复合制导技术

第36卷，增刊红外与激光工程2007年9月V bl．36SupD l锄ent I n丘m d缸d Las er En咖∞r i ng S e p．2007冒达红外复合制导技术讨论方有培，赵霜，汪立萍(中国航天科工集团公司第8511研究所，江苏南京210007)摘要：复合制导武器具有极高的作战效能，受到各国军方的高度重视。

介绍了复合制导武器的概况及其关键技术，探讨了复合制导技术亟需解决的问题，如提高目标探测精度、提高制导精度、低成本的问题以及干扰与反干扰问题。

关键词：复合制导；制导精度；探测精度；低成本；干扰与反干扰中圈分类号：T N95文献标识码：A文章编号：1007．2276(2007)增(探测与制导)一0047．03 R adar／i nf r ar ed com pound gui da nce t e chni que彤蝌G Y ou—pei，zH A o Shuang，W A N G Li p吨0妯．85儿R e辩arch In sdt IIt c o f cA sI c，N anj i l培210()07china)A bst r ac t：C om pound gui d锄ce w eapons，haV i Il g11i gh bam e d强ci ency，r ecei V e m uch r ec ognm on f硒maU count ri es．The sun，e y of com pound gui daI l ce w e apons aI l d t Il eir key t ecI l l_l i ques ar e i Il t roduc e d．The pr obl em s of com pound gui dance t e cl l I l i qu es ar e di scus sed，s uch as i m pr oV i ng det e ct i on pr eci s i on，i m pr oV i ng gui da l l ce pr ec i s i on，r。

摘要摘要随着干扰类型日趋多样化与复杂化，单一模式的制导方式抗干扰性能越来越低，为了有效对抗干扰，多模复合制导方式得到了广泛应用。

由于多模复合制导需要将各个传感器的数据信息融合输出，因此如何判断是否有传感器受到干扰并且确定是哪个传感器被干扰会直接影响导引头的跟踪结果。

本论文的研究工作就是基于雷达、红外、激光三模复合导引头的协同抗干扰问题展开的。

首先，本文简单分析了雷达、红外、激光可能会面临的干扰以及这些干扰的机理，然后基于此分析，针对该导引头的共口径结构，设计出了一种分布式、特征级的三模复合信息融合抗干扰方案，该方案包括各传感器前端以及信息融合处理单元，其中信息融合处理单元包括航迹形成、时空配准、航迹关联、特征融合和航迹融合五个环节，航迹关联环节实现了该方案的抗干扰策略。

根据该方案，本文先介绍了航迹形成环节需要用到的数据关联算法、航迹管理以及αβ-滤波算法，其中，数据关联算法主要介绍了最近邻数据关联算法和改进的经验联合概率数据关联算法，并通过仿真实验验证了这两个数据关联算法各自的适用情况以及滤波算法的性能。

然后，本文介绍了时空配准、航迹关联算法（MK-NN算法和改进的MK-NN算法）和航迹融合算法，其中，改进的MK-NN算法通过实时的滑窗方法以及参考航迹的引入可以判断出哪个传感器受到了干扰，仿真结果表明该算法比MK-NN算法的抗干扰能力强，可以有效提高导引头的抗干扰能力。

最后，依据前文介绍的各种算法，为了将信息融合协同抗干扰技术进行工程实现，本文建立了一套信息融合系统，首先介绍了该信息融合系统的整体工作流程，然后介绍了三模航迹关联策略，并针对导引头的单模、双模以及三模各个制导阶段给出了相应的航迹关联协同抗干扰方案。

为了验证该系统的功能与性能是否满足要求，本文还开发了一套基于计算机建模仿真技术的信息融合数字仿真测试系统，并通过该数字仿真测试系统对信息融合系统的功能、信息融合处理的延时以及抗干扰指标进行了9种模式的测试，其中这9种模式包括单干扰模式以及多种干扰组合模式，测试结果表明了该三模复合信息融合系统可以有效对抗这9种模式的干扰，而任一单一模式都无法完全抵抗这些干扰，从而证明了该协同抗干扰技术的有效性。

精确制导技术是以高性能的光电测器为基础，采用目标识别、成像跟踪、相关跟踪等方法，控制和引导武器准确地命中目标的技术，也是一门正在迅速发展中的技术。

按照制导方式，即按照实现导引和控制飞行器根据特定基准（规律）选择飞行路线去寻找和攻击目标的运动过程中，所采取的手段与方法，可将精确制导技术分为以下几种类型：1、寻的制导包括主动式寻的制导、半主动式寻的制导和被动式寻的制导。

2、遥控制导包括指令制导和波束制导。

3、匹配制导包括地形（高度）匹配制导和景象（灰度）匹配制导。

4、惯性制导只依靠弹上惯性部件提供制导数据，而不依赖外部信息的自主制导方式。

5、卫星制导又称GPS制导，是指武器系统接收GPS中卫星播发的导航信号，实现三维精确定位和获取速度、时间信息的制导方式。

6、复合制导是采用两种或两种以上不同物理特性的探测器组成的制导系统。

系统在制导时，若探测器为串行使用称为复合制导；若并行使用称为多模制导或并联复合制导。

精确制导武器是具有精确的制导系统，从而获得极高的命中精度，具有反应敏捷的控制系统和具有识别目标并摧毁目标的能力和抗干扰能力，它的造价低廉，能够大批量生产和装备部队，且使用和维护简便的新式武器。

