导弹的我军导弹制导方式式到底是怎么回事

导弹制导方式中的指令制导是怎么一回事儿呢?导弹制导方式中的指令制导是怎么一回事儿呢?环球军事哨兵百家号导弹制导方式中的指令制导是怎么一回事儿呢?指令制导,也被称为无线电指令制导,是现代化导弹武器系统,尤其是防空(舰空)导弹武器系统比较多采用的一种制导方式,主要是指利用无线电波将制导雷达站计算出的导弹飞行控制指令从地面发送到飞行中的导弹,不断控制导弹修正误差,实现对目标的逐渐逼近,进而追击或者拦截目标,并且最终将导弹引导至距离目标的适当距离(战斗部杀伤半径内),启动引信,依靠爆炸产生的冲击波和高速破片对目标造成毁伤。一般来说,指令制导的特点就是导弹的弹载仪表设备相对简单,重量轻,对弹载电源要求较低,但是对制导雷达的相对测角精度要求较高,因此比较适合使用在最大射程不超过50公里的中近程防空(舰空)导弹武器系统。举例来说,如果制导雷达测量目标与防空导弹的相对角偏差为0.2mrad,那么防空导弹在目标预计遭遇点的线偏差将会在10米左右,当防空导弹的战斗部杀伤半径在30米左右时,还能保证有效拦截或者摧毁目标,假设交战距离继续增加,则制导精度将无法保证。此外,在导弹的飞行过程中,制导雷达要始终对防空导弹进行跟踪照射,根据导弹的飞行状态,实时计算并发送指令,所以火力通道受限于制导雷达数量,转移火力较慢,较难应付来自多个方向的饱和式攻击。根据拦截目标的距离和防空(舰空)导弹的最大法向过载,指令制导的防空(舰空)导弹通常采用三点法、前置法、半前置法等导引方法。此外,随着军事技术的不断进步,针对指令制导导弹的上行指令传送、下行-导弹应答接收支路的阻塞式干扰和瞄准式欺骗手段也已经出现,这对指令制导导弹的作战使用带来了极大的影响,大幅度降低了指令制导导弹的命中概率。而且随着各种防区外空袭兵器的普遍应用,对现代化防空(舰空)导弹武器系统的最大交战距离也提出了更高的要求,指令制导导弹也难以满足。因此,新一代的防空(舰空)导弹武器系统基本上都采用复合制导方式,即在初制导或者中制导阶段依靠指令制导,在末制导阶段采用弹载雷达或者光电制导方式,实现具有高效率火控、对抗多目标、远程、大空域等特点的防空拦截作战能力。本文由百家号作者上传并发布,百家号仅提供信息发布平台。文章仅代表作者个人观点,不代表百度立场。未经作者许可,不得转载。环球军事哨兵百家号最近更新:简介:聚焦中国时事,了解更多的国际形势作者最新文章相关文章【图片】【科普】反坦克导弹的几种制导方式的介绍【最后一炮吧】_百度贴吧
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【科普】反坦克导弹的几种制导方式的介绍
世界上现有的反坦克导弹有:■俄罗斯AT-4反坦克导弹■俄罗斯AT--14反坦克导弹“短号”俄罗斯AT-15“”、AT-9&旋风”反坦克导弹■美国“陶”反坦克导弹■美国”龙”反坦克导弹■美国“海尔法”反坦克导弹■美国“”反坦克导弹■美国“”反坦克导弹■法国“沙蛇”反坦克导弹■法国、德国“米兰”反坦克导弹■法国、德国“”反坦克导弹■西欧“崔格特”中程反坦克导弹■日本79式“重马特”反坦克导弹■“比尔”反坦克导弹■意大利“麦夫”反坦克导弹■中国“红箭-8L”反坦克导弹■中国“红箭-9” 反坦克导弹系统中国的还有红箭10 和最新型号的红箭12反坦克导弹
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【反坦克弹体结构与功能】反坦克导弹主要由战斗部、动力装置、弹上制导装置和弹体组成。战斗部通常采用空心装药聚能破甲型。 有的采用高能炸药和双锥锻压成形药型罩,以提高金属射流的侵彻效率。还有的采用自锻破片战斗部攻击目标顶装甲。破甲威力主要用静破甲厚度和动破甲厚度表示,有的导弹战斗部静破甲厚度可达1400毫米。 动力装置通常指安装在导弹上的发动 机,用固体推进剂产生推力,以保证导弹获得所需速度和射程。在导弹飞行的不同速度段上,不同,起飞段(亦称增速段)推力较大,续航段推力较小。有的反坦克导弹上安装两台发动机,其中的起飞发动机赋予导弹起始速度,续航发动机用于保持导弹飞行速度。有的只装增速发动机,导弹增至一定速度后便作无动力惯性飞行。