精确制导技术发展展望
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
控制与制导
图 1 采用 256×256 元红外焦平面 阵凝视红外成像制导的 SL AM -ER 导弹
精
确
发制
杨 展导
树 谦
展 望
技 术
摘 要 介绍 了精 确 制导 武 器
及在 未来高技 术战争 中的地 位; 精 确 制导武 器的关键技 术—— 精确制 导技 术和 它的主要 研究内 容; 精确制导 技 术发展展望。
我国称为精确制导武器的就是指 新的精确制导武器, 而国外又把 它分为灵巧武器和智能武器。在 海湾战争中, 各种精确制导武器 纷纷登台亮相, 用 9% 的精确制 导武器打击伊 80% 的目标, 它以 实例充分显示了精确制导武器是 威力倍增的武器, 在高技术局部 战争中发挥了重要作用。从此, 在历次战争中, 精确制导武器的 使用量逐步增加: 在“沙漠之狐” 行 动中使用 了 70% 的精确制 导 武器; 而在科索沃战争中, 精确 制导武器的使用量已达到 98% 。 精确制导武器在高技术局部战争 中的作用和地位更显突出。
1) 精确制导武器随着射程 的增加将普遍采用中制导和末制 导复合制导技术。
2) 中制导采用惯导+ 卫星 导航技术, 使中制导精度提高到 5～10m 。
3) 末制导技术可支撑精确 制 导武 器在复 杂战场 环境下 作 战, 精度达到 1～5m , 其中:
( a ) 成像 制导, 包括光 学 成像、微波成像和毫米波成像制 导将是精确制导发展的主流, 凝 视红外成像制导为成像制导的主 要方式, 激光主动成像制导有可 能成为成像制导的发展方向;
主题词 精确制导 武器 技术 发展
1 精确 制 导 武 器 及 其 在未 来 战 争中的地位
海湾战争以来, “沙漠之狐” 行动、科索沃战争都是以高技术 局部战争的态势出现的。可以预 料未来战争的基本模式将是技术
百度文库
含量更高的高技术局部战争。高 技术局部战争中使用的主要武器 是精确制导武器。美国兰德公司 的专家对精确制导武器的定义为 “直 接 命 中 概 率 大 于 50% 的 导 弹、制导炸弹和炮弹, 统称为精 确制导武器”。直接命中的含 义 是指武器的圆概率误差( CEP ) 小 于弹头的杀伤半径。目前使用的 制导武器即是精确制导武器。新 的精确制导武器, 则具有一定的 人工智能, 它有很强的抗干扰能 力, 不但能精确命中目标, 而且 可以命中目标的要害部位。甚至 能排出多目标的优先次序, 攻击 最有价值或有可能杀伤的目标。
4) 精确制导系统具有较强 的抗激光和大功率微波照射的能 力。
5) 新概念、新波段、新体制 精确制导技术不断涌现和发展。
6) 精确制导系统在保证高 性 能的 条件下 向低成 本方向 发 展。
ûû
飞航导弹 2000 年第 1 期
制导方式交替工作。随着未来战 场环境变得越来越恶劣, 单一频 段或模式的制导, 将难于适应未 来战争的要求, 因此多模制导或 复合制导现已成为精确制导技术 发展的重要方向。多模制导或复 合制导 可以 充分发 挥各自 的优 势, 弥补各自的不足, 从而可极 大的提高作战效能。
9) 智能化信息处理 智能化信息处理技术, 是各 种精确制导对目标及干扰背景信 息进行处理的技术。它是精确制 导关键技术之一, 包括软件和硬 件两部分。主要研究弹载条件下, 实时自动目标识别( AT R) 技术, 该项技术是实现精确制导武器诸 多性能的关键技术, 甚至可以说 是瓶颈技术, 到目前为止, AT R 技术还没有真正解决。 综上所述, 精确制导技术的 研究一直是紧紧围绕着抗干扰、 高精度、智能化的要求进行。为 此, 利 用了 电磁 波谱 的 不同 频 段, 研究了不同制导方式和它们 的组合, 研究了智能化信息处理 技术。其中红外成像制导、毫米 波制导、多模或复合制导、智能 化信息处理技术是当今精确制导 技术研究的重点。
