光学设备在现代民用和军事领域，发挥着越来越重要的作用。本书立足于靶场光学设备的测量技术和任务要求，把系统工程学的原理和方法应用于光学设备的设计研制过程，探索光学设备全寿命周期的规律性。本书将系统工程的概念、方法学与光学设备论证过程、光学设备设计过程、光学设备探测方法、光学设备检测方法、光学成像应用等联系起来，论述运用系统工程的概念和方法学驱动光学设备的设计、开发、生产制造、集成测试、交付应用、技术保障、退役和处置的全寿命周期。

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1997.9~2001.7 沈阳航空工业学院 计算机科学与工程 学士 2001.9~2004.3 中国科学院西安光学精密机械研究所 信号与信息系统 硕士 2004.3~2007.7 中国科学院西安光学精密机械研究所 光学工程 博士 2007.7~2009.7 中国科学院西安光学精密机械研究所 副研究员 2009.7~2013.11 中国科学院西安光学精密机械研究所 副主任 2013.11~2016.10 中国科学院西安光学精密机械研究所 主任 2016.10~2018.10 中国科学院西安光学精密机械研究所 所长助理、主任 2023年入选国家科技创新领军人才

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 靶场光学设备特征 1
1.1.1 应用特征 1
1.1.2 发展特征 3
1.2 光学设备基本原理 4
1.2.1 总体指标设计流程 4
1.2.2 指标分配与论证 6
1.2.3 系统主导性技术分析 10
1.2.4 光学设备后期主要故障分布情况分析 12
1.3 光学设备研制的系统工程意义 13
参考文献 15
第2章 系统工程在光学系统中的应用 16
2.1 系统工程概论 16
2.1.1 系统工程的形成与发展 16
2.1.2 系统工程的部分定义 18
2.1.3 系统工程开发过程 19
2.2 光学系统模型 21
2.3 系统工程规范与利益相关者 23
2.3.1 系统工程规范及要素 23
2.3.2 利益相关者的确定 25
2.3.3 利益相关者的需求 28
2.4 系统运行使用概念与项目范围 31
2.4.1 系统运行使用概念 31
2.4.2 项目范围 32
2.5 可行性研究 34
2.5.1 可行性与风险类别 35
2.5.2 可行性研究的方法、应用与评估 36
2.5.3 可行性需求确定 38
2.5.4 权衡研究 40
2.5.5 备选方案评估 42
2.5.6 可行性与风险之间的关联性 43
小结 44
参考文献 45
第3章 光学设备、系统测试与评估 46
3.1 光学设备 46
3.1.1 光学设备测量原理 46
3.1.2 靶场光学设备分类 46
3.1.3 靶场光学设备系统组成 47
3.1.4 光学设备的设计原则 51
3.1.5 光学系统成像特性类别分析 53
3.1.6 大气传输特性 56
3.2 系统测试方法学 57
3.2.1 评定方法和工具 58
3.2.2 测试的策划和准备 59
3.3 系统测试和评估 63
3.3.1 系统测试和评估的一般概念 63
3.3.2 系统生命周期和测试 64
3.3.3 测试类别及一体化测试 66
3.4 光学系统测试 67
3.4.1 性能测试 68
3.4.2 指标测试 72
3.4.3 组装测试 74
3.5 光学系统测试方法与技术条件 76
3.5.1 光学系统测试环境 76
3.5.2 光学系统测试方法 78
3.5.3 光学系统测试应用与设备 81
小结 82
参考文献 83
第4章 光学设备研制规律 84
4.1 核心与支撑 85
4.1.1 光学镜头 85
4.1.2 光学探测器 87
4.1.3 跟踪系统 89
4.1.4 计算机系统 91
4.2 指标体系的关联性 93
4.2.1 指标体系的关联性原则 93
4.2.2 目标特性分析 95
4.2.3 典型天气探测能力分析 97
4.2.4 远距离弱目标高灵敏探测需求分析 99
4.2.5 可靠捕获及稳定跟踪能力 105
4.3 指标分配 107
4.3.1 设备指标体系 107
4.3.2 主要功能要求 110
4.3.3 主要战术技术指标要求 111
4.3.4 指标优化主导性技术分析 112
4.4 靶场光学设备类别及应用期技术分析 114
4.4.1 靶场光学设备类别 114
4.4.2 应用期技术分析 115
4.5 基础检测体系建设 117
4.5.1 经纬仪铸件探伤试验 117
4.5.2 主镜系统冲击振动试验 117
