电子信息技术与精确制导武器

三、电子信息技术与精确制导武器

现代战争，从某种意义上讲是高科技水平的较量。高科技手段在现代化战争中发挥的作用越来越重要。现代战争最突出的特点是进攻武器的快速性、长距离及高空进行作战的能力，特别是对付空中的移动目标，以及远在千里之外的军事设施。为此，除了提高攻击性武器的射程、杀伤效率以外，提高攻击的准确度也是很关键的，必须采用精确制导才能满足这一要求。

导弹之所以能越来越准确地命中目标，这是因为现代电子信息技术赋予了导弹新的灵魂，使它越来越精、越来越灵。先进的电子信息技术可以使人们能按一定的引导规律对导弹实施控制，并且做到人为干预越来越少，而自动化程度越来越高。

战争总是考虑怎样以最小的付出产生最大的打击效果，怎样才能准确击中目标呢？新一代精确制导武器系统是由全球定位系统（GPS），由卫星提供制导数据所构成，并能按预定目标制导而不受烟雾和云层的影响，在任何时候和任何气候条件下都具备准确有效攻击目标的能力的一种系统。但这种系统虽然对固定目标攻击时非常有效，却对移动目标打击效果较差，其精度低于激光制导武器系统，有时甚至会出现对移动目标定位错误。

以全球定位和激光技术相结合的复合制导武器是一种全新的制导系统。复合制导的新型导弹，首先根据全球定位系统提供的数据进行飞行，最后接近目标时再转换为以激光制导，这样安排就可以准确命中目标。这种新型武器由英国空军最早使用，称为复合制导武器。2002年美军在伊拉克战争的“斩首行动”中所使用的EGBU-27就是这种复合制导的导弹。尽管采用复合制导，但有时也会受低空风力影响，影响击中目标的准确性，为此增加一个带有可控突起垂尾翼的装置就可对风力影响进行修正。这样导弹就可以在远离目标上千公里的安全地区进行发射，在GPS全球定位系统制导下飞行到目标区域，再转换成激光制导，锁定目标并对风力进行校正后准确打击目标。有时即使丧失激光锁定，导弹本身还可以重新转回依靠全球定位系统找到坐标值实现较为准确的打击。

那么导弹是如何发展起来的呢？又是如何实现精确制导的呢？下面简单介绍一些有关的知识。

控制导弹的飞行，根本点是要改变导弹的飞行方向。这就需要有探测装置和控制系统，它们的共同作用是使导弹在理想的弹道附近飞行。探测装置的作用是确定相对目标或发射点的位置，以形成控制引导指令，也就是说探测装置要对目标（包括运动目标）和导弹运动信息进行即时测量。这些测量只能用无线电测量技术来实现。例如，探测装置可以是制导站的红外测距仪或雷达测角仪，也可能是装在导弹上的“导引头”内装的探测装置，还可能是电视摄像头，或红外成像、测距头，或电波侦察接收装置等（如图4-10）。它们在选定的坐标系内对目标或导弹的运动信息分别进行测量或者测量目标与导弹的相对运动信息。有了这些数据作为依据就可以形成控制指令操控导弹飞行。控制的目的不仅要使导弹在每一飞行段稳定飞行，而且还要不断地校正飞行方向，以使导弹准确地飞向目标。怎样从空间测量运动体？又是如何获得信息并引导导弹去攻击目标呢？简单地说，可以用无线电波、红外线、激光、可见光、声音等来感受目标辐射或反射的能量，并用它来测定目标及导弹的相对运动参数，并形成指令控制导弹。导弹自己寻找目标，这样的方式称为自寻的方式。这种寻找目标的方式是希望目标辐射或反射的能量在物理特性上（如辐射的电磁波频率或调制方式等）与周围背景物发出的有所不同，利用这些不同特性才能准确选中要攻击的目标。喷气式飞机、坦克、军舰、军工厂都具有不同的红外辐射特性，导弹头上安装的红外选择接收系统，输出的控制信号引导导弹飞向目标，称为红外自寻的方式。响尾蛇攻击猎物就是根据猎物发出的红外线，从而实现追踪、攻击的。