还有的只装续航发动机,导弹射出发射筒后具有一定速度,由续航发动机提供保持这一速度的续航力。弹上制导装置是的一部分,由弹上控制仪器、稳定飞行装置和控制机构等组成。其作用是将导引系统传输来的控制指令综合、放大,驱动控制机构,从而改变导弹飞行方向。寻的制导的反坦克导弹制导系统全部装在弹上。弹体是具有一定气动外形的壳体,由弹体外壳、弹翼、舵和尾翼组成。多数导弹弹体头部为尖形或椭圆形,中间呈圆柱形,尾部是截锥体形。弹翼通常为十字形。弹体气动布局有无尾式、 正常式、式3种类型。无尾式弹体的弹翼兼作尾翼,舵在弹翼后缘,弹翼提供升力及稳定力矩。这类弹体结构简单,适合于弹身短的导弹,为大多数反坦克导弹所采用。正常式弹体的弹翼和尾翼分开,尾翼兼作舵,适用于弹身较长的反坦克导弹。
【反坦克导弹的主要使用的几种制导方式】一场海湾战争显示出当今和未来战场的大纵深、立体化、信息化、集密综合火力支援以及快速机动等突出特点。因此,未来战争对反坦克导弹的首发命中率、抗干扰能力、全天候作战能力等提出了更高的要求。反坦克导弹的发展趋势是“发射后不用管”、全天候作战能力、自动目标识别以及较强的抗干扰能力等。这就促使在战场上曾扮演过重要角色的视线指令制导反坦克导弹逐步退役,反坦克导弹的导引体制由激光半主动向红外成像发展,由单模导引向多模导引发展,如红外/毫米波双模制导。而且,为适应“发射后不用管”和大面积反装甲的需要,毫米波末制导弹和末制导子母弹也呈现出良好的发展。【视线指令制导】视线指令制导反坦克导弹属反坦克导弹图七于第二代反坦克导弹。它采用光学瞄准、红外跟踪,导线传输指令、半自动制导。由于在制导系统中采用红外测角仪,构成红外半自动跟踪。这一代产品主要有法国和德国的“米兰”和“霍特”及其改进型,美国的“陶”和“龙”及其改进型,瑞典的“比尔”等。这一代反坦克导弹仍在服役。以“米兰”反坦克导弹为例说明这类导弹的制导原理。射手从可见光瞄准具或热像仪耦合到可见光瞄准具瞄准目标,发射导弹,导弹在向前飞行时向后抛放导线,导线将来自红外测角仪的指令传输到弹上,导弹在飞行中由尾部的红外信标向后发出2.2微米的红外辐射。红外测角仪据此信号测出导弹与目标瞄准线的误差,由制导装置处理后经导线传到弹上的控制机构修正导弹的飞行路线,直到击中目标。随着制导技术的迅速发展,这一代反坦克导弹正在逐步退役,英、法、德等国计划在1998年,由激光制导的中程“崔格特”(Trigat)和红外成像制导的远程“崔格特”取代“米兰”导弹。
【激光制导】激光制导反坦克导弹采取的制导方式主要有两类:寻的制导和指令制导。寻的制导有主动和半主动之分,迄今为止主要是半主动式。激光半主动制导是用单独的激光目标指示器照射目标,弹上导引头接收目标反射的激光,经过信号处理,形成控制指令控制导弹的飞行。 激光半主动制导能实现间接瞄准;可采用准比例导引法,导弹弹道特性好,对目标机动有一定适应性。激光半主动制导反坦克导弹的代表产品是美国的“海尔法”。指令制导主要是驾束制导。它是由地面激光发射系统向目标发射扫描编码脉冲,当导弹偏离激光束中心时,由弹上激光接收机解算装置检测出飞行误差,形成控制指令,控制导弹沿瞄准线飞行。激光驾束制导可实现测量与传输一体化,地面和弹上制导设备简单,探测方便,且最小攻击距离小,这类反坦克导弹的代表产品是英、法、德等国联合研制的中程“崔格特”,它用来取代现役的“米兰”导弹。 激光主动制导具有“发射后不用管”和攻击远距离目标的能力,所以日益引起人们的重视。这种制导武器已研制成功,由美国洛拉尔·沃特系统公司研制“低成本反装甲导弹”(LOCAAS)就是一种自主的、激光主动制导导弹。它能摧毁先进的装甲目标。该导弹可持续飞行30分钟,准确攻击180千米距离上的装甲目标。
