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1、制导原理简介一、制导的定义所谓制导，即导引和控制飞行器按一定规律飞向目标或预定轨道的技术和方法。制导过程中，导引系统不断测定飞行器与目标或预定轨道的相对位置关系，发出制导信息传递给飞行器控制系统，以控制飞行。分有线制导、无线电制导、雷达制导、红外制导、激光制导、音响制导、地磁制导、惯性制导和天文制导等。二、常见轻型制导弹药制导方式（一）有线制导有线制导是遥控制导的一种方式，制导站不断跟踪目标，形成制导指令，并将指令通过有线形式传输到制导武器上来控制飞行轨迹，使之击中目标。有线制导系统主要由制导控制装置、光学瞄准镜、操作手柄和控制导线组成。导弹发射后，操作手需用瞄准镜瞄准目标，同时还要跟踪导弹，
2、并从镜内判断出导弹的飞行偏差，用操作手柄产生控制指令不断修正其偏差，导线把控制指令传输给导弹，引导导弹飞向目标。在导弹飞行过程中，传输制导指令信号的导线是悬在空中的，因此受导线强度及其释放速度等因素的约束。 有线制导的优点是设备简单、精度高、抗干扰能力强，缺点是操作难度大，作用距离近。现在先进的有线制导系统将金属导线改为光纤，并增加一部红外测角仪，由它自动跟踪导弹并测出导弹飞行方向与瞄准线的偏角，操作手只需始终用光学瞄准镜的十字线跟踪瞄准目标即可。这种系统不仅操作简单，而且精度高，并提高了射程和抗干扰能力。有线制导一般用于近程反坦克导弹。红箭8L有线制导反坦克导弹陶氏反坦克导弹家族（二）雷达制
3、导雷达制导分为两类：雷达波束制导和雷达寻的制导。 1.雷达波束制导雷达波束制导系统由载机上的雷达、导弹上的接收装置和自动驾驶仪等组成。载机上的圆锥扫描雷达向目标发射无线电波束并跟踪目标。导弹发射后进入雷达波束，导弹尾部天线接收雷达波束的圆锥扫描射频信号，在导弹上确定导弹相对波束旋转轴（等强线）偏离的方向，形成俯仰和航向的控制信号，通过自动驾驶仪控制导弹沿等强线飞行。等强线是指向目标的，故导弹飞向目标。 2.雷达寻的制导又称雷达自动导引，分为主动式雷达导引、半主动式雷达导引和被动式雷达导引三种。主动式雷达导引系统由主动式雷达导引头(寻的头)、计算机和自动驾驶仪等组成，整个系统都装在导弹上。主动式
4、雷达导引头发射照射目标的电磁波并接收从目标反射的回波。导引头内的跟踪装置根据回波信号使导引头跟踪目标，同时这个回波信号还形成控制导弹的信号，通过自动驾驶仪控制导弹飞向目标。半主动式雷达导引系统由载机上的雷达，导弹上的导引头和自动驾驶仪等组成。载机上雷达发射照射并跟踪目标的电磁波，导引头接收从目标反射的回波。导引头根据回波信号跟踪目标，同时回波信号形成控制导弹的信号，通过自动驾驶仪控制导弹飞向目标。被动式雷达导引系统由导弹上的导引头和自动驾驶仪等组成。导引头接收和处理目标辐射的无线电信号，根据这个信号跟踪目标并控制导弹飞向目标。有的导弹备有雷达导引头和红外导引头，根据天气情况调换使用。采取主动中
5、途指令、惯性制导和雷达主动末制导的等复合制导方式的AIM-120C空空导弹采用主动雷达加捷联惯导等复合制导方式的霹雳-12型空空导弹(三)红外制导红外制导是利用红外探测器捕获和跟踪目标自身辐射的能量来实现寻地制导的技术。主要分为红外成像制导技术和红外非成像制导技术两大类。 1.红外非成像制导技术是一种被动红外寻地制导技术，任何绝对温度零度以上的物体，由于原子和分子结构内部的热运动，而向外界辐射包括红外波段在内的电磁波能量，红外非成像制导技术就是利用红外探测器捕获和跟踪目标自身所辐射的红外能量来实现精确制导的一种技术手段。它的特点是制导精度高，不受无线电干扰的影响；可昼夜作战；由于采用被动寻的方