～ 14Lm 波段性能更佳。红外成 像制导与红外非成像制导相比, 有很强的抗光电干扰能力, 可进 行 全 向攻 击, 有命 中 点选 择 能 力; 红外成像制导与电视制导相 比, 红外成像制导可昼夜工作, 作用距离远, 能识别目标要害部 位。所以红外成像制导是当今精 确制导发展的主流。
5) 激光制导 激光制导是由弹外或弹上的 激光束照射目标, 弹上的激光导 引头利用目标漫反射的激光, 捕 获跟踪目标, 导引导弹/ 弹药命 中目标的制导技术。使用最多的 是照射光束在弹外的激光半主动 制导技术。激光半主动制导的特 点 是制导精度高, 抗干扰能力 强, 结构简单, 成本较低, 工作 波 段有 两个 , 即 1. 0 6Lm ; 10 . 6 Lm。激光制导现正在发展激光主 动成像制导, 由于激光成像可成 三级图像, 且图像稳定, 便于图 像识别算法的编制, 是成像制导 的发展方向, 发展前途很大。国 外激光主动成像制导正在发展之 中, 波长 1. 06Lm 的激光半主动 制导国外已实用化, 在战争中发 挥了重要作用。 6) 毫米波制导 毫米波制导由弹上的毫米波 导引头接收目标反射或辐射的毫 米波信息, 捕获跟踪目标, 导引 导弹/ 弹药命中目标的制导技术。 毫 米 波 的 波 长 在 1～ 10mm 之 间, 具有较高的制导精度, 较强 的抗干扰能力, 受天气和烟的影 响小, 其性能介于微波和红外之 间。毫米波制导又分为主动制导 和被动制导; 主动制导的工作体 制有脉冲体制和连续波体制。脉
4 精确制导技术发展展望
精确制导技术支撑精确制导 武器在高技术战争中远距离高精 度作战、夜间作战、全天候作战 和复杂战场环境下作战, 使精确 制导武器成为高技术战争中物理 杀伤的主要手段, 有鉴于此, 精 确制导技术在下一世纪将进一步 加速发展: 本世纪末发展成熟的
精确制导技术在下一世纪将发展 成为实用化技术; 新的精确制导 技术将不断涌现。可以有如下预 测。
( b ) 毫 米波 制 导 技术, 8m m 和 3mm 波雷达制导技术实 用化; 亚毫米波制导技术将有较 大的发展;
( c) 多模或复合制导将逐步 发展成为精确制导的主要方式, 红外成像和毫米波多模或复合制 导是发展的重点;
( d) 智能化信息处理技术 发展成熟, 无论是软件还是硬 件, 特别是 A TR 技术达到实用 化。
·5 1·
冲体制作用距离较远, 连续波体 制作用距离较近, 但体积小, 质 量 轻, 可设 计 成低 截获 概 率雷 达。毫米波的工作波段目前有两 个: 即 8m m 和 3m m。毫米波制 导在精确制导发展中占有重要地 位, 它与红外成像制导一起, 成 为精确制导技术发展的两个主要 分支。
