开题报告1

本科毕业设计（论文）开题报告

专题名称：空天作战研究

子课题名称：导弹飞行姿态操纵系统设计

学员姓名：姜德昕学号：200909010234

培养类型：军事指挥类专业：机械工程及其自动化所属学院：指挥军官基础教育学院年级：2009级

负责教员：彭学锋职称：高级实验师

指导团队：王跃科，杨俊，周永彬，胡助理，陈建云，冯旭哲，乔纯捷，邢克飞，明德祥，钟小鹏，沈洋，胡梅，郭熙业，

彭学锋，鲁兴举

所属单位：机电工程与自动化学院自动化研究所

国防科学技术大学训练部制

目录

一、课题名称、来源、选题依据 (2)

（一）课题名称 (2)

（二）课题来源 (2)

（三）选题依据 (2)

二、本课题国内外研究现状及发展趋势 (2)

（一）国内外研究现状 (2)

（二）发展趋势 (4)

三、课题在理论与实践上的意义 (5)

四、课题需要解决的关键理论问题和实际问题 (6)

（一）关键理论问题 (6)

（二）实际问题 (6)

五、课题研究的基本方法、实验方案及技术路线的可行性论证 (6)

（一）基本方法 (7)

1．文献查阅 (7)

2．理论分析 (7)

（二）实验方案 (7)

六、开展研究应具备的条件及已具备的条件，并估计在进行论文工作中可能遇到的困难与问题和解决措施 (8)

（一）应具备的条件及已具备的条件 (8)

（二）可能遇到的困难及问题和解决措施 (8)

七、论文研究的进展计划 (9)

八、课题所需器材、设备清单 (9)

一、课题名称、来源、选题依据

（一）课题名称

信息化作战条件下军用空间仪器系统的攻击技术研究

（二）课题来源

本毕业设计课题来源于军队重点科技攻关项目，本课题重点研究大功率无线电干扰、微波定向能武器对敌方空间无线电测量系统的攻击方法。具体论述和分析（1）天线部件的攻击方法；（2）射频前置放大器的攻击措施；（3）无线电射频通道、基带信号处理部分的攻击设计。

（三）选题依据

军用空间仪器系统是军用航天器的核心和灵魂，是航天战场信息获取和处理的关键，世界航天大国均高度关注该领域的研究，谋求技术优势的争夺将更加激烈。通过查阅资料首先了解空间进攻武器的种类、原理、使用方式和效能、发展趋势，根据不同种类的空间进攻武器的特点，利用所学的知识对比分析研究其攻击原理及攻击能力。

二、本课题国内外研究现状及发展趋势

（一）国内外研究现状

军事航天技术是为军事目的而研究和应用的航天技术。它以航天运载器技术、航天器技术和测控技术等三大技术为基础，主要包括战略弹道导弹技术，以及借助于部署在太空的各种遥感器和观测设备、通信设备以及武器系统等，执行侦察与监视、弹道导弹预警、军事通信与导航、气象观测、大地测量、反卫星与反弹道导弹等军事任务或作战任务的技术。在海湾战争中，以美国为首的多国部队至少动用了72颗卫星为其军事行动服务，为确保作战的胜利起到了主要作用。这表明，外层空间已开始成为继陆地、海洋和空中之后的第四战场，军事航天技术已成为军事高技术的一个重要组成部分。航天技术的发展从一开始就和军事上的需要紧密相关。至今，在所有发射的航天器中，军用航天器和部分为军事服务的航天器约占70%，航天技术已成为大国军事技术特别是军事高技术的不可缺少的重要组成部分。

军事航天技术的发展极大地扩展了现代战场的空域，使现代战场由陆、海、

空三维一体发展为陆、海、空、天四维一体，使太空成为现代战争的新的“制高点”。

（1）极大地增强了军事侦察能力和军事指挥控制能力

今天，包括照相侦察卫星、电子侦察卫星、导航卫星、预警卫星、通信卫星等在内的各种军事航天器或军事空间系统的应用，能够为军事指挥员不断实时提供所需的有关敌方军事目标、军队部署与调动、军队的武器装备的数量和性能等各方面的重要情报，从而保证作战方案的正确制定及对整个作战过程实施正确的指挥。现在，许多国家军队所建立的C3I系统，无论是战略C3I系统还是战区或战术C3I系统，都越来越依赖空间系统获取情报和传输信息。这是军事航天技术对现代战争产生影响的最主要的方面。在整个海湾战争期间，从美国总统到前线各级指挥官，美军自始至终紧密依靠数十颗军用卫星获取并传输伊军的情报指挥作战，就连确定小分队是否到达指定的位置，也离不开“导航星”全球定位系统的帮助。可以说，在高技术战争中，如果没有军事航天器提供情报和传输信息，军事指挥员就难以根据瞬息变化的战场形势做出正确的决策，实施有效的作战指挥。