4.5.3 镜筒受力仿真试验 118
4.5.4 光学系统调制传递函数测试试验 118
4.5.5 光学系统杂散光测试试验 118
4.5.6 电子学系统高低温试验 119
4.5.7 黑体检定试验 119
4.5.8 公路运输试验 120
4.5.9 可靠性考核试验 120
4.5.10 软件测评试验 121
4.5.11 交付验收前检测 121
小结 121
参考文献 121
第5章 光学设备设计系统工程 123
5.1 设计原则 123
5.1.1 高品质成像 123
5.1.2 稳定可靠的捕获跟踪能力 123
5.1.3 目标红外特性高精度定量测量能力 124
5.1.4 真假目标识别能力 124
5.1.5 目标及背景红外辐射特性数据库 124
5.1.6 智能化 124
5.1.7 布站 124
5.1.8 可扩展性 125
5.2 规模设计 125
5.2.1 光学与机械结构 125
5.2.2 电子学部分 128
5.2.3 目标红外辐射特性测量 130
5.3 分系统工程设计 133
5.3.1 主光学、探测器及跟踪架分系统设计 133
5.3.2 光学系统设计 135
5.3.3 伺服控制分系统设计 141
5.3.4 气象测量分系统设计 145
5.3.5 标定与数据处理分系统设计 148
5.4 主要指标分析 155
5.4.1 探测距离分析 155
5.4.2 短波红外测量探测距离分析 159
5.4.3 中波红外测量探测距离分析 164
5.4.4 长波红外测量探测距离分析 168
5.4.5 可见光实况景象测量系统探测距离分析 173
5.4.6 标定精度分析 179
5.4.7 指向精度分析 183
小结 186
参考文献 187
第6章 光学设备设计管理 189
6.1 可靠性设计 189
6.1.1 概述 189
6.1.2 技术指标 190
6.1.3 系统可靠性模型 190
6.1.4 可靠性分配 191
6.1.5 可靠性预计 192
6.1.6 故障模式影响及危害性分析 192
6.1.7 可靠性设计准则与措施 193
6.2 维修性设计 198
6.2.1 概述 198
6.2.2 技术指标 198
6.2.3 维修性建模 198
6.2.4 维修性分配 199
6.2.5 维修性预计 199
6.2.6 维修性设计原则 199
6.2.7 维修性设计方法 199
6.3 安全性设计 200
6.3.1 概述 200
6.3.2 安全性设计要求 200
6.3.3 危险分析与决策 202
6.3.4 安全性设计准则 202
6.3.5 安全性设计措施 205
6.4 环境适应性设计 208
6.4.1 概述 208
6.4.2 光学系统防风沙、防腐蚀、防潮湿、防霉菌设计 208
6.4.3 结构防风沙、防腐蚀、防潮湿、防霉菌设计 209
6.4.4 热处理和表面防护措施 209
6.4.5 电控防风沙、防腐蚀、防潮湿、防霉菌设计 210
6.4.6 方舱车防风沙、防腐蚀、防潮湿、防霉菌设计 210
6.4.7 设备的防鼠咬、防虫蛀设计 210
6.4.8 电控部分的“三防”设计 211
6.4.9 防锈蚀设计 211
6.4.10 抗太阳辐射设计 212
6.4.11 温度环境防护设计 212
6.5 保障性设计 214
6.5.1 概述 214
6.5.2 保障性设计要求 215
6.5.3 保障性设计措施 215
6.5.4 保障性设计结论 216
6.6 测试性设计 216
6.6.1 概述 216
6.6.2 测试性建模 216
6.6.3 测试性设计准则 216
6.6.4 关键测试参数选择要求 217
6.6.5 测试点布局要求 217
6.6.6 测试点要求 217
6.6.7 自动检测功能要求 217
6.6.8 兼容性要求 217
6.6.9 综合测试能力要求 218
6.6.10 信息管理 218
6.6.11 测试性设计措施 218
6.6.12 关键测试监测类别设计 219
6.7 “三化”设计 220
6.7.1 通用化、系列化、组合化 220
6.7.2 信息化、自动化、人性化 221
小结 222
参考文献 222
第7章 光学系统的使用保障和退役处置 224
7.1 光学系统的使用保障 224
7.1.1 背景和定义 224
7.1.2 策划改进 228
7.1.3 一体化后勤保障 231
7.1.4 保障要素 234
7.1.5 系统生命周期后勤保障 242
7.2 光学系统的退役处置 245
7.2.1 背景 245
7.2.2 光学系统退役 246
7.2.3 光学系统处置方法 246
小结 248
参考文献 248