7) 微波制导 微波是指波长为 1～100cm 的电磁波波段。微波制导, 由弹 上的微波雷达导引头, 接收目标 的微波能量捕获跟踪目标, 导引 导弹命中目标的制导技术。微波 制导的最大优点是全天候、昼夜 工作, 但微波制导面临着严峻的 电子干扰环境的威胁。微波制导 中, 合成孔径微波雷达制导和被 动微波雷达制导受到重视。合成 孔径微波雷达制导是一种主动微 波成像雷达, 它可以在能见度极 差的气象条件下得到类似光学照 相的高分辨率雷达图像, 采用微 波合成孔径雷达制导, 具有很强 的抗干扰能力和制导精度。国外 微波 合成 孔径雷 达制导 已实用 化, 精度达到 0. 7m ×0. 9m 。被 动微波雷达制导用于反辐射导弹 攻击敌方雷达, 被动微波雷达制 导虽然制导精度不高, 但反辐射 导弹对制导雷达、火控雷达构成 严重威胁, 所以各军事强国都在 大力研究该项技术。被动微波雷 达制导国外已实用化, 在战争中 发挥了重要作用。 8) 多模或复合制导 多模制导是指同一制导段, 同时采用两种或两种以上频段或 末制导方式进行工作; 复合制导 是指不同制导段采用两种频段或 ·52·
本文 1999-09-27 收到, 作者系中国航天机电集团公司三院三部研究员
·50·
飞航导弹 2000 年第 1 期
2 精确 制 导 武 器 的 核 心是 精 确 制导系统
精确制导武器的核心是精确 制导系统。精确制导系统是精确 制导技术的载体。精确制导系统 是由精确导引系统和精确控制系 统组成的。导引系统用来探测目 标的位置, 按要求的弹道形成导 引指令, 并把导引指令送给控制 系统; 控制系统响应导引系统来 的导引指令信号, 产生作用力迫 使导弹改变航向, 使导弹或弹药 沿着要求的弹道飞行。控制系统 的另一项任务则是稳定导弹或弹 药的飞行。精确制导系统的突出 特点是抗干扰能力强, 制导精度 高, 有人工智能, 具有多目标选 择和命中点( 要害部位) 选择能 力。精确制导系统的先进性和复 杂程度直接影响到武器的作战效 能、应用范围和成本。
3 精确 制 导 技 术 及 其 主要 研 究 内容
精确制导技术是精确制导武 器的关键技术, 它是确保精确制 导武器既能准确命中选定的目标 乃至目标的要害部位, 又尽可能 减少附带破坏的技术。它涉及多 个专业技术领域, 是一项综合多 种现代高新技术的应用技术, 其 核心 是精 确导引 和精确 控制技 术, 研究的重点是确保精确制导 武器在复杂战争环境中精确命中 目标乃至目标要害部位的寻的末 制导技术。主要有: 电视制导技 术、红外制导技术、激光制导技 术、毫米波制导技术、微波制导 技术、多模或复合制导技术、智 能化信息处理技术等。
飞航导弹 2000 年第 1 期
1) 电视制导 电视制导是由弹上的电视导 引头利用目标反射的可见光信息 实现对目标捕获跟踪, 导引导弹 / 弹药命中目标的被动寻的制导 技术。由于利用可见光, 所以系 统的角分辨率高, 精度高, 抗电 子干扰, 但只能在白天或能见度 较好的条件下使用。电视制导国 外已是成熟的技术, 人在回路中 的电视 制导 已在战 争中多 次使 用。 2) 红外制导 红外制导是由弹上的红外导 引头, 利用目标辐射的红外信 息, 实现对目标捕获跟踪, 导引 导弹/ 弹药命中目标的一种被动 寻的制导技术。红外制导分为红 外非成像制导和红外成像制导。 3) 红外非成像制导 利用弹上红外非成像导引头 接收目标辐射的红外能量, 实现 对目标捕获 跟踪, 导引导弹/ 弹 药命中目标的制导技术。红外非 成像制导可工作在三个波段, 即 1～3Lm ; 3～5Lm; 8～14Lm。红 外非成像制导角分辨率高, 精度 高, 被动工作, 抗电子干扰, 可 昼夜工作, 但受烟雾影响大, 不 能抗光电干扰。红外非成像制导, 国内外均已是成熟技术。红外非 成像制导在战争中多次使用, 曾 发挥了重要作用, 现正在向红外 成像制导发展。 4) 红外成像制导 利用弹上红外成像导引头, 依据目标和背景红外图像, 识别 捕获跟踪目 标, 导 引导弹/ 弹药 命中目标的制导技术。红外成像 制导一般工作在两个波段, 即 3 ～5Lm; 8～14Lm, 其中工作在 8