【毫米波制导】毫米波波长介于微波与红外之间,所以具有独特的优势。毫米波制导技术有了惊人的发展,成为开发的热点。同微波雷达相比,毫米波雷达体积小、重量轻,提高了雷达的机动性与隐蔽性;波束窄、分辩力高,能进行目标识别与成像,有利于低角跟踪;频带宽、天线旁瓣低,有利于抗干扰。同激光与红外制导反装甲武器相比,毫米波制导反装甲武器在其传输窗口的大气衰减和损耗低,穿透云层、雾、尘埃和战场烟雾能力强,能在恶劣的气象和战场环境中正常工作。特别是毫米波制导和红外制导在使用和性能上互相补充,两者结合能取长补短,可得到很好的作战效果。因此,毫米波/红外复合制导成了最有前途的制导模式之一。国外研制的毫米波制导反坦克导弹有以下几种:美国反坦克导弹图九的空地反坦克导弹“沃斯普”(WASP),工作频率94吉赫。“沃斯普”可由F-16飞机携带,每架载24枚。这种导弹可单枚发射,也可多达12枚成束发射。美国正在研制的“幼畜(Maverick)AGM?65H”导弹,采用末段毫米波导引头。1991年9月进行了首次发射试验,而在其后进行的试验中,创造了4发4中的记录。“海尔法”导弹的一种改进型,称之为“长弓海尔法Ⅱ”型,采用毫米波导引头,以使之具有“发射后不管”和在恶劣气候条件下作战的能力。末制导子母弹与末制导炮弹普通炮弹具有射速快、初速高、运用灵活、能够连续发射以及后勤保障简单等优点,而导弹则威力大、命中精度高。末制导炮弹或末制导子母弹将两者相结合,可使火炮的战斗力大为提高。用这种方法对付敌方远距离的集群坦克、发射基地,是十分有效的作战方法。研制用红外或红外/毫米波复合制导的末制导子母弹和末制导炮弹,特别受到国内外的重视。 红外与毫米波在制导性能上互补。由于毫米波天线口径受弹体的限制,天线波束较宽,而红外波束窄。宽的毫米波波束有利于搜索,窄的红外波束可获得高精度方位信息。因此,红外/毫米波复合制导能较好地满足高精度制导的要求。末制导子母弹是一种将先进的传感器技术和爆炸成形弹丸技术应用于子母弹的新型弹药,把子母弹的面杀伤特点发展到攻击点目标。为了发挥常规火炮射击精度高的特长,末制导子母弹一般以子弹药的形式由母弹运送到目标区上空,抛出敏感子弹。子弹在下降过程中对目标区进行扫描搜索,敏感到目标时,便引爆“爆炸成形弹丸战斗部”,顶击坦克或装甲目标。末制导子母弹多由155毫米火炮发射,有时也用多管火箭炮发射。国外最著名的毫米波反坦克导弹图十末制导子母弹是美国的“萨达姆”(Sadarm)。“萨达姆”是摧毁大面积范围内装甲群目标的子母弹,利用母弹将多个具有红外/毫米波复合制导能力的子弹布洒在装甲群目标上空,这些智能子弹将会自动攻击各自的目标。在1994年4月进行的试验中,发射了13发“萨达姆”,结果有11发命中了目标。由德国GIWS财团1988年开始研制的“斯玛特”(SMART),为155毫米自动瞄准子母弹,采用毫米波/双色红外复合制导。母弹长899毫米,弹重46.5千克,内装2枚子弹,最大射程24千米。毫米波末制导的迫击炮弹有英国的“灰背隼”(Merlin)、英国等国研制的“鹰狮”Griffen)等等。英国BAE公司研制的“灰背隼”末制导炮弹,由81毫米迫击炮发射,弹长900毫米,弹重6千克,射程6千米,可从顶部攻击主战坦克、步兵战车和装甲运兵车。据专家估计,毁伤一辆坦克需要2~3发“灰背隼”弹。英、法、瑞士、意大利联合研制的120毫米末制导迫击炮弹“鹰狮”,被国外一些专家认为是当前最先进的灵巧迫击炮弹。“鹰狮”由英国宇航公司提供导引头和电子设备,导引头是从“灰背隼”改进而来。与“灰背隼”不同的是,“鹰狮”采用串联式聚能战斗部,以提高作战效能。 必须说明的是,中国的末制导炮弹也已经问世,并在央视新闻报道中公开露面;相信已经开始列装我军炮兵部队
【未来的发展趋势】应当指出的是,欧洲三国研制的反坦克导弹“崔格特”,由中程向远程的发展,是将制导体制由激光驾束更换为采用焦平面阵列的红外成像制导;“标枪”在竞争中,抛弃了激光驾束导和结构较为复杂的光纤制导,最后选中了基于焦平面阵列的红外成像制导。由图像制导取代视线指令制导和激光半主动制导,并由第一代的光机扫描向第二代的凝视焦平面阵列过渡,以及不断地提高智能化程度,这是反坦克导弹导引体制的发展趋势之一。反坦克导弹导引体制的另一发展趋势,是由单模向多模发展,如红外/毫米波、激光/红外成像、双色红外等等。而毫米波与红外复合制导将是最有前途的制导体制之一。毫米波和红外成像制导在使用和性能上互相补充,将两者结合长补短,可取得很好的作战效果。而双色红外/毫米波双模三波段复合制导的反坦克武器,由于毫米波频带宽和复合系统使用三波段工作,使敌方很难干扰,且目标的伪装和隐身也难以奏效。
日本的79式“杀马特导弹?!”
