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自主式制导

归档日期:06-29       文本归类:惯性制导      文章编辑:爱尚语录

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  自主式制导是指控制导弹飞行的导引信号不依赖于目标或制导站,而由导弹本身安装的测量仪器来测量地球或宇宙空间的物理特性,从而决定导弹的飞行轨迹。

  自主式制导不需要提供目标的直接信息,也不需要弹体以外的设备配合,而仅靠弹体自身装载的测量仪器测量地球的某些物理特征,从而确定弹体的飞行轨道,控制引导弹体命中目标。自主式制导的特点是弹体的飞行完全自主,因而不易受干扰。但由于制导程序是预先确定的,所以这种制导方式只适于攻击地面固定目标。

  惯性制导就是根据物质的惯性,以测量导弹运动的加速度来确定导弹飞行弹道的制导。其原理是:利用几个加速度计测量出导弹在飞行中所产生的沿俯仰、偏航和滚动各方向的加速度,然后输入计算机进行数据处理,就可得到在上述各方向的速度参数和位移参数。如果有偏差就形成校正信号,控制导弹回到预定的轨道上,确保导弹准确命中目标。惯性制导的特点是不受外界干扰。制导距离不受限制, 目前已广泛用在战略导弹上。

  为实现这种制导,需先用侦察卫星或其他侦察手段,测绘出导弹预定飞行路线的地形高度数据并制成数字地图,存储在弹上制导系统中。导弹发射后,弹上测量装置实际测得的地形数据与存储在弹上的数字地图进行比较,确定导弹对应的地面坐标位置,如果出现偏差,制导系统发出控制信号,修正导弹的飞行路线。地形匹配制导方式的优点是精度高,不受气象条件的影响。主要缺点是只能在地形起伏比较明显的路线上才能起作用,在平坦的地区或水面上飞行不能使用。对于远程飞行来说,要存储的信息量太大,数据相关处理的工作量也很大,弹上计算机难以满足要求。所以地形匹配制导通常与惯性制导相配合,全程飞行用惯性制导,在预定的若干个飞行段,用地形匹配制导修正惯性制导的误差。美国和俄罗斯的战略巡航导弹都使用惯性加地形匹配制导,圆概率误差将近30米。

  天文制导系统采用的敏感元件有星光跟踪器和空间六分仪。这两个仪器的概念是不完全一致的。星光跟踪器 放在导弹的惯性稳定平台上,根据计算机的指令自动跟踪星体,用以修正弹道导弹的发射位置和发射方位以及飞行中惯性平台的漂移。空间六分仪则不一定放在惯性平台上,因为一旦飞行器进入星际空间 以后,不再受到突然的、毫无规律性的大幅度扰动,例如强烈的阵风等的影响,尤其在作自由飞行时,飞行器本身就是一个良好的稳定平台。另外空间六分仪可以根据计算机的指令自动跟踪星体,也可以由宇航员或航天飞机的驾驶员操作来跟踪星体。空间六分仪可以独立于其他的制导设备而确定航天飞行器的速度和位置。但是星光跟踪器和空间六分仪也有相似之处 ,它们的测角原理几乎是一样的 。

  计算空间位置需要的光学观测数据,是位置已知的几个近天体相对已知惯性参考系的瞄准线方向。惯性参考线可由任意两个不共线的恒星线 ( 指瞄准线 ) 或任意一组三根不共面的恒星线或惯性平台的坐标轴确定。

  导引导弹按预先拟制好的计划飞行,导弹在飞行中的导引指令根据导弹的实际参量值与预定值的偏差来形成。程序制导也称方案制导系统,自主制导系统。

  应用场景:垂直发射转弯、机载/舰载发射离轨、越肩发射、巡航弹主动段等。

  特点:设备简单,制导系统与外界无联系,抗干扰性好。通常不能独立完成全程导航,单从制导技术层面讲,没有什么关键问题。

  采用“多星、高轨、高频、测时-测距” 体制,实现了全球覆盖、全天候、高精度、实时导航定位,在现代战争中发挥着巨大作用。

  复合制导是指由多种模式的导引设备制导,共同完成对导弹的制导任务。广义上应包括多导引头的复合制导,多制导方式的复合制导,多功能的复合制导,多导引规律的复合制导。多模制导可以充分发挥各频段、各制导体制的优势,互相弥补不足,极大提高了武器的命中率和作战效能。 多模导引头可由不同机理的传感器组合而成,如光学装置(红外、紫外、可见光、激光等)与射频装置(微波、毫米波)或 GPS 接收机+惯导导航装等, 也可由同一机理的不同频谱或不同制导体制(主动 、 半主动或被动的)传感器组合而成。

  目前主要的复合制导模式有光学多模制导、射频/红外多模制导和毫米波/红外多模制导几种形式。双模寻的复合制导技术已日趋成熟,各国正在积极研制三模复合寻的制导技术,例如日本研制对空导弹用的微波+毫米波+红外三模寻的头,这种导弹具有更高的命中精度、更强的抗干扰能力。如美国新研制的 AGM-88E“先进反辐射导弹”( AARGM)采用被动反辐射导引头+主动毫米波雷达+GPS/INS新型多模制导装置;美陆军的“联合通用导弹”则采用半主动激光/红外成像/毫米波雷达三模导引头。“战斧”巡航导弹 BGM-109B 采用惯性导航+地形匹配+电视景象匹配复合制导模式。

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