图 1 采用 256×256 元红外焦平面 阵凝视红外成像制导的 SL AM -ER 导弹
精
确
发制
杨 展导
树 谦
展 望
技 术
摘 要 介绍 了精 确 制导 武 器
及在 未来高技 术战争 中的地 位; 精 确 制导武 器的关键技 术—— 精确制 导技 术和 它的主要 研究内 容; 精确制导 技 术发展展望。
我国称为精确制导武器的就是指 新的精确制导武器, 而国外又把 它分为灵巧武器和智能武器。在 海湾战争中, 各种精确制导武器 纷纷登台亮相, 用 9% 的精确制 导武器打击伊 80% 的目标, 它以 实例充分显示了精确制导武器是 威力倍增的武器, 在高技术局部 战争中发挥了重要作用。从此, 在历次战争中, 精确制导武器的 使用量逐步增加: 在“沙漠之狐” 行 动中使用 了 70% 的精确制 导 武器; 而在科索沃战争中, 精确 制导武器的使用量已达到 98% 。 精确制导武器在高技术局部战争 中的作用和地位更显突出。
1) 精确制导武器随着射程 的增加将普遍采用中制导和末制 导复合制导技术。
2) 中制导采用惯导+ 卫星 导航技术, 使中制导精度提高到 5～10m 。
3) 末制导技术可支撑精确 制 导武 器在复 杂战场 环境下 作 战, 精度达到 1～5m , 其中:
( a ) 成像 制导, 包括光 学 成像、微波成像和毫米波成像制 导将是精确制导发展的主流, 凝 视红外成像制导为成像制导的主 要方式, 激光主动成像制导有可 能成为成像制导的发展方向;
主题词 精确制导 武器 技术 发展
1 精确 制 导 武 器 及 其 在未 来 战 争中的地位
海湾战争以来, “沙漠之狐” 行动、科索沃战争都是以高技术 局部战争的态势出现的。可以预 料未来战争的基本模式将是技术
百度文库
含量更高的高技术局部战争。高 技术局部战争中使用的主要武器 是精确制导武器。美国兰德公司 的专家对精确制导武器的定义为 “直 接 命 中 概 率 大 于 50% 的 导 弹、制导炸弹和炮弹, 统称为精 确制导武器”。直接命中的含 义 是指武器的圆概率误差( CEP ) 小 于弹头的杀伤半径。目前使用的 制导武器即是精确制导武器。新 的精确制导武器, 则具有一定的 人工智能, 它有很强的抗干扰能 力, 不但能精确命中目标, 而且 可以命中目标的要害部位。甚至 能排出多目标的优先次序, 攻击 最有价值或有可能杀伤的目标。
4) 精确制导系统具有较强 的抗激光和大功率微波照射的能 力。
5) 新概念、新波段、新体制 精确制导技术不断涌现和发展。
6) 精确制导系统在保证高 性 能的 条件下 向低成 本方向 发 展。
ûû
飞航导弹 2000 年第 1 期
制导方式交替工作。随着未来战 场环境变得越来越恶劣, 单一频 段或模式的制导, 将难于适应未 来战争的要求, 因此多模制导或 复合制导现已成为精确制导技术 发展的重要方向。多模制导或复 合制导 可以 充分发 挥各自 的优 势, 弥补各自的不足, 从而可极 大的提高作战效能。
9) 智能化信息处理 智能化信息处理技术, 是各 种精确制导对目标及干扰背景信 息进行处理的技术。它是精确制 导关键技术之一, 包括软件和硬 件两部分。主要研究弹载条件下, 实时自动目标识别( AT R) 技术, 该项技术是实现精确制导武器诸 多性能的关键技术, 甚至可以说 是瓶颈技术, 到目前为止, AT R 技术还没有真正解决。 综上所述, 精确制导技术的 研究一直是紧紧围绕着抗干扰、 高精度、智能化的要求进行。为 此, 利 用了 电磁 波谱 的 不同 频 段, 研究了不同制导方式和它们 的组合, 研究了智能化信息处理 技术。其中红外成像制导、毫米 波制导、多模或复合制导、智能 化信息处理技术是当今精确制导 技术研究的重点。
