光电定位与光电对抗（第2版 精装）

　　本书基于作者多年从事光电定位和光电对抗及相关领域的科研项目和教学成果，系统阐述光电定位和光电对抗的相关原理和方法，主要内容包括：光电制导、光电侦察告警、目标跟瞄和交叉定位、基于光学成像的单站被动测距、光电无源对抗、光电有源干扰等技术，对光电对抗的评估与仿真，以及典型光电对抗装备的介绍，覆盖了紫外、可见光、红外、毫米波和激光等技术在光电定位和光电对抗中的应用。

　　付小宁：博士，西安电子科技大学副教授、硕士生导师；光电传感器专业会员。主要从事光电检测、光电对抗方面的科研和教学工作。参加重大科研3项；主持完成国家自然科学基金项目、陕西省自然科学基金各1项。发表论文40多篇，其中EI检索十余篇；出版教材1部、专著1部；获得国家发明专利授权2项。

第1章 绪论 1

1．1 光电对抗的基本概念 1

1．2 光电对抗的基本特征 2

1．3 光电对抗的技术环节 3

1．3．1 光电侦察及告警技术 3

1．3．2 光电被动定位 3

1．3．3　光电制导技术 5

1．3．4 光电干扰技术 6

1．3．5 光电打击中的激光武器 7

1．4 光电对抗的发展趋势 8

1．4．1 概述 8

1．4．2 告警技术的发展趋势 9

1．4．3 被动定位 12

1．4．4 光电制导的发展趋势 13

1．4．5 激光武器的发展趋势 16

参考文献 17

第2章 光在大气中的传播 20

2．1 大气的衰减 20

2．1．1 普朗克公式 20

2．1．2 吸收定律 22

2．1．3 散射分析 23

2．1．4 大气衰减[6] 24

2．2 大气窗口及能见度 25

2．2．1 大气窗口[7] 25

2．2．2 能见度 26

2．3 大气的成分 27

2．3．1 大气分子 27

2．3．2 气溶胶 28

2．4 气象条件的影响及分析模型 29

2．4．1 霾 30

2．4．2 雾 30

2．4．3 雨 31

2．4．4 雪 32

2．4．5 云 32

2．4．6 大气湍流效应 33

2．4．7 热晕 35

2．4．8 战场遮蔽与沙尘暴 35

2．5 路径辐射及地球大气背景环境的影响 36

2．5．1 路径辐射 36

2．5．2 太阳闪烁 37

2．5．3 太阳光散射 38

2．5．4 地表和海洋辐射 38

2．5．5 天空和云层辐射 39

2．6 目标辐射源[26] 40

2．6．1 火箭和导弹 40

2．6．2 重返大气层的再入段导弹 44

2．6．3 飞机 45

2．6．4 地面上运动（工作）的军事目标源[27] 47

2．7 光辐射侦察的方法[26] 48

2．7．1 截获光辐射的方式 48

2．7．2 不同光辐射截获接收方式的理论计算 49

参考文献 51

第3章 光电制导技术 53

3．1 概述 53

3．2 红外制导 56

3．2．1 红外点源寻的制导 57

3．2．2 红外成像制导 60

3．2．3　红外成像制导的发展趋势[12] 63

3．3 激光制导 63

3．3．1 激光制导的原理 64

3．3．2 激光制导武器的导引方式[13] 66

3．3．3 激光制导武器的应用[17] 67

3．3．4 激光制导武器装备及发展趋势 69

3．4 电视制导 70

3．4．1 电视制导的原理 71

3．4．2 电视制导武器的应用 72

3．4．3 电视制导技术的发展趋势 73

3．5 光纤制导 74

3．5．1 光纤制导导弹的工作原理[22] 74

3．5．2 光纤制导武器的应用 75

3．5．3 光纤制导技术的发展趋势 76

3．6 毫米波制导 77

3．6．1 毫米波制导的特点和关键技术 77

3．6．2　毫米波制导的原理 78

3．6．3 毫米波制导武器的应用 82

3．6．4 毫米波制导技术的发展趋势 84

3．7 多模复合制导 85

参考文献 90

第4章 光电侦察预警技术 92

4．1 光电侦察告警系统 92

4．1．1 系统组成 92

4．1．2 基本参数[1] 93

4．1．3 分类 98

4．2 激光侦察告警技术 98

4．2．1 主动式激光侦察告警技术 99

4．2．2 被动式激光告警系统 100

4．2．3 新型激光告警设备 105

4．2．4 激光告警的关键技术 107

4．2．5 部分告警器及其性能 108

4．2．6 激光告警器发展趋势 110

4．3 红外侦察告警技术 110

4．3．1 概述 110

