半主动激光探测方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种半主动激光探测方法和系统，其中，该方法包括：收集制导武器攻击目标的激光反射信号，将激光反射信号转换为第一电压信号；通过自动增益控制放大电路的增益值，调整第一电压信号至第二电压信号；根据第二电压信号，确定收集到的激光反射信号是否有效；在确定有效的情况下，采用A/D转换将第二电压信号转换为数字信号；最后根据该数字信号，计算攻击目标的偏航角和俯仰角，并确定攻击目标的位置。本发明专利技术解决了相关技术中捷联激光导引头探测组件中元器件分立且成本高的技术问题，实现了结构简单、成本低、兼容性好的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
半主动激光探测方法和系统
本专利技术属于制导武器控制领域，涉及一种半主动激光探测方法和系统。
技术介绍
精确制导武器已成为当今信息化战争中不可或缺的打击手段之一，其中激光制导武器近年来已成为各个国家争相发展的武器装备。半主动式激光制导技术因具有打击精度高、低成本、作战灵活、结构简单等特点，广泛应用于导弹、火箭弹、炸弹等各种常规武器上。而相关技术中，国内常用的捷联激光导引头都存在抗后向散射光能力弱、测角精度低、内部机理保密等问题，无法完全满足精确制导武器的总体使用需求。针对其关键技术，国内厂家多采用多块高性能分立元器件以及探测组件通过板级系统实现，未出现专用的激光数字化探测组件。而采用分立元器件存在元器件数量多、系统电路设计复杂、体积大、可靠性低、信号引入噪声大、抗干扰能力差等诸多问题。故虽国内厂家众多，但直接适合于炸弹的低成本捷联激光导引头尚待研制改进。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术提供了一种半主动激光探测方法和系统，以至少解决相关技术中捷联激光导引头探测组件中元器件分立且成本高的技术问题。本专利技术的技术解决方案是：一种半主动激光探测处理方法，包括：收集制导武器攻击目标的激光反射信号，将所述激光反射信号转换为第一电压信号；通过自动增益控制放大电路的增益值，调整所述第一电压信号至第二电压信号；根据所述第二电压信号，确定所述激光反射信号是否有效；在确定有效的情况下，采用A/D转换将所述第二电压信号转换为数字信号；根据所述数字信号，计算所述攻击目标的偏航角和俯仰角，并确定所述攻击目标的位置。可选的，通过所述自动增益控制放大电路的增益值，调整所述第一电压信号至所述第二电压信号，包括：根据上一时刻的第二电压信号，调节所述自动增益控制放大电路的增益值；根据所述增益值，调整所述第一电压信号至所述第二电压信号；其中，所述自动增益控制放大电路为程控增益放大电路，所述增益值在被调节过程中是连续可变的。可选的，所述程控增益放大电路包括芯片VCA824。可选的，根据所述第二电压信号和所述门限阈值信号，确定所述激光反射信号是否有效，包括：所述第二电压信号有多个，计算多个第二电压信号的均值；在所述均值高于门限阈值信号时，生成中断信号；在所述中断信号处于波门电路控制的波门开启时段内时，确定所述激光反射信号有效；其中，所述门限阈值信号为对电路初始供电时检测出的电路噪声信号的D/A转换值。可选的，在确定有效的情况下，采用A/D转换将所述第二电压信号转换为所述数字信号，包括：在确定所述激光反射信号有效的情况下，生成同步信号；根据所述同步信号，采用窄脉冲峰值保持法对所述第二电压信号进行展宽；采用A/D转换将展宽后的第二电压信号转换为所述数字信号。根据本专利技术的另一方面，还提出了另一种技术解决方案：一种半主动激光探测系统，包括：激光信号采集单元、自动增益控制放大电路、波门电路、采样电路和控制器，其中，所述激光信号采集单元，用于收集制导武器攻击目标的激光反射信号，将所述激光反射信号转换为第一电压信号；所述第一电压信号根据自动增益控制放大电路的增益值，以增益值倍数放大的方式被调整为第二电压信号；根据所述第二电压信号，所述波门电路确定所述激光反射信号是否有效；在确定所述激光反射信号有效的情况下，采样电路采用A/D转换将所述第二电压信号转换为数字信号；根据所述数字信号，所述控制器计算所述攻击目标的偏航角和俯仰角，并确定所述攻击目标的位置。可选的，所述自动增益控制放大电路为程控增益放大电路，所述增益值是由所述控制器根据上一时刻的第二电压信号所调节的，其中，所述增益值在被调节过程中是连续可变的。可选的，所述波门电路包括比较电路和触发器，其中，所述比较电路用于将所述第二电压信号与门限阈值信号进行比较，在高于所述门限阈值信号时，确定所述激光反射信号为备用有效信号，并通过触发器触发中断信号；在所述中断信号处于波门开启时段内时，所述波门电路确定所述激光反射信号有效；其中，所述门限阈值信号为对系统中电路初始供电时检测出的电路噪声信号的D/A转换值；所述系统还包括峰值保持电路，所述峰值保持电路用于在所述波门电路确定所述激光反射信号有效之后，所述采样电路采用A/D转换将所述第二电压信号转换为数字信号之前，采用窄脉冲峰值保持法展宽所述第二电压信号。可选的，所述激光信号采集单元包括四象限探测器和前放电路，其中，所述四象限探测器用于收集激光反射的回波信号，并将汇聚在靶面上的光斑转换为光电流信号；所述前放电路用于将所述光电流信号转换为电压信号，并进行电压放大。可选的，所述系统还包括求和电路，所述求和电路用于将根据所述四象限探测器中的四路电压信号得到的四个第二电压信号进行求和及均值计算；其中，所述波门电路用于根据所述四个第二电压信号的均值确定所述激光反射信号是否有效。