控制系統國內標準概況及標準規劃建議

宋軼姝 齊鳴

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

控制系統國內標準概況及標準規劃建議

宋軼姝1齊鳴2

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

文 摘：簡要介紹控制系統國內標準現狀，結合控制系統相關技術發展趨勢，選取控制系統中精確制導、電子系統綜合和抗干擾等幾個關鍵技術發展方向，提出標準規劃與制定建議。

控制制導系統；標準體系；航天飛行器標準。

控制制導系統是導彈及運載火箭的重要組成部分，它含有飛行控制系統 （導航、制導、姿態控制、彈上電路綜合等）和地面測試、發射控制系統。控制制導系統集研究、設計、試驗和生產為一體，涉及硬件、軟件等多種學科領域。隨著導彈及運載火箭控制制導系統技術的深入發展，特別是對戰略導彈控制系統作戰能力的日益重視，國內導彈武器及運載火箭研制部門積極開展了導彈及運載火箭控制制導系統的相關技術研究工作，制定了相當數量的控制制導系統研制、測試和試驗等方面的標準。標準覆蓋各個層級，包括國家標準、國家軍用標準、行業標準、集團公司標準、院級標準和廠所標準，為控制制導專業發展提供了很好的技術支撐和基礎保障。

1 現有控制系統標準體系

通過對控制系統標準進行全面系統梳理及深入分析，將我國控制制導標準分為系統總體標準、系統仿真與軟件標準、分系統設計與產品標準。控制系統標準體系框架如圖1所示。

1.1 系統總體標準

我國現有控制制導系統總體標準涵蓋運載火箭與導彈制導控制系統總體標準、航天器與軌道控制系統總體標準、臨近空間飛行器制導與控制系統總體標準、控制系統相關的術語和基本定義標準的內容，如GJB 1304-1991《戰略導彈控制系統通用規范》、GJB 3588-1999《導彈控制系統術語》和QJ 20486-2016《地地彈道導彈控制系統環境試驗方法》等。標準涉及專業術語、參數符號、控制系統總體性的設計準則與要求、計算方法、研制程序、測試方法、精度試驗與環境試驗等的試驗方法、精度評定等內容。系統總體標準對于控制制導系統總體的設計、試驗和產品評估等方面都有較好的規范作用。但是，臨近空間飛行器的研制時間比較短，相關標準還不夠完善，仍需及時總結提煉工程經驗、進行系統規劃并集中制定相關標準，為產品的研制、應用做好支撐。此外，一些標準標齡過長，有必要根據技術的發展和需求，及時規劃和組織標準的修訂工作。

1.2 系統仿真與軟件標準

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

1.3 分系統設計與產品標準

控制制導系統設備標準可按控制系統產品類型分為慣性系統設計與產品標準、控制計算機設計與產品標準、伺服機構設計與產品標準、地面測發控系統及地面設備設計與產品標準、彈上電氣系統與數據傳輸系統標準以及其他設備標準等。

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

控制計算機設計與產品標準包括：彈載計算機及相關產品的設計要求、試驗要求標準及產品規范，如 QJ 2957-1997《彈 （箭）計算機設計規范》、QJ 3318-2008《彈 （箭）載計算機試驗要求》 等。

伺服機構設計與產品標準包括：伺服機構設計要求、測試與試驗方法標準及產品規范，如GJB 1020A-2004《導彈液壓伺服系統通用規范》、QJ 20210-2012《戰術導彈電動伺服機構測試方法》 等。

地面測發控系統及地面設備設計與產品標準包括：測發控系統要求、發射場測試標準及地面設備通用規范，如GJB 1306A-2008《戰略導彈測試發射控制系統設備通用規范》、QJ 2277A-2004《地地導彈控制系統發射陣地測試方法》 等。

彈上電氣系統與數據傳輸系統標準包括：彈上電纜網、配電器、電池等的設計要求標準與產品規范，數據總線、傳輸等方面的設計與測試方法標準，IP核、SoC、FPGA等技術相關標準，如QJ 1977A-2007 《導彈運載火箭上電纜網通用規范》、QJ 3304-2008《彈箭上電氣系統CAN總線應用要求》等。

其他設備標準主要為導引頭、導航接收機等設備的設計、測試、試驗方法標準及產品規范。

分系統設計與產品標準內容較為全面，在控制系統標準中數量占比最大。但是，隨著新產品的涌現和新的測試、試驗、評估方法的使用，仍應及時提煉總結工程經驗，對現有的標準進行修訂并制定新的相關標準。

2 控制系統關鍵技術發展方向及標準制定建議

2.1 精確制導技術標準

隨著美國、日本等國軍事力量的發展和美國“亞太再平衡”戰略的實施，眾多新型武器裝備將逐漸部署到我國周邊敏感地區，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、高價值地面目標精確制導技術開展研究，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。

國內已有一些精確制導相關的技術標準，但質量有待進一步提高，尤其是對地、空間攻防領域末制導技術應用相對較晚，相應標準較少，不能滿足技術發展需求，應加強相關標準的規劃和制定。此外，在戰略導彈系統精確制導技術實際應用方面，如目標特性、目標探測、信息處理、導引控制、仿真評估等專業技術領域的標準制定應足夠重視，以滿足未來精確制導技術發展需求。

2.2 電子系統綜合技術標準

戰略導彈控制系統集成設計技術是航天系統中的核心技術之一。參考武器裝備體系化、信息化發展對導彈控制系統的技術需求、武器系統實戰化的需求、武器系統國產化發展對導彈控制系統的技術需求等多方面因素，未來武器裝備對控制系統的要求除了傳統的可靠性、體積、重量和精度等指標外，針對信息化和體系作戰的需求，未來控制系統必須具備強大的信息處理能力和信息交換能力。因此，必須提升產品模塊化、標準化和通用化水平。

在以上需求的牽引下，控制系統技術標準應加強綜合電子、軟硬件協同設計、單機模塊化設計、總線技術等方面標準的規劃和制定。具體包含控制系統模塊化開放智能架構、模塊化開放智能系統高速總線、電子控制時間管理、系統接口、單機接口、測試模塊、時序處理模塊、電源模塊以及相應的試驗驗證等標準。

2.3 復雜環境下抗干擾技術標準

復雜戰場環境下面臨各種干擾和威脅，需要進行分析和規避。戰略導彈控制系統電子儀器設備數量多而且分布密集，因而在當今戰場環境下各類電子儀器設備受電磁干擾影響的問題變的越發突出，干擾的防護和抑制以及實現電子設備電磁兼容等變得更加困難。因此，面對現今戰場電子對抗的飛速發展與制電磁權概念的提出，突破現有的電磁干擾抑制技術、應對未來可能更加惡劣的電磁環境、研發抵抗電磁干擾與攻擊的軟硬件綜合集成防護技術十分迫切。

目前，國內相關的標準較少，應針對技術需求著重開展控制系統抗干擾設計、干擾對抗系統設計、抗電磁干擾和核爆干擾的機構設計、抗核加固特殊材料、新型導電材料、屏蔽技術、隔離技術、搭接技術以及密封技術等的標準研究、規劃和制定工作。

以上是筆者通過對國內現有控制系統標準情況進行分析與研究后形成的看法，希望對控制系統專業的科研人員了解標準整體情況有所幫助。關于標準體系框架的劃分，并沒有統一的規則，可以根據實際使用情況及側重點不同，采用不同的劃分方法。

宋軼姝 （1979年—），女，高級工程師，現從事航天控制系統標準化研究工作。

齊鳴 （1978年—），女，高級工程師， 現從事人力資源管理工作