地形匹配制导

科技工作者之家 2016-04-06

    

  海湾战争由数百枚海上发射的“战斧”巡航导弹拉开序幕。在为“战斧”导弹设定攻击路径时,美军可谓煞费苦心,但策略却是舍近求远——并不直接飞越红海边的沙漠攻击伊军,而绕着沙漠外围的山区、城市转上一大圈再飞抵目标,这是为什么呢?

  原来“战斧”导弹要“看风景”,不过它不是为了观光揽胜,而是要进行“地形匹配制导”。

  我们知道,地球表面山川纵横,越是复杂的地形就越是特征鲜明。而所谓地形匹配制导,就是将导弹飞行过程中实时测得的地形数据与控制系统中事先准备地形数据进行比对,然后采用最佳匹配法确定自身地理位置,并将导弹引导到预定区域或目标。

  为实现这种制导,需要首先使用侦察卫星或其它侦察手段测绘出导弹预定飞行路线上的地形高度数据,并制成数字高程图存储在制导系统中。但雷达的识别能力是有限度的,对特别平坦的地形,例如海洋、沙漠等,就无法正确识别定位。此外,像流动的沙丘一类不断变化的地形,也无法进行识别。

  地形匹配制导系统由雷达高度表、气压高度表、计算机、数据存储设备等部分组成。气压高度表测量导弹相对海平面的高度,雷达高度表测量导弹离地面的高度,数字计算机提供地形匹配计算和制导信息,地形数据存储设备用于存储已知地点的地形特征数据。

  导弹发射后,制导系统不断从雷达高度表得到实际航迹下某区域的测高数据,并与气压高度表提供了海拔高度数据相减,即可得到导弹实际航迹下某区域的相对地形高度数据。由于数据存储设备中存有预定航迹下所有区域的地形高度数据,这样将实测数据与存储数据逐次比较,便可通过计算机解算出导弹在预存数字地图中的位置。再将它和程序规定的位置比较,就能够得出飞行轨迹的偏差,及时形成制导指令、修正飞行误差。

  地形匹配制导方式的优点是精度高、不受气象条件影响,但是只能在地形起伏比较明显的路线上才比较有效,而在平坦的地面或水面不能使用。美国和俄罗斯的战略巡航导弹采用惯性加地形匹配制导,圆概率偏差可达到约30米。

  另一方面,对于远程导弹,如果全程都采用地形匹配制导,要存储的数据量太大,数据相关处理的工作量也很大,弹上计算机难以满足要求。所以,通常是把地形匹配制导与惯性制导配合使用,飞行全程都使用惯性制导,同时预定几个地点进行地形匹配,来修正惯性制导所产生的误差。

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来源:科普中国网

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