AT4怎么成俄罗斯的了
好高端的赶脚
【光纤制导】光纤制导导弹是一种利用光导纤维传输制导信息的一种新型战术导弹,主要用于打坦克,也可以打低空飞行的直升机。光纤制导导弹的头部装有微光电视摄像机或红外成象导引头,尾部有 一卷光纤与发射控制装置相联。导弹飞行时光纤从尾部放出,同时导引头的摄像机将拍摄的目标图象传到发射 控制装置,控制指令通过光纤传给导弹的制导系统,控制导弹命中目标。由于光纤传输的信息量大、频带宽、功 耗低、自身辐射极小,所以光纤制导导弹的目标识别能力强、制导精度高、抗干扰性好。光纤制导导弹目前仍 处于工程研制阶段,美国、法国、德国和巴西等国都在研制。其中巴西研制的一种光纤制导导弹,长1.5米,直径180毫米,可从地面、舰艇和飞机上发射,最大射程达 20公里;采用空心装药战斗部,可击穿1000毫米厚的钢装甲。我国产的红箭-10是一款新型多用途光纤制导导弹。光纤制导反坦克导弹的结构图红箭10用的就是光纤制导模式视频来自:以色列研制的光纤制导导弹。日本研制的96式重型反舟艇反坦克多用途导弹,该型导弹是世界上最早装备的光纤制导导弹系统。以色列长钉光纤制导反坦克导弹美军研制EFOGM光纤制导导弹,后因为需求变化下马。法德意三国联合研制的“独眼巨人”光纤制导导弹,与传统的金属导线相比,光纤具有直径小、质量轻、价格低廉、频宽高、信号衰减小等优势。在这样的传输特性下,光纤可以做到在一个方向传送图像的同时,在另一个方向传送指令。巴西fog-mpm光纤制导多用途导弹系统示意图.
光纤制导 的导弹
打几十公里
那光纤得有几十公里长?
导弹的尾焰不会烧断光纤?
看到导弹反射后导弹尾部的一根细细地的光纤没有?这是我国的AFT-7反坦克导弹。
【长钉-SR反坦克导弹】这个导弹有多种改性,可以在几乎任何条件下使用。长钉-SR反坦克导弹(SR是英文Shot Range的字头缩写,意为短程,它是长钉家族的新增型号,最大射程800米),是一种低成本、发射后不管的便携式反坦克导弹系统,不仅用于攻击装甲目标,还可攻击掩体、混凝土工事等多种目标,可以在封闭的空间发射,适合城市条件下的反坦克作战。性能介绍编辑2002年,长钉导弹与美国标枪反坦克导弹和两种欧洲导弹集团研制的反坦克武器系统(崔格特中程反坦克导弹和米兰-3反坦克导弹)竞争英国陆军的定单。标枪于1996年正式服役,是美军重点装备的反坦克导弹,其攻击威力大于 龙式,与陶-II改进型相当。它的整个系统全重22.3公斤,在一次性发射筒内可保存10年,操作程序便于掌握,发射方式多样。在机动近距离时,可由士兵携带使用;距离远时,可以从飞机上伞降空投,或从机动车辆上发射。高新技术的大量采用,使标枪近几年一直居于单兵便携式反坦克导弹排名的王者之位。在20世纪80年代后期,焦平面阵列技术取得了突破性发展,给轻型战术导弹采用红外成像寻的头(也叫红外传感系统,它由红外传感器和多模跟踪器组成)创造了条件。在便携式反坦克导弹行列之中,标枪第一个采用此种技术,成为标示轻型反装甲武器发展方向的标杆。其最大优势就是采用了焦平面阵列新技术,此阵列比指甲还要小,却有4096个探测单元,工作在8-10微米远红外波段,具有体积小、重量轻、功耗低和目标探测距离远等特点。它能在浓密的烟雾和黑暗环境中发现目标,并显示出清晰的图像让射手识别目标。装备的多模跟踪器配有微处理机,能够自动按搜索程序捕捉目标,按预编程序逻辑跟踪乃至命中目标,这使标枪成为世界上第一种“发射后不管”的中程反坦克导弹。对于顶部攻击和正面攻击两种导弹攻击方式的任一选择,射手只需摁一下发射选择钮即可实现。同时,针对现代主战坦克的装甲防护特点,标枪采用了两级串联式战斗部,先使用小型装药战斗部引爆反应装甲,而后用主装药战斗部攻击坦克主装甲。它的动力系统由串联在一起的起飞发动机和续航发动机组成。发射导弹时,用100毫秒时间点燃起飞发动机,使导弹低速飞出发射筒。待导弹飞出3米多安全距离后,便点燃功率大些的续航发动机,推动导弹飞向目标,最大射程可达两公里。由于初始推动的推力低,使用的又是低烟推进剂,形成了软发射,从而大大减少了发射时的后坐力、后喷焰和扬尘,增强了隐蔽性。这种特点使标枪可从狭小的建筑物内或掩蔽阵地上发射,因而很适合在城区作战中使用。与之竞争的长钉外形与标枪相仿,导弹加上发射筒全重13公斤,整个系统重26公斤。以色列拉斐尔公司的设计师们反复研究标枪,摸透其所长,并寻找它在使用方面的不足,然后造出自己的长钉,比标枪晚几年出世,吸收了新的科技信息,这也是优势。