宋軼姝 齊鳴

（1航天標(biāo)準化研究所，北京，100071；2上海航天技術(shù)研究院，上海，201109）

控制系統(tǒng)國內(nèi)標(biāo)準概況及標(biāo)準規(guī)劃建議

宋軼姝1齊鳴2

（1航天標(biāo)準化研究所，北京，100071；2上海航天技術(shù)研究院，上海，201109）

文 摘：簡要介紹控制系統(tǒng)國內(nèi)標(biāo)準現(xiàn)狀，結(jié)合控制系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢，選取控制系統(tǒng)中精確制導(dǎo)、電子系統(tǒng)綜合和抗干擾等幾個關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展方向，提出標(biāo)準規(guī)劃與制定建議。

控制制導(dǎo)系統(tǒng)；標(biāo)準體系；航天飛行器標(biāo)準。

控制制導(dǎo)系統(tǒng)是導(dǎo)彈及運載火箭的重要組成部分，它含有飛行控制系統(tǒng) （導(dǎo)航、制導(dǎo)、姿態(tài)控制、彈上電路綜合等）和地面測試、發(fā)射控制系統(tǒng)?？刂浦茖?dǎo)系統(tǒng)集研究、設(shè)計、試驗和生產(chǎn)為一體，涉及硬件、軟件等多種學(xué)科領(lǐng)域。隨著導(dǎo)彈及運載火箭控制制導(dǎo)系統(tǒng)技術(shù)的深入發(fā)展，特別是對戰(zhàn)略導(dǎo)彈控制系統(tǒng)作戰(zhàn)能力的日益重視，國內(nèi)導(dǎo)彈武器及運載火箭研制部門積極開展了導(dǎo)彈及運載火箭控制制導(dǎo)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)研究工作，制定了相當(dāng)數(shù)量的控制制導(dǎo)系統(tǒng)研制、測試和試驗等方面的標(biāo)準。標(biāo)準覆蓋各個層級，包括國家標(biāo)準、國家軍用標(biāo)準、行業(yè)標(biāo)準、集團公司標(biāo)準、院級標(biāo)準和廠所標(biāo)準，為控制制導(dǎo)專業(yè)發(fā)展提供了很好的技術(shù)支撐和基礎(chǔ)保障。

1 現(xiàn)有控制系統(tǒng)標(biāo)準體系

通過對控制系統(tǒng)標(biāo)準進行全面系統(tǒng)梳理及深入分析，將我國控制制導(dǎo)標(biāo)準分為系統(tǒng)總體標(biāo)準、系統(tǒng)仿真與軟件標(biāo)準、分系統(tǒng)設(shè)計與產(chǎn)品標(biāo)準?？刂葡到y(tǒng)標(biāo)準體系框架如圖1所示。

1.1 系統(tǒng)總體標(biāo)準

我國現(xiàn)有控制制導(dǎo)系統(tǒng)總體標(biāo)準涵蓋運載火箭與導(dǎo)彈制導(dǎo)控制系統(tǒng)總體標(biāo)準、航天器與軌道控制系統(tǒng)總體標(biāo)準、臨近空間飛行器制導(dǎo)與控制系統(tǒng)總體標(biāo)準、控制系統(tǒng)相關(guān)的術(shù)語和基本定義標(biāo)準的內(nèi)容，如GJB 1304-1991《戰(zhàn)略導(dǎo)彈控制系統(tǒng)通用規(guī)范》、GJB 3588-1999《導(dǎo)彈控制系統(tǒng)術(shù)語》和QJ 20486-2016《地地彈道導(dǎo)彈控制系統(tǒng)環(huán)境試驗方法》等。標(biāo)準涉及專業(yè)術(shù)語、參數(shù)符號、控制系統(tǒng)總體性的設(shè)計準則與要求、計算方法、研制程序、測試方法、精度試驗與環(huán)境試驗等的試驗方法、精度評定等內(nèi)容。系統(tǒng)總體標(biāo)準對于控制制導(dǎo)系統(tǒng)總體的設(shè)計、試驗和產(chǎn)品評估等方面都有較好的規(guī)范作用。但是，臨近空間飛行器的研制時間比較短，相關(guān)標(biāo)準還不夠完善，仍需及時總結(jié)提煉工程經(jīng)驗、進行系統(tǒng)規(guī)劃并集中制定相關(guān)標(biāo)準，為產(chǎn)品的研制、應(yīng)用做好支撐。此外，一些標(biāo)準標(biāo)齡過長，有必要根據(jù)技術(shù)的發(fā)展和需求，及時規(guī)劃和組織標(biāo)準的修訂工作。

