的工作

已完成捷联激光导引部件的自动标校与测试技术开发。

2.所处阶段

目前已完成复杂环境激光导引组件多域耦合全要素闭环仿真标定系统部分样机设计及功能验证。

3.投入资金和人才

截至目前，本项目累计已投入研发资金95万元，主要用于前期基础软件开发、初期试验测试、核心器件采购等工作。

4.仪器设备

现有核心设备如下：

（1）数字示波器：四通道采样，采样率1GS/s，可精准测试电路波形、信号时序、通信脉冲信号，满足硬件电路调试、功放性能检测需求；

（2）直流稳压电源：高精度可编程稳压电源，支持宽电压、宽电流输出，满足大功率LED驱动电路、嵌入式系统供电调试需求；

（3）激光模拟器：模拟目标反射的激光编码回波信号，复现不同距离对应的激光能量衰减、光斑弥散与畸变特征，为激光导引组件提供目标探测光源。 。

（4）伺服三轴转台：复现弹体俯仰、偏航、滚转三维姿态变化；模拟弹体飞行过程中的角位置、角速率、角加速度及振动扰动。

5.生产条件

本公司具备成熟的研发试制与批量生产基础条件。

生产场地方面，拥有专用电子研发试制车间、防静电生产工位、军工级调试试验室，可满足精密电路焊接、光学器件组装、整机集成调试需求，车间具备防尘、防静电、防电磁干扰能力，适配高精度光电通信设备生产要求。

所有生产工序严格遵循军工电子产品生产标准，可适配野外复杂环境、密闭坑道、舰面高湿盐雾、装甲车辆震动冲击等恶劣工况的生产适配要求。

四、合作方式

委托研发

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