前言
导弹试验靶场测控系统(下面简称测控系统或系统)的设计和实现是一项复杂的系统工程,本书论述的是该系统总体设计的原理和方法,这是随导弹试验逐步发展起来的一个新的专业,从起步到现在尚不足60年。“总体”的含义很广,主要指事物的整体和全局。系统顶层的规划、分析及协调与管理等宏观事项在工程上总称系统总体,20世纪中后期形成的系统工程即是对各类系统总体的科学总结和概括,属系统科学。
系统科学体系涵盖四个科学层次,即系统哲学、系统基础科学、系统方法科学及系统应用科学。系统工程是将系统科学的理论和方法应用于人们的实践活动,属于应用科学层次。因系统工程主要是在理论上研究解决系统性问题的原理和方法,它需与实际工程系统结合起来方能产生实效,所以各具体系统还需有自身的系统总体来实现这种理论与实践的结合。从系统工程角度,可将系统总体视为基于系统工程原理,紧贴工程实体,面向具体工程系统的理论和方法,涵盖系统的顶层规划、分析、设计、综合及协调管理等多方面工作。
“总体”既是观念也是方法,对于复杂大系统的认识和研究,如果没有系统总体,必定会“剪不断,理还乱”。老一辈著名科学家钱学森先生深知靶场测控系统的复杂性和重要性,在事业起步之初即倡导成立专业的研究所,专门主管靶场测控系统总体方面的研究和设计。这个专业经过近半个世纪的发展各方面已基本完善,不仅能全面完成系统规划、设计、研制、试验,即系统工程各个环节的任务,而且解决系统性问题的能力也有长足进步,已完成从定性分析为主到定性与定量分析相结合,再到现在的定量分析为主、定性判断为辅的转变,依靠积累的专业知识和工程经验及现代科学技术手段,该领域内的大部分系统性问题均可进行定量分析,保证科学决策。
测控系统总体涉及方方面面,显得事情较“杂”,加之部分系统总体人员工作中有重实操、轻理论的偏向,致使在部分人的眼中总体工作就是一揽子事务。为建立对测控系统总体的正确认识,更主要的是为促进这个专业的进一步发展,有必要对靶场测控系统总体方面的知识和经验进行总结、梳理,以提高理论水平、明确其科学定位,这就是编写本书的初衷。
靶场测控系统总体既包括技术方面的工作,也包括组织与协调管理方面的工作,本书旨在论述技术内容,即围绕测控系统总体设计,阐述其原理和方法。全书共分11章,按内容可归纳为四大部分: 第一,说明测控系统在导弹试验中的地位和作用,总体设计的主要任务、要求与实现过程,以及基本的步骤和方法; 第二,介绍与总体设计分析相关的基础知识,包括导弹测控中常用的坐标系统和时间系统、测控目标与环境; 第三,介绍外测、遥测与安控及其他一些主要测控设备的基本原理特征与主要指标的设计分析方法; 第四,论述系统的综合集成与关键技术指标的分析方法,包括系统接口设计与集成、关键性能计算分析、试验鉴定及优化设计等方面的内容。四部分内容相互衔接,既概要介绍了测控系统总体设计的基本原理,又系统地说明了导弹飞行试验所需的时空知识,重点阐述了测控系统组成与环境、主要战技指标论证、系统集成与试验鉴定、系统优化等方面的原理和方法,试图综合形成一个完整的专业知识体系。本书比较系统地总结了多年工程实践经验,理论结合实际,对于开展测控系统设计工作具有实际参考价值,可供从事本专业的工程技术和研究人员参考,也可作为导弹航天试验与测控等相关专业人员和高等院校师生的参考资料。
本书由成求青研究员、李波研究员、余浩章和邓洛凤工程师合作而成,其中,李波参与完成了本书第1、2、5、8、10章的编写及全书的修改校对; 余浩章参与完成了本书的第4章; 邓洛凤参与完成了本书的第3章; 成求青负责其余章节的编写与全书统稿。本书是在北京跟踪与通信技术研究所领导和有关部门的大力支持与帮助下完成的,在编写过程中得到了许多同事的帮助。钱卫平、董光亮、吴正容和朱天林4位研究员对本书的编写和出版给予了极大的关心和支持,孙威副研究员、马岩副研究员、陈凌晖工程师给予了具体的指导,做了大量的组织工作,郭军海研究员、白广周研究员、李巍研究员、王青伟研究员、杜曼高级工程师等提出了许多宝贵意见和建议,李玉书研究员、王海芳副研究员、赵华工程师、苑刚工程师等提供了一些宝贵的参考资料,陈宜稳工程师、党宏杰工程师、余文广工程师分担了作者的大量烦琐工作。在此,对他们的热情帮助和辛勤劳动表示衷心的感谢。
由于编者理论和学术水平有限,书中难免有疏漏或错误之处,敬请读者不吝赐教。
作者
2014年7月于北京