6、式，攻击隐蔽性好。但它的正常工作受云、雾和烟尘的影响；并有可能被曳光弹、红外诱饵、云层反射的阳光和其它热源诱惑，偏离和丢失目标。此外，红外制导系统作用距离有限，所以一般用作近程武器的制导系统或远程武器的末制导系统。 2.红外成像制导是利用红外探测器探测目标的红外辐射,以捕获目标红外图像的制导技术,其图像质量与电视相近，但却可在电视制导系统难以工作的夜间和低能见度下作战。红外成像制导技术已成为制导技术的一个主要发展方向。实现红外成像的途径有许多，主要有以下两种： 多元红外探测器线阵扫描成像制导； 多元红外探测器平面阵的非扫描成像探测器（通常称为凝视焦面阵红外成像制导系统）。红外成像探测器从70年
7、代以来已由多元线阵发展到面阵，从近红外发展到远红外。红外凝视焦面阵列探测器的元件数，对近红外已达107个，对于远红外已达105个，探测率已达10121014量级。红外成像制导系统的灵敏度和空间分辨率都很高，动态跟踪范围大，可达1500 1800，有效作用距离远，抗干扰性好。与非成像制导技术相比，红外成像制导系统具有更好的目标识别能力和制导精度。全天候作战能力和抗干扰能力也有较大改善。但成本较高，全天候作战能力仍不如微波和毫米波制导系统。具备激光半主动寻的制导、红外/射频、红外热成像多种导引头的海尔法反坦克导弹采用红外非成像制导方式的AIM-9响尾蛇系列空空导弹采取被动红外寻的制导的前卫-2型单
8、兵防空导弹采用凝视焦面阵红外成像制导方式，具备“发射后不管”能力的“标枪”反坦克导弹（四）激光制导利用激光获得制导信息或传输制导指令使导弹按一定导引规律飞向目标的制导方法。 1激光驾束制导：激光接收器置于导弹上，导弹发射时激光器对着目标照射，发射后的导弹在激光波束内飞行。当导弹偏离激光波束轴线时，接收器敏感偏离的大小和方位并形成误差信号，按导引规律形成控制指令来修正导弹的飞行。 2激光半主动式自动导引：使用位于载机或地面上的激光器照射目标，导弹上的激光导引头接收从目标反射的激光从而跟踪目标并把导弹导向目标。 3激光主动式自动导引：激光照射器装在导引头上。这种激光制导的自动化程度高，但实际上还没
9、有应用到反坦克导弹上。 4激光传输指令制导：用激光脉冲代替红外半自动指令制导中用来传输控制指令的导线。弹上接收机用激光接收器。激光脉冲经编码后发射出去，如采用哈明码(一种能自动纠错的码)对激光脉冲进行编码。 激光波束方向性强、波束窄，故激光制导精度高，抗干扰能力强。但是0.81.8微米波段的激光易被云、雾、雨等吸收，透过率低，全天候使用受到限制。如采用10.6微米波段的长波激光，则可在能见度不良的条件下使用。 激光制导是60年代才开始发展起来的一种新技术。目前已出现激光半主动制导和激光驾束制导的空对地、地对空导弹以及激光制导航空炸弹。激光驾束和激光半主动制导已应用于反坦克导弹技术中。采取激光指
10、令传输制导的红箭9反坦克导弹国产155MM激光制导炮弹国产激光制导炸弹（五）电视制导电视制导是利用电视来控制和导引导弹飞向目标的技术。电视制导有两种方式，一种是电视指令制导，另一种是电视寻的制导。 1.电视指令制导系统。是早期的电视制导系统，借助人工完成识别和跟踪目标的任务。它由装在导弹上的电视摄像机、电视发射机、发射天线、指令接收天线、指令接收机、自动驾驶仪以及装在载机上的电视接收天线、电视接收机、计算机、指令发射机、发射天线等组成。导弹上的电视摄像机将所摄取的目标图像用无线电波发送到载机，飞机上操纵人员得到目标的直观图像，从多个目标中选取需要攻击的目标，然后用无线电指令形式发送给导弹，通过
