引言:未來的戰爭擴展到海、陸、空、天、電、磁、光等多維空間控制與反控制權的爭奪,從而形成了體系的對抗。以信息戰為中心,以遠程精確打擊為主要手段的現代戰爭模式已形成,精確制導武器系統將成為決定未來戰爭勝負的重要因素。精確制導技術就是武器系統中的關鍵部分,本文淺述精確制導技術的現狀及發展。
一、精確制導技術的概念
精確制導技術是一門涉及多個學科的綜合性技術,目前仍無公認的統一定義,其基本含義為:以高性能光、電探測為主要手段獲取被攻擊目標及背景的相關信息,采用目標識別、成像跟蹤、相關跟蹤等新技術、新方法,導引、控制武器高精度命中目標(目標要害部位)的綜合性技術。
二、現代戰爭對精確制導武器的要求
1.全天候、全天時作戰能力。2.自動尋的能力。3.強抗干擾能力。4.輕小型化
三、精確制導技術的發展現狀
(一)中制導技術的發展現狀
目前,慣性制導系統INS(Initial Navigation System)仍是中制導的基本系統。INS可實現全天候、全球三維定位、提供制導全信息,具有數據更新率高、短時精度高、隱蔽性強、不受干擾等優點。但其誤差會隨時間積累,長時間工作制導精度變差。因此,常常需采用其它制導設備與慣性制導系統進行組合,組成以慣性制導INS為主體的、其它多種手段輔助的組合制導系統,通過誤差的相互補償和制導信息融合,以滿足其長航時、高精度制導的要求。
目前可供中制導利用的其它輔助制導資源有:全球衛星定位制導系統GPS(包括美國的GPS系統、俄羅斯的GLONASS系統、歐盟的GALILEO系統和我國的北斗雙星定位系統及“二代”導航系統)、星光制導系統CNS,圖象匹配輔助制導系統SMN、以及無線電測控雷達定位系統、視覺制導系統等。
(二)末制導技術發展現狀
末制導技術是精確制導技術的核心,是確保制導武器命中選定的目標乃至目標的要害部位關鍵技術。主要有電視制導、紅外制導(紅外非成像制導和紅外成像制導)、激光制導、毫米波制導、微波制導以及多模或復合制導。
四、精確制導技術的發展方向
近年來精確制導技術發展迅猛、勢不可擋,其主要發展為四大方向:
1.中制導+末制導組合制導。中制導+末制導組合化已成為精確制導技術發展的一個重要方向。發展的趨勢則是實現制導精度與射程的無關,經過中制導+末制導的組合制導,命中目標時的CEP都將下降到米級一位數或更小。
2.成像制導。成像探測可直觀獲取目標的外形或基本結構等豐富的目標信息,進而可抑制背景干擾、識別真假目標、并能識別目標要害部位,因而成為精確制導技術發展的重要方向。目前成像探測的主要手段有紅外成像、可見光成像、雷達成像(相控陣雷達、合成孔徑雷達)。發展趨勢是遠距離、多光譜、多頻段、高分辨率成像,使成像精確制導武器具有作用距離遠、抗干擾能力強、可全天候作戰等突出優點,為自主智能精確制導奠定基礎。
成像探測技術的發展可分為三個階段:第一代成像探測技術主要是掃描成像技術,它包括各種光學掃描成像,目前技術比較成熟。第二代成像探測技術是凝視成像技術,如紅外凝視焦平面成像和微波成像技術等。第三代成像探測技術是復眼探測成像技術,它將是依賴微電子技術的發展,即不但可以實現凝視探測,而且可以把無數探測單元和多波段探測單元集成為單片器件,形成類似于蜻蜓眼睛的復雜探測系統。這種復眼式系統由于探測單元大幅度增多,并實現了單片集成,使它的探測精度、抗毀傷能力、抗干擾能力和輕小型化程度都有大幅度提高。
3.多模復合制導。多模復合制導是指同時使用兩種不同的制導方式或同一種制導方式但同時使用兩個以上波段的制導,或根據戰場環境在制導過程中的不同階段分別選擇一種方式進行制導。任何一種制導方式都有其優缺點,都有其適合應用的環境,將兩種或兩種以上制導結合則可互相取長補短,大大提高制導精度和對作戰環境的適應性。因此,復合制導成為精確制導的一個重要發展方向。
4.自主智能制導。利用成像探測獲取的目標外形或基本結構等目標信息,識別真假目標、識別目標要害部位,進而抑制背景干擾、對目標實施致命打擊,使得精確制導發展成為自主智能制導。發展趨勢是在制導過程中制導系統能夠進行多目標選擇、真假目標識別、目標要害部位選擇等,并能進行在線戰效評估,保證能夠準確命中目標要害部位,對目標實施致命打擊。
五、我國在精確制導技術領域與國外的主要差距
國外先進國家,以成像技術支撐的精確制導技術發展迅猛,已廣泛應用于精確制導武器系統。我國卻起步晚,研究相對不夠深入,與國際先進水平的差距越來越大。我國不僅在探測手段等方面落后,在相關的圖象處理技術、目標識別與跟蹤技術、圖像信息融合技術,智能導引技術等基礎技術方面也與國際先進水平有較大差距。總的來說,我國在精確制導技術研究方面與國外先進水平的差距主要表現在以下幾個方面:1.制導方式單調。2.成像制導技術相關的基礎技術研究薄弱。3.多模復合制導的條件尚不成熟。只有實現多模復合制導,特別是實現多模復合成像制導才能實現真正意義上精確制導。我國在基于成像的制導技術方面就比較落后,顯而易見實現多模復合成像制導更加困難。4.自主智能程度低。
六、結語
世界上多模導引頭應用最多的是雙模復合尋的導引頭。目前雙模導引頭主要類型有:光學雙色、微波/紅外和毫米波/紅外成像;而紅外成像和毫米波主動兩種方式是國內外多模復合制導技術優先發展的重要方向。隨著人工智能技術的迅速發展并在精確制導武器上的成功應用,使精確制導武器將不僅具有自動攻擊目標,還具有邏輯判斷、推理和識別能力,成為世界上智能化程度最高的武器裝備。
參考文獻
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(作者單位:湖南科技經貿職業學院)