本专利技术设计了一种包含激光信号采集单元、自动增益控制放大电路、波门电路、峰值保持电路、采样电路和控制器的半主动激光探测系统，通过收集制导武器攻击目标的激光反射信号，并将其进行电压转换、放大、求和、比较、展宽、A/D转换等一系列处理变换，生成可用于计算攻击目标偏航角和俯仰角，进而确定攻击目标位置的数字信号。本专利技术通过上述系统运行机制，可以实现高速、大动态范围激光脉冲信号的采样及数字化处理，通过迅速判断激光信号有效性和获取目标空间坐标，为精确制导武器提供实时制导信号。同时，本专利技术中的系统结构简单、成本低、兼容性好，且采用的控制器将相关技术中常用的单片机改为DSP处理器，使功能可扩展性提高，能够直接增加伺服控制等功能，进而适用于各种类型制导系统，解决了相关技术中捷联激光导引头探测组件中元器件分立且成本高的技术问题。附图说明图1是根据本专利技术实施例的半主动激光探测处理方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例的信号时序图；图3是根据本专利技术优选实施例的半主动激光探测处理方法的流程图；图4是根据本专利技术实施例的半主动激光探测处理系统结构图；图5是根据本专利技术优选实施例的自动增益调节机制原理图；图6是根据本专利技术优选实施例的半主动激光探测处理系统结构及信号流程图。具体实施方式为使本领域技术人员更好的理解本专利技术方案，下面将结合附图描述本专利技术实施例。根据本专利技术实施例，提供了一种半主动激光探测处理的方法实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。图1是根据本专利技术实施例的半主动激光探测处理方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：步骤S101，收集制导武器攻击目标的激光反射信号，将激光反射信号转换为第一电压信号；步骤S102，通过自动增益控制放大电路的增益值，调整第一电压信号至第二电压信号；步骤S103，根据第二电压信号，确定激光反射信号是否有效；步骤S104，在确定有效的情况下，采用A/D转换将第二电压信号转换为数字信号；步骤S105，根据数字信号，计算攻击目标的偏航角和俯仰角，并确定攻击目标的位置。通过上述步骤，可以实现在本专利技术实施例中，采用控制增益自动调节和转化为数字信号进行处理的方式，通过收集制导武器攻击目标的激光反射信号，并将其进行电压转换、放大、求和、比较、展宽、A/D转换等一系列处理变换，生成可用于计算攻击目标偏航角和俯仰角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半主动激光探测处理方法，其特征在于，包括：收集制导武器攻击目标的激光反射信号，将所述激光反射信号转换为第一电压信号；通过自动增益控制放大电路的增益值，调整所述第一电压信号至第二电压信号；根据所述第二电压信号，确定所述激光反射信号是否有效；在确定有效的情况下，采用A/D转换将所述第二电压信号转换为数字信号；根据所述数字信号，计算所述攻击目标的偏航角和俯仰角，并确定所述攻击目标的位置。

【技术特征摘要】
1.一种半主动激光探测处理方法，其特征在于，包括：收集制导武器攻击目标的激光反射信号，将所述激光反射信号转换为第一电压信号；通过自动增益控制放大电路的增益值，调整所述第一电压信号至第二电压信号；根据所述第二电压信号，确定所述激光反射信号是否有效；在确定有效的情况下，采用A/D转换将所述第二电压信号转换为数字信号；根据所述数字信号，计算所述攻击目标的偏航角和俯仰角，并确定所述攻击目标的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述自动增益控制放大电路的增益值，调整所述第一电压信号至所述第二电压信号，包括：根据上一时刻的第二电压信号，调节所述自动增益控制放大电路的增益值；根据所述增益值，调整所述第一电压信号至所述第二电压信号；其中，所述自动增益控制放大电路为程控增益放大电路，所述增益值在被调节过程中是连续可变的。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述程控增益放大电路包括芯片VCA824。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第二电压信号，确定所述激光反射信号是否有效，包括：所述第二电压信号有多个，计算多个第二电压信号的均值；在所述均值高于门限阈值信号时，生成中断信号；在所述中断信号处于波门电路控制的波门开启时段内时，确定所述激光反射信号有效；其中，所述门限阈值信号为对电路初始供电时检测出的电路噪声信号的D/A转换值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定有效的情况下，采用A/D转换将所述第二电压信号转换为所述数字信号，包括：在确定所述激光反射信号有效的情况下，生成同步信号；根据所述同步信号，采用窄脉冲峰值保持法对所述第二电压信号进行展宽；采用A/D转换将展宽后的第二电压信号转换为所述数字信号。6.一种半主动激光探测系统，其特征在于，包括：激光信号采集单元、自动增益控制放大电路、波门电路、采样电路和控制器，其中，所述激光信号采集单元，用于收集制导武器攻击目标的激光反射信号，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨倩，郭慧敏，王怀野，任玮辰，王冬，赵晓霞，宋敏，叶林，彭明松，王河成，李天泽，
申请(专利权)人：北京航天飞腾装备技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11