制導控制導航技術的分析

王景

（中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所，河南 洛陽471000）

隨著時代發展，有的研究制導控制導航技術是必要的，在實踐探索過程，應該明確導航及制導控制方式，加強對于導引規律的認識，從而才能有效的提高制導控制導航技術水平。希望結合本文實踐探索，能夠為相關技術人員提供有效參考。

1 制導控制導航體系的分析

1.1 選擇導航及制導方式

在選擇具體的導航方式時，首先應遵循其本身對時間的敏銳性特征，系統的核心作用是輔助飛行設備確定準確的飛行方向，以便在既定的時間范圍內順利完成計劃任務。因此在判定導航與制導方式有效性的兩個指標便是控制及導向作用。控制作用主要是指在飛行設備運行過程中，通過恰當的方式控制其飛行裝置系統，從而增強設備飛行的穩定性和安全性。導引作用只要通過飛控設備及導引頭等裝置組成的閉合性系統，來保障飛行設備核心的穩定運行。不同的飛行設備特點也對導引技術提出了不同程度的技術要求。相較于紅外導引頭來說，運用地面無線系統發出具體的位置信息來進行導引，更能體現出其在功能消耗和成本消耗等方面的優勢。因此本文探討的飛行導航系統主要指從地面發射位置信息進行導引的方式。

1.2 選擇導引規律

導引系統的工作原理是依據導引頭測出的數據，同時結合設備實際的飛行狀況，按照導引規律計算出飛行設備的計劃位置和實際完成效果之間的差距，并以此作出相應的導航指令，從而糾正飛行設備的運行軌跡，促使其重新按照計劃方向飛行，最終順利完成既定的飛行任務。科學的導引規律不僅客觀呈現出設備在飛行過程中應該遵循的客觀運行規律，還可決定設備在飛行過程中的參數數值，因此運用適當、合理的導引規律指導飛行設備完成既定目標尤為關鍵。當前，使用頻率較高的導引規律主要有經典規律和現代規律，前者的優點是結構相對單一，對信息量的要求較少，因此其適用范圍更廣。

2 制導控制導航技術應用分析

2.1 針對飛機的研究

在最初的導航主題年會中，主要討論的是無人駕駛設備的控制、航天飛行設備的制導控制、GPS 應用與實際效果、航天設備控制等內容。基于上述內容的研究結果，便能夠初步體現出當前的技術發展方向。從行業科研成果記載中可知，我國早期已經形成較有規模的飛行設備及無人機研究成果，同時根據阿富汗、利比亞等地的實戰經驗可知，無人駕駛飛行技術已能夠全面取代人工駕駛，完成相同的飛行任務，由此也帶動了更多的航行業技術人員投入到無人駕駛飛行技術的研究中。大多研究人員主要針對設備性能的檢測、故障排查與處理、飛行設備的自主控制能力等方面實施研究，并取得了一定的成效。此外，基于民用客機的不斷增加，飛機在起飛或完成飛行任務的過程中發生碰撞事故的幾率也日益提高，造成了十分嚴重的損失。因此科研人員也將研究目光鎖定在機場周圍飛機的行駛協調方面，并取得了較大的進展。

2.2 針對航天飛機的研究

當前，在航天領域開展研究工作，目標不僅是提高飛機運行的穩定性，同時還要在投入成本方面實現更高的經濟性。在此研究目標的指引下，研究人員更為傾向于將衛星以組合的形式完成既定的工作目標，從而取代之前借助大型衛星來完成多個項目的方式。經過實踐分析得知，通過對NASA 火星的探索偵查，驗證了上述方式的可行性。因此目前我國將多個小型衛星進行系統編制，并以組合形式完成同一工作目標，同時以這種方式實施故障的排查和處理更為便捷，調整任務內容也更為簡便和靈活。但需注意的是，多個衛星協同作業還會形成運行軌跡的控制和故障排查方面的問題，這也是研究人員未來的新研究方向，如何精準規劃各個衛星的運行軌道，并在衛星出現故障時能夠及時進行技術處理，提高任務完成的成功率，是飛機研究領域的新課題。