1960年，当人们第一次看到侦察卫星拍摄的关于地面的照片时，就开始意识到航天器的巨大军事价值。后来，随着各种航天器的大量部署和应用，在多次局部战争特别是海湾战争中军事卫星所发挥的巨大作用更充分表明，军事航天技术已将太空扩展为继陆地、海洋和空中之后的新战场，而且太空已成为影响战争胜负的新的制高点。这主要是因为，在地面、空中和海上设施的配合下，通过部署在空间轨道上的军事卫星等航天器，可以居高临下，全时域、全空域、全天候地监视和掌握地面、海上和空中战场所发生的一切变化，并将有关信息实时地告知部队，从而及时采取正确的对策，确保作战指挥和战斗实施的准确无误。这使得太空已成为现代战场新的重要组成部分，现代战争已离不开空间和航天技术，而且谁掌握有航天技术，谁能控制太空，谁在战争中就拥有主动权，也就具有军事优势。

（2）军事空间系统可以改善和充分发挥武器装备的作战效能

利用军事空间系统可以为火炮、导弹、飞机、舰艇提供敌方目标的精确位置，并为它们导航，引导它们准确攻击和摧毁}习标，甚至还可通过空间系统的侦察结合作战效果进行评估。一般地说，利用军事空间系统可以及早地监视与发现敌人，增加武器装备的部署方式和作战距离，提高命中的精度和毁伤效果，并可提供杀伤效果的信息，便于决定是否需要再次发起攻击。所有这些是一般地面系统或空中系统难以做到的。

（3）军事航天技术是建立以信息技术为基础的数字化部队和数字化战场的关键环节。

众所周知，信息技术是现代社会的支柱之一。面向21世纪，各国在高度重视研究和建立“高速信息公路”的同时，也非常重视信息技术的军事应用。美国等发达国家的军队近些年来一直在研究、试验和建立数字化部队和数字化战场，并认为这是未来军事革命的关键之所在。信息技术的军事应用，数字化部队、数字化战场的出现或建立，一刻也离不开军事航天技术。所谓数字化部队和数字化战场，其物质基础是，从单兵武器到弹药、火炮、坦克、直升机、作战飞机、军舰及指挥技术器材等，都要装备数字化的处理与传输设备或装置（即计算机与数字通信装置），它们都需要各种军事侦察卫星和通信卫星提供和传输数字化的战场信息，即使是一个小分队，甚至是单兵，都必须携带并使用卫星终端。没有军事空

间系统的支持，不但数字化部队的规模极小，数字化战场的覆盖范围有限，而且根本不可能通过地面的通信网络将它们连成一个有机的整体，也就不可能实时、准确、可靠地获取传输和利用数字化的战场信息。实际上，在美军计划建立的数字化部队和数字化战场中，作为其神经中枢或核心的综合性的C3I系统，完全是建立在“导航星”全球定位系统、战术移动卫星通信系统等能实施全球监视与通信的军事空间系统的基础上的。因此，军事航天技术对于未来的军队建设、作战指挥、武器装备及战场的信息化、数字化、自动化都起着关键的作用，它在很大程度上将决定未来的军事革命的特点和历程。