长钉的先进得益于采用了新型光导纤维技术,使它的红外成像传感系统的工作波长在3-5微米。此种光纤重量轻、直径小,一公里长的重量不过150克。电视摄像机和红外传感器能将目标图像经光纤传输给射手,不但传输质量很高,还能增加导弹射程,使长钉的射程优于标枪。便携式标枪最大射程2公里,长钉-MR达到2.5公里,同为便携式的长钉-LR可达4公里。而且,因为采用高质量的光导纤维,使长钉的抗干扰能力比标枪要强。在整个有线光纤制导过程中,导弹不向空间辐射电磁波,弹体上也没有信标源,这样就不易被发现。目标图像和指令都通过光导纤维传输,也让敌方难以实施侦察和干扰。标枪反坦克导弹在发射前锁定目标,是发射后不管,导弹自主飞向目标,射手想管也管不了。如果目标确实无误,导弹命中就是战绩;倘若目标是假的,或者目标“金蝉脱壳”了,射手也不能为力。长钉却是“发射后不管,但想管的时候还能接着管”。在发射以后,导弹靠自身的电视摄像系统或红外传感系统搜索和探测目标,用光导纤维向射手传回目标区图像,而控制指令也由光导纤维传输给导弹。此间,如原锁定目标有误,射手可重新选择目标和转换攻击目标;可直接瞄准目标攻击,也可间瞄发射,具有很大的灵活性。在制造成本上,标枪更没什么优势了。起初,一套标枪反坦克导弹系统要价10.6万美元,一个红外寻的头要价7.5万美元,昂贵得惊人,连美军自己都受不了。而长钉,由于它的数据处理装置可以放在发射平台上,使这种贵重装置可以重复使用,又简化了弹上设备,当然就大大降低了导弹成本。质优价宜,买主自会找上门。先是新加坡陆军选用了“ 长钉”,芬兰陆军又订购“长钉”作为旅级部队的中程反装甲武器,用者叫好。大概由于有这样背景,所以英军选择了“长钉”,进而英国公司与以色列公司手牵手,合伙做起生产销售“长钉”的生意来了。参数比较编辑型号 长钉-MR 长钉-LR 长钉-ER有效射程 200-2500米 200-4000米 400-8000米导弹+包装筒重 13公斤 13公斤 33公斤发射系统重 9公斤 9公斤 36公斤电池重 1公斤 1公斤 1公斤三脚重 3公斤 3公斤 /全系统重 26公斤 / 187公斤操纵模式 发射后不管/ 发射、观察和修正(二选一) 发射后不管/ 发射、观察和修正(二选一) 发射后不管/发射、观察、修正/全程制导导引头 CCD、红外线或双重制导 CCD、红外线或双重制导 CCD、红外线或双重制导有效期限 20年 20年 /战斗准备时间 小于30秒 小于30秒 /再装填时间 小于30秒 小于30秒 /
我国的AFT09导弹的瞄准技术能介绍下吗?
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导读:1 寻的式制导
寻的式(又称自动寻找式)制导系统是通过弹上的导引系统(导引头或寻的头)感受目标辐射或反射的能量,自动形成控制命令并跟踪目标,导引制导武器飞向目标。这种制导方式按感受能量(波长)可分为(微波)雷达寻的、红外寻的、毫米波寻的、电视寻的和激光寻的制导;若按弹上安装的导引系统可分为主动寻的、半主动寻的和被动寻的制导。目前,世界上多数导弹和一部分空地导弹都采用这种制导方式。它比较适合攻击短距离目标。主动式雷达寻的制导具有"发射后不用管"的优点,能从任何角度攻击目标,精度很高,但易受电子干扰;毫米波制
1 寻的式制导寻的式(又称自动寻找式)制导系统是通过弹上的导引系统(导引头或寻的头)感受目标辐射或反射的能量,自动形成控制命令并跟踪目标,导引制导武器飞向目标。这种制导方式按感受能量(波长)可分为(微波)雷达寻的、红外寻的、毫米波寻的、电视寻的和激光寻的制导;若按弹上安装的导引系统可分为主动寻的、半主动寻的和被动寻的制导。目前,世界上多数导弹和一部分空地导弹都采用这种制导方式。它比较适合攻击短距离目标。主动式雷达寻的制导具有"发射后不用管"的优点,能从任何角度攻击目标,精度很高,但易受电子干扰;毫米波制导虽然具有制导系统强、精度高、抗干扰能力强的特点,但作用距离短。目前,世界各国发展较多的是激光雷达寻的制导。2 遥控式制导遥控式制导系统是指导引系统的全部或部分设备安装在弹外制导站,由制导站执行全部或部分的测量武器与目标相对运动参量并形成制导指令,再通过弹上控制系统导引制导武器飞向目标。按指令传输方式可分为指令制导和波束制导。其中指令制导又分有线指令制导、无线指令制导和电视指令制导3种。