4．3．2 红外侦察告警系统的组成 112

4．3．3 红外侦察告警系统工作原理 112

4．3．4 关键技术 113

4．3．5 装备实例 114

4．3．6　装备现状 115

4．3．7 发展趋势 117

4．4　紫外侦察告警技术 117

4．4．1　紫外侦察告警的原理 118

4．4．2　紫外侦察告警系统组成与战术应用 118

4．4．3　紫外侦察告警的特点 119

4．4．4　紫外侦察告警关键技术 120

4．4．5　紫外侦察告警装备实例 121

4．5 毫米波侦察告警技术 122

4．5．1　毫米波侦察告警的发展 122

4．5．2 毫米波侦察探测的原理 123

4．5．3 毫米波侦察告警的特点和关键技术 124

4．5．4 装备实例 125

4．5．5 发展趋势 127

4．6 多模复合光电告警技术[7， 21] 127

参考文献 130

第5章 目标跟瞄与距离估计 132

5．1 激光目标指示器[1] 132

5．1．1 概述 132

5．1．2 激光器与光学系统 133

5．1．3 实例 135

5．1．4 目标距离的主动测量[2] 135

5．2 激光雷达[1] 136

5．2．1 激光跟踪雷达 136

5．2．2 红外成像雷达 138

5．2．3 激光雷达装备及发展趋势 139

5．3 IRST 141

5．3．1 概述 141

5．3．2 基于双波段探测的被动测距 143

5．3．3 基于单波段探测的被动测距 145

5．3．4 红外小目标被动测距 148

5．4 经典三角形测距及其演变 150

5．4．1 对静止目标的被动测距 150

5．4．2 对运动目标的被动测距 152

5．4．3 基于扫描时差的基线被动测距 153

5．5 交叉定位的单平台应用 155

5．5．1 交叉定位的特点和问题 155

5．5．2 当前测角精度下所需的最短基线尺寸 156

5．5．3 同步测时交叉定位法作用距离 156

5．6 基于短基线的准单目被动测距 156

5．6．1 双目视觉测距原理 156

5．6．2 双目视觉测距误差分析 157

5．6．3 从双目视觉到准单目视觉测距 158

5．6．4 基于像差的测距再讨论 159

5．7 一种激光源的定位方法 160

5．7．1 测距原理 161

5．7．2 测距实现方案和特点 162

5．8 基于辐射吸收差异的被动测距 162

5．8．1 基于A带氧吸收的被动测距 163

5．8．2 基于红外吸收差异的被动测距 165

5．9 小结 167

参考文献 167

第6章 基于光学成像的单站被动测距研究 172

6．1 透镜成像系统与成像约束 172

6．1．1 透镜成像公式与点扩散函数 172

6．1．2 聚焦法测距和离焦法测距 173

6．1．3 基于OTF函数或MTF函数的测距 175

6．2 小孔成像系统与成像约束 177

6．2．1 小孔成像模型 177

6．2．2 外标法测距 178

6．2．3 基于仿射变换的相对测距 179

6．2．4 基于双目视差的被动测距 179

6．3 基于目标线段特征的被动测距 180

6．3．1 借助目标本身特征线段的测距方法 180

6．3．2 借助旋转不变线段特征的测距方法 181

6．3．3 基于旋转不变线段特征测距的改进 186

6．3．4 目标特线段特征的选取 189

6．4 基于特征线度测距的性能分析 189

6．4．1 观测平台静止情况下的测距性能 189

6．4．2 观测平台运动时的测距性能 190

6．5 基于区域特征的目标距离估计 194

6．5．1 天气对红外成像的影响[48] 195

6．5．2 基于联合视角?身份流形的目标识别与距离估计 199

6．5．3 基于AI的目标测距 201

6．6 小结 201

参考文献 202

第7章 光电无源对抗技术 205

7．1 遮障 205

7．1．1 烟幕 205

7．1．2 水幕和水雾 210

7．1．3 箔条云 211

7．1．4 沙尘 213

7．2 伪装 213

7．2．1 涂料伪装技术 213

7．2．2 遮障伪装技术 215

7．3 隐身 217

7．3．1 视频隐身[41] 217

7．3．2 红外隐身 218

7．3．3 激光隐身 220

7．3．4 毫米波隐身 221

7．3．5 紫外隐身 224

7．3．6 引射技术 224

7．3．7 外形隐身 226

7．4 光电假目标 227