航天器的军事应用大致可分为三大类:一是已经大量使用的支援地面军事力量的卫星系统，如侦察卫星，预警卫星、军用通信卫星、导航卫星、气象卫星、测地卫星等;二是处于研究发展中的天基或部分天基武器，主要指攻击敌方航天器用的反卫星系统，包括天气预报卫星、反卫星导弹和各种天基定向能武器(激光、粒子束武器)等;三是在理论上可行但仅进行个别探索性试验的执行军事任务的载人航天器，包括载人飞船、空间站、航天飞机、空天飞机等。为适应21世纪信息化战争的需要，主要航天国家正在积极建立以战术应用为主的卫星军事应用系统。军事卫星向随时发射、高机动、强生存力等方向发展。军事卫星发展多极化趋势进一步加强，将建成能满足战略和战术应用要求、以作战应用为主的航天科技装备应用体系，提高直接支援部队作战的能力。具体表现为积极发展卫星应用总体、卫星通信应用、卫星导航定位应用、卫星成像侦察应用、卫星电子侦察应用、卫星海洋监视与监测应用、卫星测绘制图应用、卫星气象监测与预报应用、卫星导弹预警与核爆炸探测应用、卫星攻防对抗应用、小卫星应用等关键技术。

（二）发展趋势

20世纪末以来，信息技术的飞速发展导致了全球范围内的信息技术革命，其影响已渗透到军事领域，武器系统将向信息化发展，信息化武器将大量出现，新军事革命一触即发。

武器系统信息化是指利用信息技术和计算机技术，使预警探测、情报侦察、精确制导、火力打击、作战指挥与控制、通信联络、战场管理等领域的信息采集、融合、处理、传输、显示实现联网化、自动化和实时化。信息化武器系统主要由信息化作战平台、信息化弹药、单兵数字化装备和由通信、指挥、控制、计算机与情报、监视、侦察系统等构成的C4ISR系统组成，C4ISR系统是整个信息化武器系统和军队的神经和大脑，可使指挥人员实时全面了解任何地点发生的事件，作战人员能随时知道自己的位置，能与任何地点的上级保持联系，能为精确制导武器实时提供目标信息。整个战场上各军兵种的武器系统、作战平台、保障装备将联为一体，使战区内的火力单位和作战单位紧紧配合，协调行动。

信息化武器系统的发展，把战场连成一个整体，使得作战双方的对抗首先围绕着信息的收集、处理、分发、防护而进行，作战的核心将变成信息战。

信息对抗是近年出现的、比电子对抗含义更广的一个新名词，它包括传统的电子对抗、计算机网络对抗、信息控制、指挥自动化的控制与反控制等，它将传统电子对抗在电磁领域斗争的概念扩展到了整个电子信息领域，将促进电子战向信息战发展，战争的面貌将发生很大的变化。

近年，几次大规模的计算机网络攻击与反攻击均与军事斗争相关，从公开的角度看，可以认为是信息对抗通过民间方式在计算机网络上的一种演习。

1999年在北约空袭南联盟时，北约成员国的计算机网络受到了全世界范围内的黑客攻击，很多站点，包括政府网站都被黑客攻破，或使网站无法工作，或更换了网页内容，极大地影响了网络的使用。2001年5月1日前后，中美两国计算机黑客围绕中美撞机事件爆发了大规模的计算机网络攻击，使双方包括大量政府网站在内的网站受到影响，甚至一度瘫痪，造成的影响非常大。这些事件在很大程度上提高了各国对信息领域对抗的重视。

随着依靠GPS(全球定位系统)进行精确制导武器的大量使用，军事上对GPS的应用和开发也越来越广泛。

针对这种发展趋势，美国提出了“导航战”的概念，它是针对GPS在未来军事应用中可能遭遇的对抗局面而展开的有关战术及技术措施的研究，其内涵主要包括:绝不允许用高精度的GPS导航来对付自己的部队或国家利益。保证民间采用GPS 时受到的损害最小，保证战场上的友邻部队能接收同一系统。“导航战”是继“信息战”之后电磁领域斗争内的又一新概念。

总之，电子对抗的发展趋势是随着技术的进步和应用而不断发展的，电子对抗在空间上将拓展到太空，未来太空领域的电子对抗将越演越烈。电子对抗装备技术将向一体化综合电子对抗系统发展，分布式电子对抗系统的网络化作战使用将极大提高电子对抗系统的综合作战效能。隐身，反隐身斗争和新型无源探测系统也是电子对抗发展的一个重要方向。

