王 彪

（江南機(jī)電設(shè)計研究所，550009）

關(guān)于制導(dǎo)控制導(dǎo)航技術(shù)的研究

王 彪

（江南機(jī)電設(shè)計研究所，550009）

隨著近些年世界范圍內(nèi)局部沖突的加劇，各個國家也加大對國防投入的力度，在此背景下，制導(dǎo)控制導(dǎo)航技術(shù)呈現(xiàn)長足的進(jìn)步，本文通過對我國制導(dǎo)控制導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行分析，以期可以為我國制導(dǎo)控制導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展起到一定程度的借鑒作用。

制導(dǎo)控制；導(dǎo)航技術(shù)；傳感

1　針對導(dǎo)彈技術(shù)的研究

隨著近些年以來，整個學(xué)術(shù)界出現(xiàn)特別多的針對應(yīng)用逆動力學(xué)法則和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制法則的研究成果，除此之外，相繼還出現(xiàn)了比較多的所提到的滑動狀態(tài)控制處于可變結(jié)構(gòu)控制的制導(dǎo)率相應(yīng)的應(yīng)用。這些研究成果所具備的共同傾向則是做到把目標(biāo)設(shè)定成更加難的處理的高機(jī)動與高速的動型導(dǎo)彈。按照這樣的思路要求，要想實現(xiàn)以上提到的目標(biāo)，這就必須將以往的氣動舵控制和比例導(dǎo)引的組合充分利用起來，這主要是由于存在的弊端是響應(yīng)速度顯得過慢和處理顯得困難比較大。為此，按照以上所提到的研究成果的反饋情況來看，現(xiàn)階段正在研究憑借著側(cè)推力/氣動復(fù)合控制的利用取代比例導(dǎo)引的新制導(dǎo)率。

2　針對飛機(jī)的研究

而在美國宇航學(xué)會在2001年8月6日到9日四天時間加拿大蒙特利爾市舉辦了第一屆制導(dǎo)、導(dǎo)航、控制年會，隨后在每年的時間都會在北美的重要城市舉辦一次這樣的會議，這一會議是屬于最為權(quán)威的處于航空航天領(lǐng)域范圍內(nèi)針對制導(dǎo)、控制、導(dǎo)航技術(shù)的會議，將整個世界范圍內(nèi)的研究者都全部集中到一起。在第一屆的制導(dǎo)、導(dǎo)航、控制年會當(dāng)中，主要內(nèi)容則是導(dǎo)彈的制導(dǎo)控制、控制無人駕駛飛行器、航空航天飛機(jī)的制導(dǎo)與運(yùn)動控制、GPS的應(yīng)用技術(shù)、多數(shù)衛(wèi)星的協(xié)調(diào)控制、航天器的控制等。按照這些發(fā)表出來的研究成果內(nèi)容來看，就能夠做到將現(xiàn)階段的最新的技術(shù)動向。根據(jù)對相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行梳理就能夠發(fā)現(xiàn)當(dāng)時存在著相當(dāng)多的飛機(jī)與無人飛行器的學(xué)術(shù)成果。根據(jù)最近的科索沃、伊拉克、阿富汗、利比亞等這些沖突地區(qū)應(yīng)用無人飛行器就能夠證明完全可以將有人飛機(jī)的作用予以取代，針對這樣的情況，現(xiàn)階段對無人飛行器的研究特別盛行。根據(jù)對這些研究成果實施相應(yīng)的分析就能夠了解到，其主要內(nèi)容主要為研究相關(guān)檢測與處理故障、研究相關(guān)的大多數(shù)無人飛行器的協(xié)調(diào)控制與自主控制等。除此之外，也有比較多的針對機(jī)場附近飛機(jī)的交通控制的學(xué)術(shù)成果。這就導(dǎo)致存在著可能性是由于近些年逐步增多民用飛機(jī)的數(shù)量，飛機(jī)相互之間出現(xiàn)碰撞的危險也相應(yīng)增加的原因。

3　針對航天飛機(jī)的研究

現(xiàn)階段在進(jìn)行開發(fā)航天環(huán)節(jié)當(dāng)中在進(jìn)行高可靠性提供保證的過程當(dāng)中，還必須要求將成本最大限度的降低。按照這樣的要求，通過小型衛(wèi)星的組合的利用來執(zhí)行任務(wù)這種方式將之前通過大型衛(wèi)星執(zhí)行多項任務(wù)的方式予以取代值得我們重點(diǎn)關(guān)注。根據(jù)對這樣的方法進(jìn)行研究就能夠發(fā)現(xiàn)，這樣的方法所具備的有效性則是在美國NASA火星探查當(dāng)中進(jìn)行證實。現(xiàn)階段針對編隊飛行的多數(shù)小型衛(wèi)星協(xié)同執(zhí)行任務(wù)這種方式的利用的研究成果相對來說特別多。通過這樣的形態(tài)利用來處理故障與變更任務(wù)等有著比較大的靈活性，然而一個十分重要的研究課題則是衛(wèi)星相互之間的相對軌道精確控制與出現(xiàn)故障過程當(dāng)中的安全保障問題。