～ 14Lm 波段性能更佳。红外成 像制导与红外非成像制导相比, 有很强的抗光电干扰能力, 可进 行 全 向攻 击, 有命 中 点选 择 能 力; 红外成像制导与电视制导相 比, 红外成像制导可昼夜工作, 作用距离远, 能识别目标要害部 位。所以红外成像制导是当今精 确制导发展的主流。
5) 激光制导 激光制导是由弹外或弹上的 激光束照射目标, 弹上的激光导 引头利用目标漫反射的激光, 捕 获跟踪目标, 导引导弹/ 弹药命 中目标的制导技术。使用最多的 是照射光束在弹外的激光半主动 制导技术。激光半主动制导的特 点 是制导精度高, 抗干扰能力 强, 结构简单, 成本较低, 工作 波 段有 两个 , 即 1. 0 6Lm ; 10 . 6 Lm。激光制导现正在发展激光主 动成像制导, 由于激光成像可成 三级图像, 且图像稳定, 便于图 像识别算法的编制, 是成像制导 的发展方向, 发展前途很大。国 外激光主动成像制导正在发展之 中, 波长 1. 06Lm 的激光半主动 制导国外已实用化, 在战争中发 挥了重要作用。 6) 毫米波制导 毫米波制导由弹上的毫米波 导引头接收目标反射或辐射的毫 米波信息, 捕获跟踪目标, 导引 导弹/ 弹药命中目标的制导技术。 毫 米 波 的 波 长 在 1～ 10mm 之 间, 具有较高的制导精度, 较强 的抗干扰能力, 受天气和烟的影 响小, 其性能介于微波和红外之 间。毫米波制导又分为主动制导 和被动制导; 主动制导的工作体 制有脉冲体制和连续波体制。脉
4 精确制导技术发展展望
精确制导技术支撑精确制导 武器在高技术战争中远距离高精 度作战、夜间作战、全天候作战 和复杂战场环境下作战, 使精确 制导武器成为高技术战争中物理 杀伤的主要手段, 有鉴于此, 精 确制导技术在下一世纪将进一步 加速发展: 本世纪末发展成熟的
精确制导技术在下一世纪将发展 成为实用化技术; 新的精确制导 技术将不断涌现。可以有如下预 测。
( b ) 毫 米波 制 导 技术, 8m m 和 3mm 波雷达制导技术实 用化; 亚毫米波制导技术将有较 大的发展;
( c) 多模或复合制导将逐步 发展成为精确制导的主要方式, 红外成像和毫米波多模或复合制 导是发展的重点;
( d) 智能化信息处理技术 发展成熟, 无论是软件还是硬 件, 特别是 A TR 技术达到实用 化。
·5 1·
冲体制作用距离较远, 连续波体 制作用距离较近, 但体积小, 质 量 轻, 可设 计 成低 截获 概 率雷 达。毫米波的工作波段目前有两 个: 即 8m m 和 3m m。毫米波制 导在精确制导发展中占有重要地 位, 它与红外成像制导一起, 成 为精确制导技术发展的两个主要 分支。
7) 微波制导 微波是指波长为 1～100cm 的电磁波波段。微波制导, 由弹 上的微波雷达导引头, 接收目标 的微波能量捕获跟踪目标, 导引 导弹命中目标的制导技术。微波 制导的最大优点是全天候、昼夜 工作, 但微波制导面临着严峻的 电子干扰环境的威胁。微波制导 中, 合成孔径微波雷达制导和被 动微波雷达制导受到重视。合成 孔径微波雷达制导是一种主动微 波成像雷达, 它可以在能见度极 差的气象条件下得到类似光学照 相的高分辨率雷达图像, 采用微 波合成孔径雷达制导, 具有很强 的抗干扰能力和制导精度。