1.2 系統(tǒng)仿真與軟件標(biāo)準

我國現(xiàn)有控制制導(dǎo)系統(tǒng)仿真與軟件標(biāo)準涵蓋仿真術(shù)語以及導(dǎo)彈、運載火箭、航天器、臨近空間飛行器的仿真設(shè)計要求、仿真計算方法、仿真試驗要求與方法，軟件的設(shè)計規(guī)范與驗證方法等內(nèi)容，如GB/T 32297-2015 《航天控制系統(tǒng)仿真要求》、QJ 2187A-2008 《彈道式導(dǎo)彈和運載火箭飛行軟件仿真試驗要求》和QJ 20319-2013《彈道導(dǎo)彈SAR景像匹配復(fù)合制導(dǎo)系統(tǒng)半實物仿真試驗要求》等。系統(tǒng)仿真與軟件標(biāo)準數(shù)量不多，但對于控制制導(dǎo)仿真試驗的開展以及飛行軟件設(shè)計方面的作用非?？捎^。隨著計算機技術(shù)的進步以及組合導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展，工程上也不斷在進行新的仿真技術(shù)與方法的研究和驗證工作，在今后的標(biāo)準化工作中，仍需加大這方面標(biāo)準的規(guī)劃和制定力度，進一步完善這方面的標(biāo)準。

1.3 分系統(tǒng)設(shè)計與產(chǎn)品標(biāo)準

控制制導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)備標(biāo)準可按控制系統(tǒng)產(chǎn)品類型分為慣性系統(tǒng)設(shè)計與產(chǎn)品標(biāo)準、控制計算機設(shè)計與產(chǎn)品標(biāo)準、伺服機構(gòu)設(shè)計與產(chǎn)品標(biāo)準、地面測發(fā)控系統(tǒng)及地面設(shè)備設(shè)計與產(chǎn)品標(biāo)準、彈上電氣系統(tǒng)與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)標(biāo)準以及其他設(shè)備標(biāo)準等。

慣性系統(tǒng)設(shè)計與產(chǎn)品標(biāo)準包括：慣性平臺系統(tǒng)、捷聯(lián)慣性系統(tǒng)、慣性基組合系統(tǒng)、陀螺儀、加速度計等的設(shè)計、測試標(biāo)準及產(chǎn)品規(guī)范，如GJB 1408-1992《航天慣性平臺通用規(guī)范》、QJ 20137-2012《撓性捷聯(lián)慣性測量系統(tǒng)設(shè)計要求》、GJB 1195A-2008《速率陀螺儀通用規(guī)范》和GJB 2426A-2004《光纖陀螺儀測試方法》等。

控制計算機設(shè)計與產(chǎn)品標(biāo)準包括：彈載計算機及相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計要求、試驗要求標(biāo)準及產(chǎn)品規(guī)范，如 QJ 2957-1997《彈 （箭）計算機設(shè)計規(guī)范》、QJ 3318-2008《彈 （箭）載計算機試驗要求》 等。

伺服機構(gòu)設(shè)計與產(chǎn)品標(biāo)準包括：伺服機構(gòu)設(shè)計要求、測試與試驗方法標(biāo)準及產(chǎn)品規(guī)范，如GJB 1020A-2004《導(dǎo)彈液壓伺服系統(tǒng)通用規(guī)范》、QJ 20210-2012《戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈電動伺服機構(gòu)測試方法》 等。

地面測發(fā)控系統(tǒng)及地面設(shè)備設(shè)計與產(chǎn)品標(biāo)準包括：測發(fā)控系統(tǒng)要求、發(fā)射場測試標(biāo)準及地面設(shè)備通用規(guī)范，如GJB 1306A-2008《戰(zhàn)略導(dǎo)彈測試發(fā)射控制系統(tǒng)設(shè)備通用規(guī)范》、QJ 2277A-2004《地地導(dǎo)彈控制系統(tǒng)發(fā)射陣地測試方法》 等。

彈上電氣系統(tǒng)與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)標(biāo)準包括：彈上電纜網(wǎng)、配電器、電池等的設(shè)計要求標(biāo)準與產(chǎn)品規(guī)范，數(shù)據(jù)總線、傳輸?shù)确矫娴脑O(shè)計與測試方法標(biāo)準，IP核、SoC、FPGA等技術(shù)相關(guān)標(biāo)準，如QJ 1977A-2007 《導(dǎo)彈運載火箭上電纜網(wǎng)通用規(guī)范》、QJ 3304-2008《彈箭上電氣系統(tǒng)CAN總線應(yīng)用要求》等。

其他設(shè)備標(biāo)準主要為導(dǎo)引頭、導(dǎo)航接收機等設(shè)備的設(shè)計、測試、試驗方法標(biāo)準及產(chǎn)品規(guī)范。

分系統(tǒng)設(shè)計與產(chǎn)品標(biāo)準內(nèi)容較為全面，在控制系統(tǒng)標(biāo)準中數(shù)量占比最大。但是，隨著新產(chǎn)品的涌現(xiàn)和新的測試、試驗、評估方法的使用，仍應(yīng)及時提煉總結(jié)工程經(jīng)驗，對現(xiàn)有的標(biāo)準進行修訂并制定新的相關(guān)標(biāo)準。