4　飛行器導(dǎo)航制導(dǎo)與控制方式

根據(jù)對現(xiàn)階段飛行器導(dǎo)航制導(dǎo)與控制的方式進(jìn)行分析，概括起來重要存在著以下幾種：

第一種就是尋的式制導(dǎo)系統(tǒng)。尋的式制導(dǎo)系統(tǒng)這也是自動尋找式制導(dǎo)系統(tǒng)，這也就是說彈上面的導(dǎo)引頭或者尋的頭等導(dǎo)引系統(tǒng)感受目標(biāo)反射或者輻射的能量，自動形成控制命令，與此同時進(jìn)行目標(biāo)跟蹤，導(dǎo)引制導(dǎo)武器向目標(biāo)飛向。尋的式制導(dǎo)這種方式根據(jù)感受能量或者波長能夠劃分成電視尋的、紅外尋的、激光尋的、毫米波尋的、（微波）雷達(dá)尋的制導(dǎo)。如果根據(jù)彈上安裝的導(dǎo)引系統(tǒng)能夠劃分成主動尋的、半主動尋的和被動尋的制導(dǎo)。從整個世界范圍內(nèi)來看，現(xiàn)階段絕大多數(shù)的導(dǎo)彈與一些空地導(dǎo)彈都是選取這樣的制導(dǎo)方式。尋的式制導(dǎo)系統(tǒng)比較適合向那些近距離的目標(biāo)實施攻擊。主動式的雷達(dá)尋的制導(dǎo)存在著發(fā)射之后并不用對其進(jìn)行管理的優(yōu)勢，可以處于各種不同的角度向目標(biāo)實施攻擊，具備比較高的精度，可是比較容易遭受電子干擾；毫米波制導(dǎo)雖然存在著比較強(qiáng)的制導(dǎo)系統(tǒng)、比較強(qiáng)的抗干擾能力、高精度的優(yōu)勢，然而作用距離顯得比較短，現(xiàn)階段整個世界范圍內(nèi)各個國家比較多的指導(dǎo)方式是激光雷達(dá)尋的制導(dǎo)。

第二種則是遙控式制導(dǎo)系統(tǒng)。遙控式制導(dǎo)系統(tǒng)則是說導(dǎo)引系

統(tǒng)的所有或者是一些設(shè)備在彈外制導(dǎo)站進(jìn)行安裝，通過制導(dǎo)站將所有或者一些測量武器和目標(biāo)相對運(yùn)動參量還形成制導(dǎo)指令，隨后憑借彈上的控制系統(tǒng)導(dǎo)引制導(dǎo)武器飛向目標(biāo)。根據(jù)指令傳輸方式能夠?qū)⑵鋭澐殖刹ㄊ茖?dǎo)與指令制導(dǎo)這兩種。在這其中，還可以將指令制導(dǎo)劃分成為電視指令制導(dǎo)、無線指令制導(dǎo)、有線指令制導(dǎo)這三種傳輸方式。對指令制導(dǎo)進(jìn)行分析，其所具備的優(yōu)勢是彈上的設(shè)備相對來說比較簡單，而且成本顯得比較低，而當(dāng)所使用的相控陣?yán)走_(dá)，那么還能夠?qū)Ω抖鄠€目標(biāo)。波束制導(dǎo)能夠?qū)⑵鋭澐殖蔀榧す獠ㄊ茖?dǎo)與雷達(dá)波束制導(dǎo)這兩種方式。波束制導(dǎo)其弊端就是制導(dǎo)站跟蹤探測系統(tǒng)作用距離嚴(yán)重限制著射程，隨著增加射程，也就會相應(yīng)的降低精度。