这种武器包括各种精确制导导弹、制导炸弹和制导炮弹、巡航导弹和远程遥控无人驾驶飞行器等，其主体是战术导弹。

精确制导武器的核心是制导系统，制导系统的先进与否直接影响到精确制导武器的作战效能、应用范围和武器系统的成本。

精确制导武器（Precision Guide Weapon）这一术语起源于20世纪70年代中期。

当时，美国在越南战争中大量使用了精确制导炸弹，由于具有精确的制导装置，取得了惊人的作战效果，因而引起人们的极大注意。

各国对精确制导武器的命中率没有统一标准。

中国对精确制导武器的定义是：采用精确制导技术，直接命中概率在50%以上的武器，主要包括精确制导导弹、制导炮弹、制导地雷等。

制导武器是一种无人驾驶飞行器，它与一般武器相比有两个显著的特点：其战斗部的运载工具具有制导功能；它不仅有爆炸和杀伤目标的弹头，而且有自动捕获和识别目标的能力。

卫星侦察的与缺点复合制导
优点：
1、速度快：
如果是近地轨道上的侦察卫星，每秒钟大约飞七八公里，一个半小时左右就可以绕地球一圈。

侦察卫星速度比火车、汽车快几百倍，比起超音速飞机快十几倍。

比如从北京出发，到天津只要半分钟，到上海3分钟，到拉萨5分钟也就够了。

不但侦察及时，而且保证有连续性。

一般长寿的侦察卫星，在空中可以停留两年以上，在这段时间内可以侦察到目标连续不断的变化情况。

2、范围广阔：
飞机和卫星作比较，同样都是20度的视角，从3000米高度的飞机上能看到地面1平方千米的范围，从300千米高空的卫星上看地面，就可以看到1万平方千米，看到的范围相差万倍以上。

有人作过计算，说在高空飞机上把我国拍摄一遍，需要拍100万张照片，用10年的时间；如果用卫星拍摄，只需拍500多张照片，花不了几天的时间。

3、受限制少：
侦探卫星有超越国境的自由，而没有侵犯领空的纠纷。

高山、大
海、荒漠戈壁、茂密森林，人无法到达的地方，都阻挡不了卫星去侦察。

4、分析能力强：
侦探卫星拥有先进的超多谱段成像技术。

利用几百个窄的频谱通道获得高分辨率，以提高探测伪装和模糊目标的能力。

超多谱段遥感器具有精细的光谱分辨能力，能从获取的遥感数据中直接分析目标的物质成分，从而有效地分辨目标。

缺点：
弱点是当地面雷达或电台过多、信号过密过杂，就难以筛选出真正有用的信息，而且容易受假信号的欺骗和干扰。

如果地面雷达和电台临时关机，也可以躲过它的侦察。

探测．．-信息获取的过程，是指对于不能直接观察的事物或现象用仪器进行考察和测量，如空间探测、探测海的深度。

现代化的信息获取技术手段有电视传真、遥感技术、光纤通信以及光学与光电子成像和雷达技术。

目标探测与识别研究的过程是:系统获得目标数据、显示、传输的实时能力，即要求高时效。

这取决于两种因素：一是所采用的技术(如微光、红外、激光、雷达等)以及获得目标信息的设计原理和应用范围；二是对目标信息的数据处理能力。

通过目标信息的"获取"、"处理"、"显示"、"传输"等途径实现目标"探测"、"识别"和"确认"。

发展目标探测与识别技术，高时效和准确性是军事应用的最大特点。

随着光电、电子技术的发展，战场监视、目标探测的手段不断增多，并日趋完善，使军事部门有可能实施大范围、全天候、多频谱、昼夜、实时战场监视和目标探测。

从空间上，利用距地面数十万米的空间轨道上的侦察卫星，中、低、高空侦察机，地面侦察车，侦察兵的便携式侦察器材，隐蔽的固定式地面侦察器材，水下监听声纳等可以监视整个战场，甚至全球。

从时间上，利用各种侦察器材不仅可以昼夜监视战场，探测目标，而且借助现代通信工具可以实时或近实时地获取目标信息。

从电磁频谱上，工作在不同波段上的各类侦察器材覆盖了紫外、可见光、红外、微波、毫米波、直至声波的整个电磁波谱。

航天探测器．．．．．：又称空间探测器，深空探测器或宇宙探测器。

对月球和月球以远的天体和空间进行探测的无人航天器，是空间探测的主要工具。

空间探测器装载科学探测仪器，由运载火箭送入太空，飞近月球或行星进行近距离观测，做人造卫星进行长期观测，着陆进行实地考察，或采集样品进行研究分析。

空间探测器的显著特点是，在空间进行长期飞行，地面不能进行实时遥控，所以必须具备自主导航能力；向太阳系外行星飞行，远离太阳，不能采用太阳能电池阵，而必须采用核能源系统；承受十分严酷的空间环境条件，需要采用特殊防护结构；在月球或行星表面着陆或行走，需要一些特殊形式的结构。