中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)

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什么叫做“智能”武器?
電子工業(yè)出版社
2016/10/24 15:45
和 GPs 武器運(yùn)載工具的檢測(cè)結(jié)果一樣令人印象深刻的是, 他們發(fā)現(xiàn)精度將受到固有的限制, 除非為炸弾本身加入一些智能。將“優(yōu)瓜”炸彈變?yōu)?ldquo;智能”制導(dǎo)武器的第一次嘗試, 使用了一個(gè)INs和尾部套件中的相關(guān)翅片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng), 以此取代了炸彈的常規(guī)機(jī)尾部分。當(dāng)時(shí), GPS接收機(jī)過大,無(wú)法裝進(jìn)尾部套件。假設(shè)認(rèn)為,如果用主機(jī)做合適的初始化工作,炸弾的 INs可以從釋放到落地一直保持導(dǎo)航精度。這個(gè)策略是行之有效的,只要運(yùn)載火箭有個(gè) GPs接收機(jī)在釋放前對(duì)炸3単的INs進(jìn)行初始化。如果運(yùn)載火箭上沒有GPs接收機(jī),那么對(duì)精確表炸來(lái)說,切換誤差就過大,只是因?yàn)榛鸺腎Ns會(huì)自然產(chǎn)生誤差, 該誤差在推進(jìn)階段將傳遞給武器。
在運(yùn)載體裝上 GPs后,可以讓它用很高的精度初始化炸弾的INs。只要武器進(jìn)行了合適的初始化,那么其短期內(nèi)的導(dǎo)航誤差將比較好。但是對(duì)于一個(gè)巡航武器來(lái)說,這種做法是行不通的, 因?yàn)榉e累的儀器誤差將在較長(zhǎng)的武器飛行時(shí)間增長(zhǎng)到無(wú)法接受的程度。
由于 GPS接收機(jī)逐漸變小, 在一個(gè)尾部套件中同時(shí)裝入 GPs和一個(gè)慣性測(cè)量單元已經(jīng)是可行的。在這個(gè)概念下,只要把目標(biāo)坐標(biāo)可以用 GPs確定下來(lái),落點(diǎn)誤差就會(huì)相當(dāng)?shù)?。該誤差主要由瞄準(zhǔn)誤差和武器飛行期間的 GPs誤差決定。 INs的誤差積累將基本上清除, 對(duì)于飛行時(shí)間較長(zhǎng)的巡航武器來(lái)說, 這特別有吸引力 。
當(dāng)然,如果武器使用 GPS接收機(jī),運(yùn)載體必須提供必要的 GPS切換信息(和 INS傳遞校正信息)。這種切換信息通常由初始位置、時(shí)間和速度,以及GPs衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)組成 。 該信息對(duì)短飛行時(shí)間的武器是至關(guān)重要的, 因?yàn)樗仨氃诼涞刂跋全@得一個(gè)好的 GPs定位,來(lái)校對(duì)INs殘余誤差的累積。通常情況下,該武器需要從運(yùn)載體獲得足夠的信息, 以便在釋放的幾秒鐘后捕獲和跟蹤 GPs衛(wèi)星。
對(duì)于老一代的武器來(lái)說, GPs接收機(jī)使用粗捕獲(c/A)碼以捕獲信號(hào),然后再切換到軍用 P(Y)碼。雖然 C/A碼是捕獲 GPS信號(hào)最簡(jiǎn)単的方式,但它也容易受到干擾。 大多數(shù)現(xiàn)代武器使用(或?qū)⒁褂?軍碼直捕來(lái)提供更好的抗干擾保護(hù)。直接 P(Y) 捕獲需要更仔細(xì)的設(shè)備集成度, 因?yàn)槲淦鞅仨氃趲缀撩氲臅r(shí)間為內(nèi)通過它的直接捕獲集成電路片來(lái)搜索偽距和偽距率不確定度。通過飛行管理和武器管理子系統(tǒng)而實(shí)現(xiàn)的從發(fā)射主體的 GPS接收機(jī)到武器的 GPS接收機(jī)的時(shí)間變換通常用于該時(shí)間的初始化 。
這些轟炸效果評(píng)估照片表明,在 B-2轟炸機(jī)利用 GATS/JDAM進(jìn)行攻擊前(圖4.38 的左圖)和攻擊后(圖4.38的右圖)阿富汗被襲擊目標(biāo)的情況。 GATs是利用合成孔徑雷達(dá)確定日標(biāo)的相對(duì)坐標(biāo), 并且把這些數(shù)據(jù)在 JDAM投放之前傳遞給它。
這種精確時(shí)間變換的困難不僅是技術(shù)上的,而且是經(jīng)濟(jì)上的。在 GPs接收機(jī)中一 定要有合適的直接捕獲芯片, P(Y) 的直接捕獲所得到的時(shí)間初始信息能夠獲得幾十微秒的精度 。 以該精度發(fā)送一個(gè)時(shí)間脈沖要求每個(gè)武器都有一條高帶寬線路, 這安裝起來(lái)很昂貴。另一方面,如果武器有直接捕獲芯片,對(duì)于 P(Y)直接捕獲來(lái)說,接收機(jī)可以容忍幾毫秒的時(shí)間不確定性 。 這個(gè)級(jí)別的精度可以用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的串口來(lái)完成 。 因此, 許多承包商都選擇不安裝高帶寬線路, 而是使用具有直接捕獲能力的武器。 隨著集成電路的改進(jìn)，將來(lái)時(shí)間精度要求會(huì)下降，同時(shí)又不會(huì)犧牲抗干擾性能。