第三種是屬于慣性制導(dǎo)系統(tǒng)。慣性制導(dǎo)系統(tǒng)就是說通過慣性測量設(shè)備的有效利用進(jìn)行導(dǎo)彈參數(shù)測量的制導(dǎo)技術(shù)。慣性制導(dǎo)是屬于一種自主式制導(dǎo)方式。這種制導(dǎo)系統(tǒng)則是所有都在彈上安裝，主要劃分成制導(dǎo)計算機(jī)、陀螺儀、制導(dǎo)控制系統(tǒng)、加速度表等，往往使用的范圍是進(jìn)行固定目標(biāo)的攻擊。按照慣性測量儀表處于彈上的安裝方式，能夠?qū)⑵鋭澐殖蔀榻萋?lián)式慣性制導(dǎo)與平臺式慣性制導(dǎo)這兩種方式。慣性制導(dǎo)系統(tǒng)其優(yōu)勢為擁有比較強(qiáng)的抗干擾能力、不會受到氣象條件限制、比較好的隱蔽性能。然而這種制導(dǎo)方式的弊端是隨著增加飛行的時間，就會相應(yīng)的降低其制導(dǎo)精度。針對這樣的情況，如果是比較長工作時間的慣性制導(dǎo)系統(tǒng)，往往借助于別的制導(dǎo)方式對其積累的誤差進(jìn)行修正。

第四種是屬于地形匹配與景象匹配制導(dǎo)系統(tǒng)。地形匹配與景象匹配制導(dǎo)系統(tǒng)還可以將其稱之為地圖匹配和景象匹配區(qū)域相關(guān)制導(dǎo)系統(tǒng)。這主要是借助于遙感、遙測手段根據(jù)相應(yīng)的地面坐標(biāo)點(diǎn)標(biāo)高數(shù)據(jù)繪制成為數(shù)字地圖，將其在彈載計算機(jī)內(nèi)部預(yù)先存入，等到導(dǎo)彈飛臨所存在的這些區(qū)域的時候，彈載計算機(jī)預(yù)存數(shù)據(jù)比較實地數(shù)據(jù)，另外還會按照指令將彈道偏差修正，控制導(dǎo)彈飛向目標(biāo)。受到不同的繪制地圖方法的影響，那么可以劃分成激光雷達(dá)圖像匹配、紅外熱成像匹配制導(dǎo)、光電視圖像匹配等不同的方式，這些方式并不會受到天氣的影響。地形匹配制導(dǎo)與慣性制導(dǎo)配合，可以將慣性制導(dǎo)的誤差極大的減小，這就會讓導(dǎo)彈長著眼睛那樣迂回起伏，準(zhǔn)確飛向預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)。

第五種是全球定位制導(dǎo)系統(tǒng)。全球定位制導(dǎo)系統(tǒng)可以將其劃分到導(dǎo)航制導(dǎo)方式，這種系統(tǒng)則是通過空間導(dǎo)航衛(wèi)星所具備的準(zhǔn)確定位功能的有效利用，將實時、全天候、高精度、連續(xù)的導(dǎo)航服務(wù)提供給制導(dǎo)武器，以便能夠做到確保制導(dǎo)武器獲得精確的時間、速度、位置的三維信息。通過全球定位接收機(jī)的安裝，能夠?qū)⒌匦纹ヅ渲茖?dǎo)予以取消，相應(yīng)將制定攻擊計劃所需要的時間縮短，還能夠向非預(yù)定目標(biāo)實施攻擊?，F(xiàn)階段，美國陸軍的"聯(lián)合直接攻擊彈藥"（JDAM）、"聯(lián)合防區(qū)外發(fā)射武器"（JSOW）、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈ATACMS等都是選取這樣的全球定位制導(dǎo)方式。

第六種是屬于復(fù)合制導(dǎo)方式。復(fù)合制導(dǎo)又稱組合制導(dǎo)系統(tǒng)，是將各種制導(dǎo)方式的優(yōu)長組合在一起，在其中某段或幾段采用的多種制導(dǎo)方式。它是一種取長補(bǔ)短的辦法。目的是增大制導(dǎo)距離，提高制導(dǎo)精度和抗干擾能力。使用"一體化"的復(fù)合式制導(dǎo)，對系統(tǒng)可靠性、大容量高速度計算機(jī)、減少飛行重量等方面都要有很高的要求，制造成本也相當(dāng)高。

［1］ 高長生，李君龍，荊武興，李瑞康.導(dǎo)彈質(zhì)量矩控制技術(shù)發(fā)展綜述［J］. 宇航學(xué)報. 2010（02）

Research on guidance and control navigation technology

Wang Biao
（Jiangnan Institute of mechanical and electrical design，550009）

With the increased in recent years in the world of local conflicts， various countries also increase the intensity of investment in defense.In this context，the guidance navigation control technology has made great progress. In this paper，the carries on the analysis to our guidance navigation and control technology， with a view to our guidance，control and navigation technology development to a certain degree of reference.

guidance and control；navigation technology；sensor