2.3 飛行器導航制導與控制方式

2.3.1 遙控式制導系統

通常飛行設備會在制導站外完成整體或部分的安裝，并通過制導站將設備的運行參數還原成數據指令，此后通過控制系統指導設備向著既定的目標飛行。由于指令的傳送方式不同，一般可分為波束和指令兩種制導方式。其中，指令制導方式還能細分為電視指令、無線與有線指令制導三個類別。指令制導的方式操作較為便捷，且投入成本較低，可同時應對多個任務目標。而波束制導方式又可劃分為激光或雷達波束制導兩種，波束制導對射程的要求較高，如果射程超過預定范圍，則會影響系統探測的精度，因此這種方式只適用于完成射程較短的任務。

2.3.2 慣性制導系統

此類系統主要是通過慣性作用來完成導彈數據的測量。借助慣性完成測量工作帶有一定的主動性，主要由制導計算機、控制系統等設備組成，通常用于對固定的目標實施攻擊。由于測量設備以彈上方式完成安裝，因此可將其分為捷聯式與平臺式兩種慣性制導。此系統的可取之處是對外部的干擾有較強的抗擊能力，不會因氣候因素影響運行效果，同時能夠發揮較好的隱蔽作用。但不足是其制導的精準度會隨著飛行時間的增加而減弱。因此此類系統不適宜應用于飛行時間較長的任務。如果在應用中出現了制導偏差，技術人員則會應用其他方式進行修整，從而保證系統提供制導指令的準確性。

2.3.3 地形匹配與景象匹配制導系統

此系統還可叫做地形與景象區域相關系統。工作原理主要為先通過遙感技術對目標區域進行數據采集和分析，并依據具體的參數形成虛擬的數字地圖，明確表明區域的地理特征，并在系統內保存。此后再使用導彈實地勘測，將導彈獲取的真實數據與之前繪制的數字地圖數據進行對比分析，從而確定最佳的導彈飛行軌跡，使導彈能夠按照正確的方向和軌跡運行。由于繪制地圖的手段不同，可具體分為激光雷達、紅外熱成像圖像匹配等多種方式，上述方式均不會因氣候因素影響獲取數據的精準性。地形匹配制導方式與慣性制導相結合使用，可有效降低慣性制導出現的偏差，從而可為導彈發出更為精準的指令，導彈根據指令可靈活控制自身運行軌跡，準確達到既定的位置目標。

2.3.4 全球定位制導系統

此種制導系統屬于導航方式，借助衛星的導航作用準確定位目標位置，并將監測到的數據信息精準反饋給制導設備，從而促使設備能夠掌握目標方位、時間等多種信息，判斷目標的狀態。安裝專業的定位信號接收設備，能夠有效縮短目標鎖定與攻擊的時間，同時還可以實現對未提前鎖定的目標實施攻擊行為。目前，此類定位制導方式主要應用于戰術導彈等多種軍事渠道。

2.3.5 復合制導方式

此類制導方式又稱為組合制導，是將各類制導方式的優勢進行整合，從而最大限度發揮制導系統的優勢作用。這種方法可以促使不同的制導方式發揮自身優勢，弱化不足，可有效延長制導的物理距離，同時提升制導的精準性和對外界干擾的排除能力。此類方式對系統的穩定性、計算機運行速度和內存、飛行載重等方面均提出的較高的要求，因此對其成本投入也相對較大。

總之，在分析制導控制導航技術時，要重視分析該技術的實踐應用情況，通過以上分析，總結了制導控制導航技術的應用途徑，作為相關技術人員，要不斷加強對于相關技術的學習與研究能力，從而才能不斷提高制導控制導航技術水平。