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复合制导系统

归档日期:07-07       文本归类:惯性加雷达      文章编辑:爱尚语录

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  采用两种以上制导方法将运动物体导向目标的制导系统。采用复合制导系统是为了弥补某一单独制导系统的不足。例如,惯性制导系统随着导弹射程的增加,陀螺漂移的影响变得显著,严重影响制导精度;波束制导系统指令制导系统受到雷达作用距离的限制;寻的制导系统只在距目标不太远时才能使用;天文制导系统受气象条件的制约;地磁制导则严重地受地球磁场变动的影响等。为了提高制导精度和达到其他给定的制导要求,用单一制导系统往往难以奏效,必须采用复合制导系统。根据导弹在整个飞行过程中,或在不同飞行段上制导方法的组合方式不同,复合制导分为纵复合(串联复合制导)、横复合(并联复合制导)和纵-横复合(串并联复合制导)三种方式。

  当对制导系统要求较高时,如导弹必须击中很远的目标或者增加远距离的目标命中率,可把几种不同的制导方式组合起来,以进一步提高制导系统的性能。导弹从发射到命中目标要经历三个飞行阶段:即初始段、中段和 末段。如果在其中某段或某几段采用一种以上制导方式,即称为复合制导。

  采用复合制导的主要目的是提高制导精度,在命中精度相同的条件下,其作用距离比单一制导的作用距离更远,并可以增强导弹的抗干扰能力。任何一种制导方式都有它的优缺点,采用复合制导可扬长避短,更好地满足作战要求。如惯性制导的优点是弹上设备简单,不易受外界干扰,但制导精度随射程的增大而降低,特别是攻击活动目标时误差更大。而寻的制导一般作用距离较短,但制导精度较高。两者结合运用,可以更有效地提高导弹的命中精度。复合制导应用二种或两种以上的制导方式或信息源,充分发挥各种制导的特点,在实战环境下实现导弹全程的优化制导。

  根据导弹在整个飞行过程中,或在不同飞行段上制导方法的组合方式不同,复合制导分为纵复合(串联复合制导)、横复合(并联复合制导)和纵-横复合(串并联复合制导)三种方式。

  在飞行器飞行的不同阶段采用不同的制导系统。如远程地地飞航式导弹在其弹道的初段可采用波束制导系统,弹道中段水平飞行时可用地磁制导或天文制导,末段可以用寻的制导或图像匹配制导,以提高制导准确度。

  多种制导系统在飞行器飞行过程中或在弹道的某一段上同时并用。如远程弹道式导弹的主动段可采用惯性制导系统再加波束制导,飞航式导弹在其整个飞行过程中可采用天文-惯性制导系统等。但并用时总是以一种制导系统为主,以其余的制导系统为辅。

  纵复合和横复合同时并用时称为纵-横复合。例如,“阿波罗”号飞船登月飞行就采用了这种复合制导系统。飞船的助推火箭“土星”5号在进入围绕地球初始轨道时用的是惯性制导系统,在飞向月球途中导航和制导信息不断从地面站发送到飞船,作为飞船上计算机的输入数据和制导指令。与此同时,飞船上还采用天文制导系统作为辅助制导系统。飞船的登月舱用惯性制导系统引导它在月球表面降落,并在最后登月的过程中,采用主动雷达寻的制导。登上月球之后,用登月舱上的光学六分仪观测天体,使惯性系统在起飞前得以校准。登月舱用惯性制导系统引导从月球上起飞,用主动雷达寻的制导系统导引,与指令舱对接,以完成轨道会合操作。在返回地球的飞行中,导航、制导和控制工作过程与发射飞行时的情况相同。

  如法国的“飞鱼”初始段和中段采用惯性制导,中国的c-802反舰导弹初始段和中段采用程序制导,接近目标时二者都采用末段雷达主动寻的制导。

  如美国的“爱国者”地空导弹,采用的就是指令制导和半主动雷达寻的制导,制导精度高,抗干扰能力强。台军目前拥有3套“爱国者”pac-2型导弹系统(导弹200枚),该系统由导弹、5~8辆四联装发射车、1辆多功能相控阵雷达车、1辆指挥控制车和电源车组成。其中多功能相控阵雷达可完成目标搜索、跟踪、识别,以及导弹跟踪、制导和反电子干扰等多种功能。

  台湾的“天弓”Ⅱ地空导弹采用初段惯性、中段无线电制令、末段主动雷达寻的复合制导。该导弹最大速度4马赫,最大射程100公里,射高25公里,目前台军拥有该导弹发射架4部,导弹50枚。1992年台湾和美国共同对“天弓”Ⅱ进行改造,提高其拦截战术弹道导弹的能力,1999年7月进行了实验,计划2000年后装备部队。美国的“宙斯盾”防空导弹和“标准”式舰对空导弹初始段和中段采用惯性加无线电指令制导,末段采用半主动雷达寻的制导。

  这种复合制导方式先是惯性制导,中段用地形匹配制导GPS制导,接近目标时再由数字景象匹配进行末端制导。“战斧”BlockⅢ巡航导弹的初始段采用惯性制导,中段采用地形匹配制导,若导弹飞经大海、沙漠、平原时,采用GPS系统制导,最后一关是采用数字式景象匹配作末制导,使导弹导向目标。

  精确制导武器在现代高技术局部战争中作用越来越突出,其制导控制技术已经引起广泛关注。全球定位系统/惯性导航系统(GPS/INS)是目前最先进的全天候、自主式制导技术,有广泛的应用前景,是国外正大力发展的第四代中/远程精确制导武器,尤其是第四代精确制导炸弹普遍采用的一项关键技术。采用GPS/INS 复合制导技术的武器既具有精确攻击目标的能力,又具有全天候工作能力。即使在天气很差的情况下,GPS/INS 复合制导武器仍然可以获得良好的攻击效果。GPS/INS 复合制导技术特别适合用于防区外发射的远程攻击武器,如巡航导弹空对地导弹和炸弹以及动能武器等等。

  张纯学. 复合制导技术的进展[J]. 飞航导弹,2004,(09):50-53+59.

  陈燕飞,张曦文. GPS/INS复合制导技术[J]. 情报指挥控制系统与仿线.

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