国外 微波 合成 孔径雷 达制导 已实用 化, 精度达到 0. 7m ×0. 9m 。被 动微波雷达制导用于反辐射导弹 攻击敌方雷达, 被动微波雷达制 导虽然制导精度不高, 但反辐射 导弹对制导雷达、火控雷达构成 严重威胁, 所以各军事强国都在 大力研究该项技术。被动微波雷 达制导国外已实用化, 在战争中 发挥了重要作用。 8) 多模或复合制导 多模制导是指同一制导段, 同时采用两种或两种以上频段或 末制导方式进行工作; 复合制导 是指不同制导段采用两种频段或 ·52·
本文 1999-09-27 收到, 作者系中国航天机电集团公司三院三部研究员
·50·
飞航导弹 2000 年第 1 期
2 精确 制 导 武 器 的 核 心是 精 确 制导系统
精确制导武器的核心是精确 制导系统。精确制导系统是精确 制导技术的载体。精确制导系统 是由精确导引系统和精确控制系 统组成的。导引系统用来探测目 标的位置, 按要求的弹道形成导 引指令, 并把导引指令送给控制 系统; 控制系统响应导引系统来 的导引指令信号, 产生作用力迫 使导弹改变航向, 使导弹或弹药 沿着要求的弹道飞行。控制系统 的另一项任务则是稳定导弹或弹 药的飞行。精确制导系统的突出 特点是抗干扰能力强, 制导精度 高, 有人工智能, 具有多目标选 择和命中点( 要害部位) 选择能 力。精确制导系统的先进性和复 杂程度直接影响到武器的作战效 能、应用范围和成本。
3 精确 制 导 技 术 及 其 主要 研 究 内容
精确制导技术是精确制导武 器的关键技术, 它是确保精确制 导武器既能准确命中选定的目标 乃至目标的要害部位, 又尽可能 减少附带破坏的技术。它涉及多 个专业技术领域, 是一项综合多 种现代高新技术的应用技术, 其 核心 是精 确导引 和精确 控制技 术, 研究的重点是确保精确制导 武器在复杂战争环境中精确命中 目标乃至目标要害部位的寻的末 制导技术。主要有: 电视制导技 术、红外制导技术、激光制导技 术、毫米波制导技术、微波制导 技术、多模或复合制导技术、智 能化信息处理技术等。
飞航导弹 2000 年第 1 期
1) 电视制导 电视制导是由弹上的电视导 引头利用目标反射的可见光信息 实现对目标捕获跟踪, 导引导弹 / 弹药命中目标的被动寻的制导 技术。由于利用可见光, 所以系 统的角分辨率高, 精度高, 抗电 子干扰, 但只能在白天或能见度 较好的条件下使用。电视制导国 外已是成熟的技术, 人在回路中 的电视 制导 已在战 争中多 次使 用。 2) 红外制导 红外制导是由弹上的红外导 引头, 利用目标辐射的红外信 息, 实现对目标捕获跟踪, 导引 导弹/ 弹药命中目标的一种被动 寻的制导技术。红外制导分为红 外非成像制导和红外成像制导。 3) 红外非成像制导 利用弹上红外非成像导引头 接收目标辐射的红外能量, 实现 对目标捕获 跟踪, 导引导弹/ 弹 药命中目标的制导技术。红外非 成像制导可工作在三个波段, 即 1～3Lm ; 3～5Lm; 8～14Lm。红 外非成像制导角分辨率高, 精度 高, 被动工作, 抗电子干扰, 可 昼夜工作, 但受烟雾影响大, 不 能抗光电干扰。红外非成像制导, 国内外均已是成熟技术。红外非 成像制导在战争中多次使用, 曾 发挥了重要作用, 现正在向红外 成像制导发展。 4) 红外成像制导 利用弹上红外成像导引头, 依据目标和背景红外图像, 识别 捕获跟踪目 标, 导 引导弹/ 弹药 命中目标的制导技术。红外成像 制导一般工作在两个波段, 即 3 ～5Lm; 8～14Lm, 其中工作在 8