其特点是弹上设备简单、成本低,如使用相控阵雷达,还可以对付多个目标。波束制导则包括雷达波束和激光波束制导两种。其弱点是射程受制导站跟踪探测系统作用距离的限制,精度随射程增加而降低。3 惯性制导惯性制导是利用惯性测量设备测量导弹参数的制导技术。它是一种自主式制导方式。惯性制导系统全部安装在弹上,主要是陀螺仪、加速度表、制导计算机和控制系统。一般用于攻击固定目标。根据惯性测量仪表在弹上的安装方式,可分为平台式惯性制导和捷联式惯性制导两种。惯性制导的优点是抗干扰性强、隐蔽性能好、不受气象条件限制。其弱点是制导精度随飞行时间(距离)的增加而降低。因此工作时间较长的惯性制导系统,常用其它制导方式来修正其积累的误差。4 地形匹配与景象匹配制导地形匹配与景象匹配制导系统又称地图匹配和景象匹配区域相关制导。是通过遥测、遥感手段按其地面坐标点标高数据绘制成数字地图,预先存入弹载计算机内,导弹飞临这些地区时,弹载的计算机将预存数据与实地数据进行比较,并随时根据指令修正弹道偏差,控制导弹飞向目标。由于绘制地图的方法不同,因此,又有转达图像匹配、可见光电视图像匹配、激光雷达图像匹配和红外热成像匹配制导等方式,它不受天气影响。地形匹配制导与惯性制导配合,可大大减小惯性制导的误差,这样导弹就会像长着眼睛似的迂回起伏,准确地飞向预定目标。5 全球定位(GPS)制导全球定位(GPS)制导系统属于导航制导方式。它是利用空间导航卫星的准确定位功能为制导武器提供全天候、连续、实时和高精度的导航服务,保证制导武器得到位置、速度和精确的时间三维信息。安装GPS接收机的制导武器可以取消地形匹配制导,可以缩短制定攻击计划所需的时间,或攻击非预定目标。目前,美国陆军战术导弹ATACMS、"联合防区外发射武器"(JSOW)、"联合直接攻击弹药"(JDAM)等采用这种制导方式。6 复合制导复合制导又称组合制导系统,是将各种制导方式的优长组合在一起,在其中某段或几段采用的多种制导方式。它是一种取长补短的办法。目的是增大制导距离,提高制导精度和抗干扰能力。使用"一体化"的复合式制导,对系统可靠性、大容量高速度计算机、减少飞行重量等方面都要有很高的要求,制造成本也相当高。
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24小时热文GPS在导弹制导中有哪些意义 GPS在导弹制导中意义分析【详解】
  国防高技术有两个层次的技术。一是支撑高技术武器装备研制的共性基础技术,如微电子技术、光电子技术、电子计算机技术、新材料技术、新能源和动力技术、仿真技术、先进制造技术等;二是针对武器装备功能需要的应用技术,如探测技术、精确制导技术、C(U3)I系统 技术、电子对抗技术、隐身技术、反隐身技术、航天技术、核武器技术和先进防御技术等。因此研究这一全新的全球定位系统在导弹制导中的应用,有重要的军事价值和现实意义。  1 导弹飞行环境(高动态环境)给接收GPS带来的问题及解决方案  导弹制导的显着特点是在高动态环境中实施轨迹导引和误差校正。研究GPS在制导中的应用必须研究高动态环境给接收GPS信号带来的影响。GPS系统是由分布在6个轨道面上的24颗卫星组成的星座。GPS卫星的轨道高度为20000km,星上装有10-13高精确度的原子钟。地面上有一个主控站和多个监控站,定期地对星座的卫星进行精确的位置和时间测定,并向卫星发出星历信息。用户使用GPS接收机同时接收4颗以上卫星的信号,即可确定自身所在的经纬度、高度及精确时间。  1.1 高动态环境给接收GPS信号带来的问题  与中、低动态环境相比,高动态环境给接收GPS信号带来了如下问题:  ① 高动态使GPS载波信号产生较大的多普勒频移,若使普通接收机的载波锁相环PLL(常用costas 环)能够保持锁定,就必须增加环路滤波器的带宽。这样就会使宽带噪声窜入,当噪声电平增大到超过环路门限时就会致使载波跟踪环失锁。而载波跟踪提供精确的距离变化率测量导航解,这样就会丢失距离和距离变化率的估计值;若不增加载波锁相环的环路带宽,则载波多普勒频移常常会超过锁相环的捕获带,这样也不能保证对载波的可靠捕获和跟踪。  ② 高动态也使得GPS信号的副载波,即伪随机码产生动态时延,使得普通接收机的DLL码延时跟踪环容易失锁,而且重新捕获时间很长,往往使导航解发散。  ③ 载波跟踪失锁也使50 Hz的调制数据无法恢复,相应的卫星星历无法获取。  