可撒布信號標記雷系統的研制與開發

余忠康 李煥良 韓趙喚 王 濤 周慶園

（1.陸軍工程大學，南京 210001；2.32228部隊，南京210008；3.94679部隊，南京 210046 ）

地雷作為一種傳統的防御型武器，提前預設在敵方進攻所需經過的地域，能夠破壞敵方裝甲車輛，殺傷敵方有生力量，達到阻滯敵方行動的目的[1]。早期，雷場的布設主要依靠手工埋雷作業方式，作業時間長且效率低。經過長期發展，誕生了可撒布地雷新概念，廣泛采用火炮、飛機以及火箭等布雷手段，極大提高了布雷效率，能夠滿足大面積和快速布雷的作戰要求。

我軍對火箭布雷裝備的研究時間較早，技術水平較高，但目前我軍裝備的火箭布雷系統對撒布的地雷及形成的地雷場尚不具備定位功能，無法得到準確具體的地理位置信息。在作戰過程中，對撒布地雷場的位置掌握不清楚會極大削弱雷場的戰術運用效果。在部隊訓練時，撒布地雷場位置不確定將存在較大安全隱患，導致部隊不敢訓的問題突出。戰斗結束后，不掌握地雷場的位置，將難以及時、高效和安全地撤收雷場，從而影響我軍地雷履約能力。因此，及時了解掌握火箭布雷裝備撒布形成的雷場位置信息極其重要。

以美軍為代表的許多發達國家十分重視雷場偵察與標識技術，并進行了深入研究。美軍目前裝備有數字偵察系統（Distributed Resource Scheduler，DRS）[2]，可以運用激光測距望遠鏡進行遠距離觀察和測距，利用數碼照相機設備記錄雷場地形地貌，并依托內置的全球定位系統將雷場位置信息記入數字偵察系統，達到對雷場的探測和標繪[3]。但是，該系統需要偵察分隊抵近雷場進行偵察。在敵前應急布雷和快速布雷的情況下，偵察分隊沒有條件運動到雷場前沿偵察雷場，因此沒有充裕的時間搜集雷場信息。國內何芷瀅等人利用無人機和高分辨相機進行拍攝，再運用圖像處理技術來獲取雷場分布信息[4]。該方式容易受到氣象狀況和地形地貌等因素的影響，難以真正實現地雷場位置信息的獲取。針對上述問題，本文以某型防坦克地雷為基礎，對現有地雷結構進行改造，設計了一種集北斗天線和無線數傳天線于一體，具有定位功能的可撒布信號標記雷，實現了撒布雷場地理位置信息的采集。

1 撒布地雷場定位信息采集設計方案

火箭布雷主要是以火箭發動機為動力，將裝填有地雷的戰斗部分發射到預設雷場的上空，通過分離機構將地雷拋撒至地面，形成一定面積地雷障礙物的一種快速、機動的布雷手段。對撒布形成的地雷場進行定位，采集地雷場的位置信息，主要的設計方案是對某型防坦克地雷的雷體進行改造，但是要保持雷體原有的結構外觀，只在其內部安裝北斗定位模塊、無線數據傳輸模塊以及電池等電氣元件。經過改造的信號標記雷能夠保持與其余所布地雷外形和質量一致，不會影響雷體的發射性能參數。經過發射車點火裝置點火后，它將隨其他地雷一并經過預定的外彈道飛行至同一區域形成地雷場。撒布地雷場定位信息采集過程如圖1所示。

圖1 撒布地雷場定位信息采集過程示意圖

信號標記雷系統主要由雷體、穩壓電源以及定位與數傳系統3大部分組成。其中，定位與數傳系統包含硬件和軟件，分為雷載分系統和地面接收端分系統兩個部分。信號標記雷系統的組成示意圖如圖2所示。

圖2 信號標記雷系統的組成示意圖

2 信號標記雷系統的工作原理與工作流程

信號標記雷裝填于火箭布雷彈。火箭布雷彈發射后在空中飛行，達到預定的高度或時間后，開艙引信動作，點燃拋射機構中的拋射藥，產生大量的高溫高壓氣體，形成推力作用于推板上，將地雷簇沿彈軸方向向前拋出[5]。地雷簇出艙后，在分離機構的作用下，信號標記雷與其余地雷迅速分離，之后雷體上的支腳翻轉并支起，此時信號標記雷中的電源給雷載定位數傳系統供電，雷載定位數傳系統開始工作。北斗接收天線開始搜星和定位，經過低噪聲放大器放大后由北斗衛星接收機解算出信號標記雷的位置和時間等信息，再由數傳電臺將解算出的位置信息參數打包調制后，由功率放大器提供足夠大的輸出功率以滿足通信距離的需求，最后由數傳發射天線將信息參數發送至地面接收端。接收端通過數據處理，實時標記信號標記雷的位置[6-8]。工作流程圖如圖3所示。

圖3 信號標記雷系統工作流程圖

3 信號標記雷的結構改造設計

信號標記雷是經過結構改造后與地雷一并裝填于火箭布雷彈，經過發射后布設至雷場，再通過北斗衛星實現雷場定位的裝置。考慮到要使信號標記雷與所布設的地雷保持相同的外彈道特性，故基于某型防坦克地雷進行加工改造，改造后的信號標記雷結構設計如圖4所示。改造后的雷體保持雷體下腔結構不變，只改造雷體上腔。為了不影響上腔內北斗定位和數傳模塊的信號接收和傳輸，雷體上腔采用聚四氟乙烯材料制作，同時腔內安裝定位通信模塊及電池等。為保證信號標記雷與所布設地雷的外彈道特性一致，加裝了鎢鋼材質的配重模塊來固定定位通信模塊。

圖4 信號標記雷結構設計圖

4 定位與數傳系統軟件設計

定位與數傳系統軟件主要包含雷載計算裝置軟件和地面接收端軟件。雷載計算裝置的主要作用是接收定位電文和解算位置信息，同時負責整個通信的協調工作，并將數據調制打包傳送給數傳電臺，為地面接收端的定位軟件提供所需的定位信息。軟件工作流程圖如圖5所示。地面接收端軟件地主要功能是接收雷載數傳系統發來的位置信息，并在接收終端顯示平臺上顯示信息。

圖5 雷載計算裝置工作流程圖

5 結語

基于北斗定位技術和無線數據傳輸技術進行可撒布信號標記雷系統的研制與開發，不僅可以對撒布地雷場進行定位標示，及時了解并掌握地雷場位置和火箭布雷實際效果，還能通過雷場布設的位置，驗證火箭布雷的彈道特性，為修正彈道提供依據，同時為戰后開展雷區的清理撤收工作提供便利，滿足新形勢下的地雷履約要求。因此，可散布信號標記雷系統的研制與開發具有重要的軍事價值和應用前景。