可撒布信号标记雷系统的研制与开发

余忠康 李焕良 韩赵唤 王 涛 周庆园

（1.陆军工程大学，南京 210001；2.32228部队，南京210008；3.94679部队，南京 210046 ）

地雷作为一种传统的防御型武器，提前预设在敌方进攻所需经过的地域，能够破坏敌方装甲车辆，杀伤敌方有生力量，达到阻滞敌方行动的目的[1]。早期，雷场的布设主要依靠手工埋雷作业方式，作业时间长且效率低。经过长期发展，诞生了可撒布地雷新概念，广泛采用火炮、飞机以及火箭等布雷手段，极大提高了布雷效率，能够满足大面积和快速布雷的作战要求。

我军对火箭布雷装备的研究时间较早，技术水平较高，但目前我军装备的火箭布雷系统对撒布的地雷及形成的地雷场尚不具备定位功能，无法得到准确具体的地理位置信息。在作战过程中，对撒布地雷场的位置掌握不清楚会极大削弱雷场的战术运用效果。在部队训练时，撒布地雷场位置不确定将存在较大安全隐患，导致部队不敢训的问题突出。战斗结束后，不掌握地雷场的位置，将难以及时、高效和安全地撤收雷场，从而影响我军地雷履约能力。因此，及时了解掌握火箭布雷装备撒布形成的雷场位置信息极其重要。

以美军为代表的许多发达国家十分重视雷场侦察与标识技术，并进行了深入研究。美军目前装备有数字侦察系统（Distributed Resource Scheduler，DRS）[2]，可以运用激光测距望远镜进行远距离观察和测距，利用数码照相机设备记录雷场地形地貌，并依托内置的全球定位系统将雷场位置信息记入数字侦察系统，达到对雷场的探测和标绘[3]。但是，该系统需要侦察分队抵近雷场进行侦察。在敌前应急布雷和快速布雷的情况下，侦察分队没有条件运动到雷场前沿侦察雷场，因此没有充裕的时间搜集雷场信息。国内何芷滢等人利用无人机和高分辨相机进行拍摄，再运用图像处理技术来获取雷场分布信息[4]。该方式容易受到气象状况和地形地貌等因素的影响，难以真正实现地雷场位置信息的获取。针对上述问题，本文以某型防坦克地雷为基础，对现有地雷结构进行改造，设计了一种集北斗天线和无线数传天线于一体，具有定位功能的可撒布信号标记雷，实现了撒布雷场地理位置信息的采集。

1 撒布地雷场定位信息采集设计方案

火箭布雷主要是以火箭发动机为动力，将装填有地雷的战斗部分发射到预设雷场的上空，通过分离机构将地雷抛撒至地面，形成一定面积地雷障碍物的一种快速、机动的布雷手段。对撒布形成的地雷场进行定位，采集地雷场的位置信息，主要的设计方案是对某型防坦克地雷的雷体进行改造，但是要保持雷体原有的结构外观，只在其内部安装北斗定位模块、无线数据传输模块以及电池等电气元件。经过改造的信号标记雷能够保持与其余所布地雷外形和质量一致，不会影响雷体的发射性能参数。经过发射车点火装置点火后，它将随其他地雷一并经过预定的外弹道飞行至同一区域形成地雷场。撒布地雷场定位信息采集过程如图1所示。

图1 撒布地雷场定位信息采集过程示意图

信号标记雷系统主要由雷体、稳压电源以及定位与数传系统3大部分组成。其中，定位与数传系统包含硬件和软件，分为雷载分系统和地面接收端分系统两个部分。信号标记雷系统的组成示意图如图2所示。

图2 信号标记雷系统的组成示意图

2 信号标记雷系统的工作原理与工作流程

信号标记雷装填于火箭布雷弹。火箭布雷弹发射后在空中飞行，达到预定的高度或时间后，开舱引信动作，点燃抛射机构中的抛射药，产生大量的高温高压气体，形成推力作用于推板上，将地雷簇沿弹轴方向向前抛出[5]。地雷簇出舱后，在分离机构的作用下，信号标记雷与其余地雷迅速分离，之后雷体上的支脚翻转并支起，此时信号标记雷中的电源给雷载定位数传系统供电，雷载定位数传系统开始工作。北斗接收天线开始搜星和定位，经过低噪声放大器放大后由北斗卫星接收机解算出信号标记雷的位置和时间等信息，再由数传电台将解算出的位置信息参数打包调制后，由功率放大器提供足够大的输出功率以满足通信距离的需求，最后由数传发射天线将信息参数发送至地面接收端。接收端通过数据处理，实时标记信号标记雷的位置[6-8]。工作流程图如图3所示。

图3 信号标记雷系统工作流程图

3 信号标记雷的结构改造设计

信号标记雷是经过结构改造后与地雷一并装填于火箭布雷弹，经过发射后布设至雷场，再通过北斗卫星实现雷场定位的装置。考虑到要使信号标记雷与所布设的地雷保持相同的外弹道特性，故基于某型防坦克地雷进行加工改造，改造后的信号标记雷结构设计如图4所示。改造后的雷体保持雷体下腔结构不变，只改造雷体上腔。为了不影响上腔内北斗定位和数传模块的信号接收和传输，雷体上腔采用聚四氟乙烯材料制作，同时腔内安装定位通信模块及电池等。为保证信号标记雷与所布设地雷的外弹道特性一致，加装了钨钢材质的配重模块来固定定位通信模块。

图4 信号标记雷结构设计图

4 定位与数传系统软件设计

定位与数传系统软件主要包含雷载计算装置软件和地面接收端软件。雷载计算装置的主要作用是接收定位电文和解算位置信息，同时负责整个通信的协调工作，并将数据调制打包传送给数传电台，为地面接收端的定位软件提供所需的定位信息。软件工作流程图如图5所示。地面接收端软件地主要功能是接收雷载数传系统发来的位置信息，并在接收终端显示平台上显示信息。

图5 雷载计算装置工作流程图

5 结语

基于北斗定位技术和无线数据传输技术进行可撒布信号标记雷系统的研制与开发，不仅可以对撒布地雷场进行定位标示，及时了解并掌握地雷场位置和火箭布雷实际效果，还能通过雷场布设的位置，验证火箭布雷的弹道特性，为修正弹道提供依据，同时为战后开展雷区的清理撤收工作提供便利，满足新形势下的地雷履约要求。因此，可散布信号标记雷系统的研制与开发具有重要的军事价值和应用前景。