2 控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展方向及標(biāo)準制定建議

2.1 精確制導(dǎo)技術(shù)標(biāo)準

隨著美國、日本等國軍事力量的發(fā)展和美國“亞太再平衡”戰(zhàn)略的實施，眾多新型武器裝備將逐漸部署到我國周邊敏感地區(qū)，并對我國國土安全形成更大的威脅。因此，迫切需要針對海面/水下新型艦艇、高價值地面目標(biāo)精確制導(dǎo)技術(shù)開展研究，以遏制和打擊新型高性能武器裝備，維護我國國土安全和利益。

國內(nèi)已有一些精確制導(dǎo)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準，但質(zhì)量有待進一步提高，尤其是對地、空間攻防領(lǐng)域末制導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用相對較晚，相應(yīng)標(biāo)準較少，不能滿足技術(shù)發(fā)展需求，應(yīng)加強相關(guān)標(biāo)準的規(guī)劃和制定。此外，在戰(zhàn)略導(dǎo)彈系統(tǒng)精確制導(dǎo)技術(shù)實際應(yīng)用方面，如目標(biāo)特性、目標(biāo)探測、信息處理、導(dǎo)引控制、仿真評估等專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的標(biāo)準制定應(yīng)足夠重視，以滿足未來精確制導(dǎo)技術(shù)發(fā)展需求。

2.2 電子系統(tǒng)綜合技術(shù)標(biāo)準

戰(zhàn)略導(dǎo)彈控制系統(tǒng)集成設(shè)計技術(shù)是航天系統(tǒng)中的核心技術(shù)之一。參考武器裝備體系化、信息化發(fā)展對導(dǎo)彈控制系統(tǒng)的技術(shù)需求、武器系統(tǒng)實戰(zhàn)化的需求、武器系統(tǒng)國產(chǎn)化發(fā)展對導(dǎo)彈控制系統(tǒng)的技術(shù)需求等多方面因素，未來武器裝備對控制系統(tǒng)的要求除了傳統(tǒng)的可靠性、體積、重量和精度等指標(biāo)外，針對信息化和體系作戰(zhàn)的需求，未來控制系統(tǒng)必須具備強大的信息處理能力和信息交換能力。因此，必須提升產(chǎn)品模塊化、標(biāo)準化和通用化水平。

在以上需求的牽引下，控制系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準應(yīng)加強綜合電子、軟硬件協(xié)同設(shè)計、單機模塊化設(shè)計、總線技術(shù)等方面標(biāo)準的規(guī)劃和制定。具體包含控制系統(tǒng)模塊化開放智能架構(gòu)、模塊化開放智能系統(tǒng)高速總線、電子控制時間管理、系統(tǒng)接口、單機接口、測試模塊、時序處理模塊、電源模塊以及相應(yīng)的試驗驗證等標(biāo)準。

2.3 復(fù)雜環(huán)境下抗干擾技術(shù)標(biāo)準

復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下面臨各種干擾和威脅，需要進行分析和規(guī)避。戰(zhàn)略導(dǎo)彈控制系統(tǒng)電子儀器設(shè)備數(shù)量多而且分布密集，因而在當(dāng)今戰(zhàn)場環(huán)境下各類電子儀器設(shè)備受電磁干擾影響的問題變的越發(fā)突出，干擾的防護和抑制以及實現(xiàn)電子設(shè)備電磁兼容等變得更加困難。因此，面對現(xiàn)今戰(zhàn)場電子對抗的飛速發(fā)展與制電磁權(quán)概念的提出，突破現(xiàn)有的電磁干擾抑制技術(shù)、應(yīng)對未來可能更加惡劣的電磁環(huán)境、研發(fā)抵抗電磁干擾與攻擊的軟硬件綜合集成防護技術(shù)十分迫切。

目前，國內(nèi)相關(guān)的標(biāo)準較少，應(yīng)針對技術(shù)需求著重開展控制系統(tǒng)抗干擾設(shè)計、干擾對抗系統(tǒng)設(shè)計、抗電磁干擾和核爆干擾的機構(gòu)設(shè)計、抗核加固特殊材料、新型導(dǎo)電材料、屏蔽技術(shù)、隔離技術(shù)、搭接技術(shù)以及密封技術(shù)等的標(biāo)準研究、規(guī)劃和制定工作。

以上是筆者通過對國內(nèi)現(xiàn)有控制系統(tǒng)標(biāo)準情況進行分析與研究后形成的看法，希望對控制系統(tǒng)專業(yè)的科研人員了解標(biāo)準整體情況有所幫助。關(guān)于標(biāo)準體系框架的劃分，并沒有統(tǒng)一的規(guī)則，可以根據(jù)實際使用情況及側(cè)重點不同，采用不同的劃分方法。

宋軼姝 （1979年—），女，高級工程師，現(xiàn)從事航天控制系統(tǒng)標(biāo)準化研究工作。

齊鳴 （1978年—），女，高級工程師， 現(xiàn)從事人力資源管理工作