11、导弹上的自动驾驶仪控制导弹，使它跟踪并飞向所选定的目标。 2.电视寻的制导系统。是近期发展的电视制导系统，它与红外自动寻的制导系统相似。导弹从载机上发射后就与载机失去联系,完全依靠导弹上的电子光学系统(电视自动寻的头)自动跟踪目标,并通过导弹自动驾驶仪控制导弹飞向目标。电视寻的制导系统全部装在导弹上，由电视自动寻的头和自动驾驶仪等组成。电视自动寻的头是系统的核心部件，它由电视摄像机、图像信息处理装置、跟踪伺服机构等组成。在外界可见光照射下，外界景物经过光学系统和电视摄像管变为视频电信号，信息处理装置按视频信号的特点判定视场内是否存在目标。无目标时，摄像机中的光学系统反复扫描；有目标时停止扫描并
12、给出目标方位与光学系统轴线之间的偏差信号。跟踪伺服机构根据这个信号调整光学系统，使光轴对准并跟踪目标。与此同时这个偏差信号送入自动驾驶仪，按一定的导引规律控制导弹飞向目标。80年代以电荷耦合器件代替摄像管，使图像灵敏度和清晰度大为提高。以图像识别系统代替原有的简单图像信息处理装置，在背景比较复杂和目标形成的电平无显著特征的情况下，也能识别目标。 电视制导的优点是利用目标的图像信息对导弹进行制导,目标难以隐蔽,有较高的制导精度；缺点是不能获得距离信息，导弹的作用距离受大气能见度的限制，不适于全天候工作。俄罗斯KAB-500Kr型电视制导温压炸弹（六）GPS/GLONASS（全球卫星定位）&惯性导
13、航制导针对第三代激光制导炸弹在战争中暴露出来的各种缺点，发展具有昼/夜、全天候、 防区外、投射后不管、多目标攻击能力的第四代制导炸弹。“联合直接攻击弹药(JDAM)”卫星定位/惯性导航制导炸弹就是最先研制成功的第四代制导炸弹，该炸弹在1999年北约空袭南联盟的战争中首次使用。GPS/INS制导控制尾部装置在外形和尺寸上，与所取代的现役航空炸弹的尾翼装置相同，使得JDAM制导炸弹可以适用于原来携带该航空炸弹的任何作战飞机。GPS/INS制导控制尾部装置由制导控制部件(GCU)、炸弹尾锥体整流罩、尾部舵机、尾部控制舵面和电缆组件等构成。 制导控制部件(GCU)是JDAM制导炸弹的核心部件，包括GP
14、S接收机、惯性测量部件(IMU)、任务计算机和电源模块。各集成电路装在截头圆锥体内，外部装上锥形保护罩，以防止电磁干扰和其他环境因素影响。GPS接收机采用2个天线，分别装在炸弹尾锥体整流罩前端上部(侧向)和尾翼装置后部(后向)，以便在炸弹离机后水平飞行段和下落飞行段时截获并持续跟踪飞机上GPS接收机所跟踪的4颗卫星。 惯性测量部件(IMU)由2个速率陀螺和3个加速度计以及相应电子线路构成，是一种低成本的捷联式惯性测量装置。在结构上，IMU与GPS接收机采用紧藕合的结合方式，适用于具有较大机动过载和立体弹道的高动态使用环境，以保证获得更高的制导命中精度，从而使飞机具有多目标精确攻击能力。 任务计算机根据来自GPS接收机和惯性测量部件(IMU)的炸弹位置、姿态和速度信息，完成全部制导和控制功能的解算，并输出相应的控制舵面偏转信息，控制炸弹飞向预定攻击的目标。JDAM制导炸弹现有型号高空投弹时的最大射程约28千米，改进型最大射程将增加到75110千米。虽然JDAM制导炸弹的命中精度设计值仅为13米，但仍比相同弹重航空炸弹的命中精度高得多，例如，在8000米以上高空投弹时，908千克重的MK-84炸弹的命中精度为60米。采用GPS导航的美国JDAM联合直接攻击弹药采用北斗导航的国产雷石-6滑翔制导炸弹
