四、自主製導體製
自主製導係統不需要導彈以外的任何信息,即自主製導係統不需要從目標或製導站獲取信息,導引信號完全由彈上製導設備產生,控製導彈沿預定彈道飛向目標。
自主製導體製根據控製信號形成的方法不同,可分為慣性製導、程序製導、天文導航、多普勒導航、地圖匹配製導、GPS製導等類型。
1.慣性製導體製
慣性製導係統是一種不依賴任何外部信息、也不向外部輻射能量的自主製導係統(導航係統)。慣性製導係統利用彈上的慣性元件,測量導彈相對於慣性空間的運動參數(如加速度等),在給定運動的初始條件下,在完全自主的基礎上,由製導計算機計算出導彈的速度、距離、位置及姿態等參數,依據預先確定的彈道形成控製信號,導引導彈按預定彈道飛行。
慣性製導以牛頓力學定律為基礎,通過測量載體在慣性參考係中的加速度,將加速度對時間進行積分,並且把它變換到導航坐標係中,就能夠得到導彈在導航坐標係中的速度、偏航角和位置等信息。
慣性製導有固定的漂移率,從而會造成物體運動的誤差,因此遠射程的武器通常會采用指令、GPS、星光等方法對慣導進行定時修正,以獲取持續準確的位置參數。
慣性製導體製按照慣性元件的工作原理分為撓性慣導、光纖慣導、激光慣導、微固態慣性儀表等多種方式。
平台式慣導係統設備複雜、價格昂貴、定位精度較高,隻有精度要求較高的遠程飛行器才采用,大多數運載火箭都采用平台式慣導係統。
捷聯慣導係統由於結構簡單、可靠性好、體積小、質量小、成本低、容易維修等特點,近年來發展很快,並且在戰術武器中得到廣泛應用。由於捷聯慣導係統的精度尚未達到平台慣導係統的精度水平,所以其應用範圍受到了一定程度的限製。
慣性製導體製由於不依賴外界的任何信息,不受外界的幹擾,也不向外界發射任何能量,所以具有很強的抗幹擾能力和良好的隱蔽性。慣性製導體製是戰略導彈標準的製導體製。
2.程序製導體製
程序製導係統又稱“方案製導係統”。程序製導係統利用預先給定的彈道程序,控製導彈飛向目標。
程序製導體製的優點是設備簡單,製導係統與外界沒有聯係,抗幹擾性好,但導引誤差會隨飛行時間的增加而增加。程序製導常用於彈道導彈的主動段、有翼戰術導彈的初始段和中段製導以及無人駕駛偵察機和靶機的全程製導。C-300係列和“愛國者”地空導彈的初始段即采用程序製導體製。
3.天文導航體製
天文導航係統是根據導彈、地球、星體三者之間的運動關係來確定導彈的運動參量,將導彈導引向目標的一種自主製導係統。導彈天文導航係統一般有兩種,一種由光電六分儀或無線電六分儀跟蹤一個星體,導引導彈飛向目標;另一種用兩部光電六分儀或無線電六分儀,分別觀測兩個星體,根據兩個星體等高圈的交點,確定導彈的位置,導引導彈飛向目標。
戰略導彈所采用的星光修正彈道的製導方式就 是一種天文導航體製。俄羅斯的新型戰略導彈“白楊”在慣導的基礎上增加了星光修正製導方式,提高了導彈的命中精度。
4.地圖匹配製導體製
地圖匹配製導係統是利用地圖信息進行製導的一種製導體製。地圖匹配製導一般由地形匹配製導和景像匹配相關器製導兩種體製。
地形匹配製導利用的是地形信息,也稱為地形等高線匹配製導。景像匹配相關器製導利用彈上計算機預存的地形圖或景像圖與導彈飛行到預定位置時彈上傳感器測出的地形圖或景像圖進行相關比較,確定出導彈所在位置與預定位置的縱向和橫向偏差,形成製導指令,將導彈導引向預定目標。
目前,采用地形匹配製導體製導彈的製導精度可在幾十米以內,而采用景像匹配製導體製的製導精度更高,製導誤差一般隻有幾米
左右。
美國的“戰斧”Ⅲ型巡航導彈采用全球定位係統和慣性導航係統(GPS/INS)進行中製導,用改進型數字景像匹配區域相關器和輔助地形匹配進行末製導,提高了製導精度,並且有效地縮短了任務規劃時間。
五、遙控製導體製
遙控製導體製常用於攻擊活動目標。在地(艦)空導彈和空空導彈上應用最多。遙控製導可分為指令製導、波束製導、TVM製導等體製。
1.指令製導體製