三、课题在理论与实践上的意义

当今世界，新技术革命引发的世界范围内的军事革命己蓬勃兴起，许多国家将武器装备的发展作为其迎接新军事革命的重要措施。外层空间为天基平台提供了优良的阵地，具有高度优势.它对地球表面覆盖范围大，具有长期持续作战能力、较少受大气和地形环境影响、能够合法地经过或驻留在他国领土上空进行军事活动。这些特征对于军事斗争具有重要意义，美军称其为“非侵入性前沿存在”。所以航天力量的发展是世界军事革命的重要内容，是高技术战争的重要标志。建设航天力量，加强军事航天研究，是迎接新军事革命挑战的迫切要求。而21世纪的战争是信息化战争，电子战必将成为信息化战争的主导作战样式，其重要地位和巨大作用将促使各国军队竞相发展电子战手段，以适应未来电磁环境条件下作战的需要，而在未来信息化条件下的对抗作战中，电子攻击的强弱将直接影响战场的发展态势，同时必将成为未来战争的主导力量。电子攻击是采用电子干扰、破坏、摧毁等手段，削弱或瘫痪敌方重要电子系统和设备效能的作战行动。目前发达国家军队的电子进攻手段及装备主要有通信干扰装备、雷达干扰装备、计算机病毒和定向能武器等。

本课题重点研究大功率无线电干扰、微波定向能武器对敌方空间无线电测量系统的攻击方法。经过课题研究，融汇本科所学机、光、电等类课程知识，了解当前我国和世界航天军事现状和发展趋势以及战略；和空间进攻武器的种类、原理、使用方式和效能、发展趋势；，掌握在新知识领域进行知识获取和消化吸收的基本技能。目前主要以电子对抗为基础逐步实现空间系统的攻击形式，21世纪电

子战将进一步向系统化、系列化、侦察干扰一体化及标准化、模块化方向发展，四维战场空间制电磁频谱权的争夺，将会空前激烈。同样，随着电子技术的飞速发展，电子信息技术设备已广泛渗透到电子战装备和电子战的各个环节。从侦察、监视到预警，从通信、指挥到控制，从情报处理到作战决策，都离不开电子信息技术设备。未来战争中电磁频谱控制权的斗争将会更加激烈，对电磁优势的争夺将成为交战双方争夺的制高点，如何改进和发展自身的电子对抗就成为一项极其紧迫的任务。

总之，本课题的选择在理论和实践上均具有重要意义。

四、课题需要解决的关键理论问题和实际问题

（一）关键理论问题

（1）了解空间进攻武器的种类、原理、使用方式和效能、发展趋势。

（2）查阅资料了解当前我国和世界航天军事装备现状和发展趋势以及国内外空间进攻武器的攻击技术现状。

（3）根据不同种类的空间进攻武器的特点，对比分析研究其攻击原理及攻击能力。

（4）通过典型军用航天装备系统研究其攻击技术。

（5）列举几种新型军用航天电子对抗装备分析其硬攻击技术。

（6）分析有源电子干扰对空间仪器系统的攻击措施。

（二）实际问题

（1）卫星在星上采用抗干扰技术，保护转发器不被干扰、堵塞是提高整个卫星通信应用系统抗干扰能力的最直接、最有效的手段。其常用方法是智能天线、SMARTAGC和干扰限幅技术。采用智能天线进行对干扰调零，可使干扰受到衰减25～30dB，同时，转发器接收机输入加滤波防止带外对强干扰，再加入SMARTAGC 或干扰限幅对消技术，使强干扰受抑制，使系统不易被堵塞。

（2）卫星采用施放诱饵和在卫星表面覆盖吸波材料，吸收反卫星航天器或地面雷达发射的无线电波，或卫星的无线电发信设备暂停工作，不发出无线电波信号，从而暂时隐蔽自己等方法避开无线电的干扰。

（3）在对抗定向能武器攻击的时候大量发展隐身技术，避开其有效地攻击，其次有效采用屏蔽技术和加固措施，有效防御定向能武器的进攻。

（4）面对复杂多变的空间电磁环境，如何有效研究提高攻击的有效性是发展的重点，其次新型进攻手段的研究是决定未来空间对抗胜负的关键所在。

五、课题研究的基本方法、实验方案及技术路线的可行性论证

（一）基本方法

1．文献查阅

根据课题需要查询相关的文献资料。现在互联网技术高度发展，在网络上查阅相关数据及最新趋势和相关技术，了解新动态；在图书馆利用学校图书馆的丰富图书资源，学习相关领域知识，积累理论基础。