1.2 解决高动态环境所带来问题的典型方法  解决高动态环境所带来的问题,主要是研究如何提高在高动态环境中对多普勒频移的了解程度。研究表明,多普勒频移一般可通过某些算法进行多普勒频移估计而掌握,或者通过惯性导航系统来提取。  1.2.1 高动态环境中多普勒频移估计方法  在高动态环境中对多普勒频移估计算法的研究最早也是最有成绩的是美国JPL实验室,该实验室曾经研究过以下算法:  ① 近似最大似然估计(MLE)的跟踪和捕获算法,该算法是基于N个连续同相和正交采样值来对频率及其时间导数进行估计的。  ② 采用尔曼滤波算法(EKF),即一种使用准最优递推估计接收的相位及频率跟踪算法进行载波跟踪。  ③ 交叉自动频率控制环(CPAKC),即一种简化的估计淹没于噪声中正弦信号频率并有极高动态的准最优算法。  ④ 频率扩展卡尔曼滤波器(FEKF),即一种先对去除相位影响后的数据进行叉积,再进行低节次EKF的频率估计算法。  在设计高动态GPS接收机时可权衡工作门限(频率失锁概率为10%时的)、不同信噪比时的频率误差、算法复杂程度以及需求特点等因素,选择合适的载波捕获跟踪算法以满足接收机性能和信号处理复杂程度的要求。  1.2.2 通过惯导辅助而获取多普勒频移的方法  研究表明,将GPS系统和目前常用惯导系统进行组合可显着增强普通GPS接收机在高动态环境下的适应能力,且组合的定位精度明显提高[3]。这是因为将两个系统的输出信息通过卡尔曼滤波器进行组合,利用惯导加速度计的速率数据(包含多普勒频移信息)作为GPS接收机码跟踪环路和载波跟踪环路的辅助信号,在高动态环境下,可显着降低GPS接收机对动态信号跟踪能力的要求,从而提高其对动态的适应能力和抗干扰能力。  2 设计高动态GPS接收机的关键技术  GPS接收机是可以接收全球定位系统卫星信号以确定地面空间位置的仪器。GPS卫星发送的导航定位信号,是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、 海洋和空间的广大用户,只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备, 即GPS信号接收机。GPS接收机的第一次开机,或者开机距离里上次关机地点超过800KM以上,因为接收机里存储的星历都对不上了,所以要在接收机上重新定位。GPS接收机的使用要在开阔的可见天空下,所以,屋里就不能用了。手持GPS的精度一般是误差在10米左右,就是说一条路能看出走左边还是右边。精度主要依赖于卫星的信号接收,和可接收信号的卫星在天空的分布情况,如果几颗卫星分布的比较分散,GPS接收机提供的定位精度就会比较高。  现以设计高动态GPS接收机过程中用到的技术加以说明。所设计的GPS接收机除了采用近似最大似然估计(MLE)技术估算距离和距离变化率,从而在高动态环境中实现载波跟踪外,还采用了窄带相关器技术、多星技术、载波辅助技术、卡尔曼滤波技术和差分技术来提高定位精度。  传统的GPS接收机在对伪随机码进行延时捕获跟踪时,其迟早相关器都用1个码片的长度作为延迟间隔,但在对C/A码跟踪时采用窄相关间隔(如采用1.0~0.05码片长度)具有明显的优越性,可在出现噪声和多径干扰时减小跟踪误差。因为码相关器中迟早信号中的噪声成分是相关的,在进行迟早处理时两者趋于抵消;由于PDLL鉴相器中的多径信号较少扭曲而导致多径效应减小,从而提高定位精度。  载波辅助技术以两种方式辅助码环跟踪。由于码相率与载波相位率成正比,利用可获得的载频(多普勒频移)控制C/A码的数控振荡器,使之对动态不敏感,从而提高测码伪距的精度;另一方面,当载波相位正确积分时,其变化正比于卫星伪距变化即&D距离,因此可利用&D距离来平滑伪距噪声。  多星技术即多通道技术。事实上通道数目的增加可获得显着的性能提高,因为不同的卫星数目越多定位精度越高。这主要表现在卫星数目增加一倍时定位噪声可降低3 dB。另外,12通道系统实质上清除了优化选星的烦琐,并为偶然的信号丢失提供了一个简捷的处理方法,12通道系统在冷启动模式下还具有一个最大的优点,即可对卫星信号进行盲搜索。  目前我们设计了一种模块式并行12通道高动态GPS接收机,实现框图如图1所示。其基本设计原理是将接收到的GPS射频信号通过前置滤波模块滤除带外干扰,然后在射频前端模块中变频到中频信号,再在信号处理模块中与内部产生的载波及伪随机码相关,恢复信号并获得定位解算所需的伪码和载波观测量。