导弹精确制导技术及发展趋势

2017-10-23 23:15王海平邢坤
学习导刊 2017年4期
关键词:制导惯性光纤

王海平+邢坤

引言:未来的战争扩展到海、陆、空、天、电、磁、光等多维空间控制与反控制权的争夺,从而形成了体系的对抗。以信息战为中心,以远程精确打击为主要手段的现代战争模式已形成,精确制导武器系统将成为决定未来战争胜负的重要因素。精确制导技术就是武器系统中的关键部分,本文浅述精确制导技术的现状及发展。

1 精确制导技术的概念

精确制导技术是以高性能的光电探测器为基础,采用目标识别、成像跟踪以及相关跟踪等方法,控制和引导武器准确命中目标的技术。它是以微电子技术、计算机技术和光电子技术为核心,以自动控制技术为基础而发展起来的高新技术。同时,它还是精确制导武器的核心技术,是确保精确制导武器在复杂战场环境中既能准确命中选定的目标乃至目标的要害部位,又尽可能减少附带破坏的关键技术。

2、现代战争对精确制导武器的要求

一是全天候、全天时作战能力,二是自动寻的能力,三是强抗干扰能力,四是轻小型化 。

3 精确制导技术的发展现状

3.1中制导技术的发展现状

目前,惯性制导系统INS(Initial Navigation System)仍是中制导的基本系统。INS可实现全天候、全球三维定位、提供制导全信息,具有数据更新率高、短时精度高、隐蔽性强、不受干扰等优点。但其误差会随时间积累,长时间工作制导精度变差。因此,常常需采用其它制导设备与惯性制导系统进行组合,组成以惯性制导INS为主体的、其它多种手段辅助的组合制导系统,通过误差的相互补偿和制导信息融合,以满足其长航时、高精度制导的要求。

目前可供中制导利用的其它辅助制导资源有:全球卫星定位制导系统GPS(包括美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的GALILEO系统和我国的北斗双星定位系统及“二代”导航系统)、星光制导系统CNS,图象匹配辅助制导系统SMN、以及无线电测控雷达定位系统、视觉制导系统等。

3.2末制导技术发展现状

末制导技术是精确制导技术的核心,是确保制导武器命中选定的目标乃至目标的要害部位關键技术。主要有电视制导、红外制导(红外非成像制导和红外成像制导)、激光制导、毫米波制导、微波制导以及多模或复合制导。

4 精确制导技术的发展趋势

近年来,精确制导技术获得了一些新的进展。惯性敏感技术、智能化寻的制导技术、光纤制导技术和多模探测技术等,将成为精确制导技术发展的主要方向。

4.1 惯性敏感技术

自动寻的制导技术由于探测器受各种条件的限制,其探测距离是有限的。中远程精确制导武器在初、中段采用惯性导航,中间利用GPS修正和图像匹配制导等自主制导方式。惯性导航的核心是惯性敏感器件,对惯性敏感器件的基本要求为:高性能,包括高精度测量,大动态范围等;承受各种恶劣的弹载环境条件,即能在高过载、强震动、高低温条件下正常工作;轻小型、简单化。因此,惯性敏感器件及其系统的发展方向为:固态化、集成化、复合化、微小型化。

4.2 智能化寻的制导技术

随着人工智能、成像制导、微型计算机和自适应控制技术的发展和突破,人们已经探索研究了使精确制导武器实现完全自动化和智能化的智能制导技术。智能化寻的制导采用图像处理、人工智能和计算机技术,无人参与地对目标自动探测、自动目标识别、自动捕获和跟踪,并进行瞄准点选择和杀伤效果评估。

4.3 光纤制导技术

光纤技术具有信息传输容量大、抗干扰能力强、制导精度高、隐藏性好等一系列优点,日益受到各国政府和军方的重视。随着导弹射程的增加,要求光纤制导传输低损耗,其所用的光纤朝着高强度单模形式发展。光纤陀螺的发展趋势:一是向更高精度,更高可靠性的方向发展,为航空、航天、航海提供高精度的惯性元件;二是体积小、高度集成、价格便宜,结构更牢固的超小型方向发展,为战术级应用提供兼顾、廉价的惯性传感器;三是向多轴化方向发展。当前一个研究方向是采用单模光纤实现高精度光纤陀螺。干涉型光纤陀螺是使用最早,发展最成熟,最具实用化意义的陀螺。

4.4 多模探测技术

随着光电干扰技术、隐身技术和反辐射导弹技术的发展,单一频段或模式的制导体制受各自性能弱点的局限,已不能满足现代战场作战的需要。如雷达制导系统易受箔条和角反射器等假目标的干扰;红外制导系统易受目标性质、目标与背景热辐射反差程度和气候的影响,并且不能测距,全向攻击性能较差;激光制导系统易受云、雾、烟的影响,不能全天候使用。此时,多模探测技术应运而生,它可以获取目标的多种频谱信息。

5 我国在精确制导技术领域与国外的主要差距

国外先进国家,以成像技术支撑的精确制导技术发展迅猛,已广泛应用于精确制导武器系统。我国却起步晚,研究相对不够深入,与国际先进水平的差距越来越大。我国不仅在探测手段等方面落后,在相关的图象处理技术、目标识别与跟踪技术、图像信息融合技术,智能导引技术等基础技术方面也与国际先进水平有较大差距。总的来说,我国在精确制导技术研究方面与国外先进水平的差距主要表现在以下几个方面:1.制导方式单调。2.成像制导技术相关的基础技术研究薄弱。3.多模复合制导的条件尚不成熟。只有实现多模复合制导,特别是实现多模复合成像制导才能实现真正意义上精确制导。我国在基于成像的制导技术方面就比较落后,显而易见实现多模复合成像制导更加困难。4.自主智能程度低。

6 结语

世界上多模导引头应用最多的是双模复合寻的导引头。目前双模导引头主要类型有:光学双色、微波/红外和毫米波/红外成像;而红外成像和毫米波主动两种方式是国内外多模复合制导技术优先发展的重要方向。随着人工智能技术的迅速发展并在精确制导武器上的成功应用,使精确制导武器将不仅具有自动攻击目标,还具有逻辑判断、推理和识别能力,成为世界上智能化程度最高的武器装备。

参考文献

[1]陈润华主编.兵器概论,2011,2,8.

[2] 孟秀云.导弹制导与控制系统原理[M].北京:北京理工大学出版社,2003

[3] 范金荣.21世纪前20年精确制导技术发展预测[J].现代防御技术,2003,31(1):30-33.

[4]范金荣编.21世纪前20年精确制导技术发展[J].现代防御技术,2003endprint

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