7．4．1 光电假目标的分类 227

7．4．2 光电假目标的工作原理 228

7．4．3 光电假目标的现状和发展趋势 229

7．4．4 激光欺骗性干扰 229

7．5 其他无源光电对抗措施 231

7．5．1 红外动态变形伪装[68] 231

7．5．2 光谱变换[13] 233

7．5．3 环境自适应伪装 234

7．5．4 广谱自适应隐身 235

7．5．5 毫米波无源干扰技术 235

7．6 飞行器无源光电隐身 236

7．6．1 飞机隐身[77] 236

7．6．2 导弹隐身[63] 240

参考文献 243

第8章 光电有源干扰技术 246

8．1 红外干扰弹 246

8．1．1 红外干扰弹的分类和组成 246

8．1．2 红外干扰弹的干扰原理 246

8．1．3 红外干扰弹的技术要求 249

8．1．4 新型红外诱饵 250

8．2 红外有源干扰机 253

8．2．1 红外有源干扰机的分类和组成 253

8．2．2 红外有源干扰机的干扰原理 255

8．2．3 定向红外干扰机 257

8．3 强激光干扰技术 258

8．3．1 强激光干扰的分类和组成 258

8．3．2 强激光毁伤效果 259

8．3．3 强激光干扰的关键技术 263

8．4 激光欺骗干扰技术 265

8．4．1 激光欺骗干扰的分类和组成 265

8．4．2 角度欺骗干扰 265

8．4．3 距离欺骗干扰 267

8．4．4 激光近炸引信干扰技术 269

8．4．5 激光欺骗干扰的关键技术和发展趋势 271

8．5 毫米波有源干扰 272

8．5．1 毫米波有源干扰的原理与实现 272

8．5．2 毫米波有源干扰的关键技术 274

8．6 GPS干扰机[24] 275

8．6．1 GPS易受干扰性 275

8．6．2 GPS干扰的原理 275

8．7 紫外干扰源 276

8．7．1 紫外光源与紫外干扰源 276

8．7．2 紫外光源的分类 276

8．7．3 紫外干扰 277

8．8 有源干扰的发展趋势 277

参考文献 278

第9章 光电对抗的评估与仿真研究 280

9．1 国内外光电对抗效能评估技术现状 280

9．1．1 美国主要光电对抗效能评估系统[2] 280

9．1．2 国内发展现状 281

9．2 光电对抗的评估准则 282

9．2．1 功率准则 283

9．2．2 概率准则 283

9．2．3 效率准则 284

9．3 光电对抗效能评估的技术途径 285

9．3．1 效能评估的层次 285

9．3．2 系统层次分析及指标体系 285

9．3．3 常用的军事装备效能评估方法 285

9．3．4 计算机仿真 287

9．3．5 半实物仿真 287

9．3．6 光电对抗系统中的实验评估法 287

9．4 光电对抗系统中的半实物仿真 289

9．4．1 光电半实物仿真系统组成 289

9．4．2 针对操作的半实物仿真 290

9．4．3 针对目标特性的半实物仿真 292

9．4．4 针对原理验证的半实物仿真 294

9．5 本章小结 296

参考文献 296

第10章 光电对抗的典型系统 298

10．1 机载光电对抗系统介绍 298

10．1．1 第四代战机机载光电侦察告警系统 298

10．1．2 第四代战机机载光电干扰系统 300

10．1．3 第四代战机光电隐身系统 301

10．1．4 机载高能激光武器系统 301

10．1．5 机载光电定位系统 305

10．1．6 无人机 305

10．2 舰载光电对抗系统介绍 306

10．2．1 舰载光电告警系统 306

10．2．2 舰载光电干扰系统 308

10．2．3 舰艇光电隐身技术[23] 310

10．2．4 舰载高能激光武器 311

10．2．5 基于舰艇的光电定位和对舰艇的定位 313

10．3 地基激光防空武器系统 315

10．3．1　“鹦鹉螺”计划 315

10．3．2 移动战术高能激光 316

10．4 天基定位与光电对抗系统 317

10．4．1 星载告警 317

10．4．2 卫星定位跟踪 319

10．4．3 反卫星武器系统 322

10．5 巡飞器 325

10．5．1 巡飞器分类 325

10．5．2 巡飞弹关键技术 327

10．6 单兵光电对抗装备 328

10．6．1 单兵系统的形成 328

10．6．2 单兵平台信息化及对抗 329

参考文献 331