图4-10　电视观测无线电指令遥控系统

为此这种型号的导弹被命名为响尾蛇导弹。又如，利用目标发出的不同声音来进行识别目标，这种寻找目标的方式就是声学自寻的方式。喷气飞机发动机、军舰、潜艇发出的声波大不相同，可以根据接收到的声波的不同对目标加以识别。

军事上的重要目标如雷达、导航站、通信总站等会辐射电磁波，利用电磁波的不同特性来攻击不同目标也是很有效的自寻的方式。自寻的制导系统由导引头、弹上信号处理装置与弹上控制系统组成。它们全部装在导弹上，这种导弹发射后，它会自己寻找攻击目标，它可攻击高速运动目标且精度较高，但作用距离有限。空对空、地对空及巡航导弹快接近目标时用激光制导来提高制导精度。

整个导弹由3大部分组成，一是推动部，二是战斗部，三是制导部。后者决定了是否能够精确击中目标。而这部分几乎全部由电子信息技术的水平高低来决定，花样也最多。

导弹飞行是由导弹以外的制导站向导弹发射无线电遥控信号而引导导弹飞行的。导弹上的无线电接收机及信号处理装置输出控制信号控制导弹向目标飞去并引爆战斗部，这种方式称为遥控制导。制导站负责测量目标、导弹的位置及其他运动参数，并形成控制指令通过无线电波送至弹上，弹上控制系统操纵导弹飞向目标。因此遥控设备分布在弹上和制导站两地，为了减轻重量，相对来说弹上设备应尽量精简。这种制导方式控制精度高、作用距离远，但易受外界干扰（如图4-11、图4-12）。

图4-11　无线电指令遥控系统

图4-12　无线电波束制导

利用地图信息进行制导也被广泛应用，其中之一是利用地形等高线识别飞行方向，而另一种是利用目标周围的景像信息来识别目标。弹上的计算机存储了飞往目标的有关数字地图或数字地球，或者一路上的景像数字图。导弹飞行时依靠携带的传感器（电子高度表或摄像机）测出地形图或景像图进行相关处理来确定导弹当前位置以及偏离预定位置的偏差，形成控制信号指引导弹飞向目标。

数字化地球，就是信息化地球，它将有关地球上每一点的全部信息，按地球的地理坐标加以整理，构成全球信息模型，例如，将地球表面每一点的固定信息（如地形、地貌、植被、建筑、水文等）按地球坐标、经纬度及标高，组织一个三维的数字地球。巡航导弹就是根据发射点的坐标及目标的坐标位置用数字地球选择最佳飞行路线，或者按预先拟定好的计划飞行。它飞行到国界线，如果从数字地图上知道前方有雷达，它可开始贴近地面飞行并从雷达探测的无效控区穿过以防发现。它甚至可在峡谷内弯弯曲曲地飞行，最后按坐标找准目标攻击。这种导弹的出现几乎使防空雷达网失去作用。

电视制导是一种利用可见光、红外光以及微光电视等输出的图像在视场中提取目标的，用导弹头部的电视摄像机拍摄目标和周围环境的图像，从有一定反差的背景中选出目标并借助预置的目标图形形成跟踪波门对目标进行跟踪，当前目标偏离波门中心时，产生偏差信号控制导弹飞向目标。

精确制导是为了打击远距离目标并且要求有很高的命中率而研究的。将前面谈到的几种制导方式以不同的方式组合起来，称为复合制导。复合制导可大大提高导弹的性能。一般精确制导导弹飞行初始段采用惯性控制或按预先设计的方案控制，在到达要求的区域后转换成遥控指令控制，到达目标附近再转换成电视或激光图像自寻的制导，这种方案不仅大大增加了作用距离，而且提高了制导精度。这就是精确制导的原理，具体实现主要靠电子信息技术。