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什么叫做“智能”武器？

添加時(shí)間：2018-09-25 16:17:10 來源：環(huán)球新時(shí)空信息技術(shù)研究院
　　和GPS武器運(yùn)載工具的檢測結(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，除非為炸彈本身加入一些智能。將“傻瓜”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，炸彈的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)在釋放前對炸彈的INS進(jìn)行初始化。如果運(yùn)載火箭上沒有GPS接收機(jī)，那么對精確轟炸來說，切換誤差就過大，只是因?yàn)榛鸺腎NS會自然產(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彈的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。但是對于一個(gè)巡航武器來說，這種做法是行不通的，因?yàn)榉e累的儀器誤差將在較長的武器飛行時(shí)間增長到無法接受的程度。下圖顯示了擊向目標(biāo)的巡航導(dǎo)彈。
 
　　擊向目標(biāo)的巡航導(dǎo)彈
 
　　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，落點(diǎn)誤差就會相當(dāng)?shù)汀Ｔ撜`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，對于飛行時(shí)間較長的巡航武器來說，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，來校對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。
 
　　對于老一代的武器來說，GPS接收機(jī)使用粗捕獲（C/A）碼以捕獲信號，然后再切換到軍用P（Y）碼。雖然C/A碼是捕獲GPS信號最簡單的方式，但它也容易受到干擾。大多數(shù)現(xiàn)代武器使用（或?qū)⒁褂茫┸姶a直捕來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。下圖顯示了導(dǎo)航在目標(biāo)精確打出中的實(shí)際應(yīng)用。
　
　導(dǎo)航在目標(biāo)精確打擊中的實(shí)際應(yīng)用
 
　　這些轟炸效果評估照片表明，在B-2轟炸機(jī)利用GATS/JDAM進(jìn)行攻擊前（左圖）和攻擊后（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)確定目標(biāo)的相對坐標(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，這安裝起來很昂貴。另一方面，如果武器有直接捕獲芯片，對于P（Y）直接捕獲來說，接收機(jī)可以容忍幾毫秒的時(shí)間不確定性。這個(gè)級別的精度可以用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的串口來完成。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)，將來時(shí)間精度要求會下降，同時(shí)又不會犧牲抗干擾性能。
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