2．理论分析

定向能武器是以电磁能和粒子能代替化学爆炸能，把能量聚焦成极细的能束，并以光速照射目标而直接攻击目标或杀伤敌人的一种武器。它包括高功率微波武器、高能激光武器、中子粒子束武器和带电粒子束武器等类型。

定向能武器的特点是：以光波传播的速度把高能量射束直接射向目标，瞄准即能命中，命中率高；射束指向控制灵活，能快速扫掠战区内的特定空间，并瞬时指向任何位置上的目标，因而可快速改变指向同时攻击多个目标;射束能量高度集中，直接对准攻击目标，因而可避免大范围的破坏或杀伤；武器发射时无声、无形，因而攻击目标时隐蔽，杀伤力强，能给敌人造成较大的心理压力；既可用于进攻，又可用于防御。因此定向能武器将成为未来信息化战场上对付飞机、军舰、坦克、导弹乃至空间卫星等高价目标的重要武器系统，是未来战区反导、反舰导弹防御、防空系统的组成部分。

高功率微波武器可以沿一定方向发射强微波能量来毁坏敌方电子设备、武器装备和毁伤人员的一种武器，又称为微波辐射武器或射频武器。高功率微波武器的辐射频率为1 GHz～300GHz ,输出功率为几吉瓦其至几十吉瓦的强微波脉冲，能烧毁敌方电子信息系统关键性电子器件、电路和传感器，引爆弹头和燃料库直至毁伤敌武器系统，甚至能杀伤人体。它由能源、高功率微波源、定向天线和发射控制系统构成。高功率微波武器的主要攻击目标是敌方的雷达、通信、导航及武器制导等电子系统。其作战优势是:打击威力大，软硬杀伤结合，攻防兼备，是一种集软硬杀伤和多种作战功能于一身的新概念电子战武器系统。

有源欺骗性干扰信号起作用的关键条件首先是其各项参数应满足告警设备的检测范围，其次是干扰信号的假参数应处于告警设备检测不可分辨单元内，使告警设备分辨不出真假信号，从而达到以假作真或以假乱真的目的。由于告警设备是对目标的距离、角度和速度等信息的获取，是依靠回波信号与发射信号在振幅、频率和相位调制等方面存在相关性，而不同告警设备的工作原理不同，其获取目标距离、角度、速度信息的原理也不尽相同，但其发射信号的调制样式又与它对目标信息的检测原理密切相关，因此，实现欺骗性干扰必须准确地掌握攻击设备获取目标距离、角度和速度信息的原理和其发射信号调制中的一些关键参数，有针对性地、合理地设计干扰的调制方式和调制参数，才能达到预期的干扰效果。

（二）实验方案

（1）首先根据不同种类的空间进攻武器的特点，对比分析研究其攻击原理及攻击能力。

（2）了解和分析典型军用航天装备系统的工作原理及结构特点，研究对空间

卫星的攻击方法。

（3）通过两种新型航天电子对抗武器研究其攻击技术。

（4）分析有源电子干扰对空间仪器系统的软攻击技术。

（5）运用计算机相关软件分析和验证所设计的攻击方法。

六、开展研究应具备的条件及已具备的条件，并估计在进行论文工作中可能遇到的困难与问题和解决措施

（一）应具备的条件及已具备的条件

应具备的条件包括：原理相关书籍、计算机等。

已具备条件包括：电子对抗相关书籍和计算机等。

（二）可能遇到的困难及问题和解决措施

（1）本课题难度相对较大，对空间仪器系统和空间武器装备知道的不是很多，对其攻击技术的相关知识尤为缺乏，因此需要老师的指导。

（2）本课题中所涉及的相关原理，技术分析都需要一定的资料进行参考，而这些资料都不怎么容易找到。

（3）开展设计过程中会需要大量的资料和分析，因此我们需要较多的专业知识。我同时又是一名从部队考到国防科大的战士学员，无论基础知识还是专业知识可能和青年学员有一定的差距，希望通过导师的帮助与自己的努力尽量缩小与他们之间的差距，做个合格的毕业学员。

七、论文研究的进展计划

八、课题所需器材、设备清单

相关资料和书籍、计算机，以及英语翻译器材等。