该接收机通过采用近似最大似然估算(MLE)方法来估算接收机相对卫星的伪距离和距离变化率,以此满足在高动态环境中对伪码和载波频率的跟踪;通过采用DSP技术设计了满足高动态跟踪所需的跟踪滤波器;在射频前端采用了低噪声放大器来保证GPS接收机在较低信噪比下可靠跟踪卫星信号;通过采用并行12通道模块化设计及提高定位精度的相关技术,使得接收机具有良好的噪声性能和动态性能,并有效地提高了定位精度。该接收机可以较好地在没有惯导辅助的导弹、军用飞机等高动态用户载体上工作。  3 GPS在导弹制导方面的应用  研究表明,理想的导弹制导系统应满足如下要求:全球覆盖;高的相对精度和绝对精度;对高动态载体具有良好的实时适应能力;能够提供三维位置、三维速度和姿态数据;工作不受外部环境影响;具有抗人为和非人为干扰的能力;不被他方利用;可供我方广大用户使用;能随时、自主地进行故障检测和故障排除;高的可靠性;与现行机载设备的规范要求相符;价格适中,为广大用户所接受等等。INS全程Inertial Navigation System,即惯性导航系统,有时也简称为惯性系统或惯性导航。惯性导航系统的工作机理是建立在牛顿经典力学的基础上的。牛顿定律告诉人们:一个物体如果没有外力作用,将保持静止或匀速直线运动;而且,物体的加速度正比于作用在物体上的外力。如果能够测量得到加速度,那么通过加速度对时间的连续数学积分就可计算得到物体的速度和位置的变化。惯性导航系统是一种利用安装在运载体上的和加速度计来测定运载体位置的一个系统。通过陀螺仪和加速度计的测量数据,可以确定运载体在惯性参考坐标系中的运动,同时也能够计算出运载体在惯性参考坐标系中的位置。  3.1 高动态GPS接收机在导弹制导中应用  采用新的制导技术是制导领域一直关注的问题,随着GPS这一全球卫星定位系统的建成,基于GPS系统的新型制导系统可以较好地满足导弹制导的诸项要求,用GPS制导系统来替换现有的惯导系统,实现导弹的长距离、高精度制导已引起越来越多的关注。  用高动态GPS接收机进行导弹制导需要解决的两个关键问题是:GPS全向天线的研究和基于GPS技术的导弹姿态测量方法研究。这两项研究已有所突破[3],这里不再赘述。图2是基于高动态GPS接收机的导弹制导系统组成框图。其基本工作原理是:由GPS接收机测量出导弹的实时位置并与存储在程序装置中的预定轨道参数进行比较和计算综合,然后通过姿态控制系统控制弹体运动;而导弹的姿态信息也通过GPS接收机实时监测,并适时控制导弹进行调整。  3.2 GPS和惯导组合的制导方法  完善现有的惯导系统就必须减小惯导仪表的工具误差。目前通过提高惯导仪表质量而减小工具误差的方法越来越困难[3];而采用组合制导技术来修正工具误差的方法周期短、成本低,随着GPS技术的出现,这种方法越来越受到重视。  普通的GPS接收机在高动态环境不易捕获和跟踪信号,甚至产生整周跳变现象;而惯导系统可实时提供多种导航信息,但其导航误差会随时间而积累,影响制导效果。GPS/INS组合制导系统使得新系统既具有惯导系统较高的相对精度,又具有GPS较高的绝对精度,并容易提供载体的姿态信息。用GPS连续提供的高精度位置和速度信息可以估计和校正惯导系统的位置误差、速度误差,从而显着提高惯导系统的定位精度;而借助惯导系统的加速度计速率信息,可改善GPS接收机的动态性能,使GPS接收机能够在高动态环境快速捕获和重新捕获卫星信号。  重调式是简单的组合方式。实质上,这种组合只是GPS向惯导单方向的校准,虽然有简单、易于实现的优点,但组合的潜能远没有发挥出来。  在卡尔曼滤波方式中采用了组合导航滤波器(实质上是一种卡尔曼滤波器),通过估计惯导仪表的误差改善惯导系统的定位精度;如果惯导的速率数据作为GPS接收机码跟踪环路和载波跟踪环路的辅助信息,在高动态环境下可降低GPS接收机对动态信号跟踪能力的要求,从而提高抗干扰性能。另外,当因干扰和姿态变化丢失了GPS信号,此组合方式还具有快速重捕能力。  GPS和INS组合制导(导航)系统,兼顾了两系统的优点,抑制了两分系统的不足,且增加了系统的冗余度,相应提高了载体的导航或制导精度,是较为理想的组合制导(导航)系统。  4 结论  现有的惯性制导系统不能充分满足导弹精密制导的需要,而基于GPS技术的现代制导系统具有许多惯性制导系统无法比拟的优点,有广阔的发展前景。
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