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很多人以为,随着技术的进步,GPS/北斗卫星制导会成为主要的导弹制导方式,其实这是误解。
在武器应用领域,GPS/北斗卫星制导系统并不是人们想象的那样神奇厉害,卫星导航基本都是作为辅助制导,极少有武器弹药单纯地使用GPS作为唯一制导系统。
比较先进的导弹,一般都是GPS/INS组合制导,即惯性制导+GPS/北斗全球定位系统辅助制导,例如战斧巡航导弹或JDAM卫星制导炸弹,近程弹道导弹,远程火箭炮,都是以惯性制导为主,卫星导航为辅。
尤其是洲际弹道导弹,几乎不使用卫星制导。主要原因,一是GPS在极大速度下的定位性能不好。二是GPS容易被干扰,可靠性不够高。
洲际弹道导弹的突防速度极高,一般要有30马赫,这个速度无法顺畅使用GPS。美国在进行弹道导弹助推的HTV-2高超音速飞行器试验时,发现飞行器速度超过17马赫以后,就不能顺畅的捕捉到GPS卫星信号。此外,采用GPS辅助制导还要考虑穿过黑障区的问题,GPS天线的设计要充分考虑再入过程的热防护,导弹再入时产生等离子气体会影响GPS信号接收。
因此洲际导弹喜欢使用惯性+星光辅助导航。天文导航里面一个重要分支是星光导航,主要应用于战略轰炸机,洲际弹道导弹,侦察卫星和宇航飞行器。利用恒星的位置来测算自身移动的轨迹,从而修正航行的误差,这大约相当于早几百年前古代航海中使用的“牵星术”。
星光导航主靠一款“看星星”的利器——星敏感器,它能清楚拍到几光年之外的恒星,可以通过拍照,比对星图,来测算的空间位置
星光的优势是异常可靠,与GPS卫星导航的区别是它不需要外界信息即可确定自身的精确位置,因此不存在GPS卫星信号被人为干扰的可能,这对于关键的战略武器是很重要的。
洲际导弹使用星光导航辅助制导系统,可以在洲际导弹冲出大气层以后提供星光定位,可提高惯性导航的精度。例如美国三叉戟II潜射洲际导弹应用星光辅助导航,可把末端精度缩小到90米的惊人水平。
除了洲际导弹,星光导航以前也应用于SR-71“黑鸟”战略侦察机上,此外战略轰炸机也喜欢使用星光导航。例如B-2隐身轰炸机在机头驾驶舱左侧,有个一个直径很大的圆形窗口。这个圆形窗口也并不是空中受油口,而是NAS-14V2天文惯性导航系统的光学测量窗口。
由于B-2隐身轰炸机需要跨洲际飞行,需要孤身闯入敌方领空纵深投掷核炸弹,因此对导航系统有着极高的要求。
B-2轰炸机非常罕见地配备了惯性-天文双导航系统。使用比较罕见的星光导航技术。
在过去,光学侦察卫星的星姿和定位问题一直是个难题,于是也应用了星光导航。例如我国的尖兵一号到N号,就是使用星光定位技术,记录每幅照片的恒星位置,然后换算大地坐标。
卫星上面都有一个星光瞄准器,使用星敏感器对准恒星拍照,每一张对地拍摄的侦察照片,都对应一个星图。其实是一次拍摄两张照片的,一张是对地拍摄图片,另一张是对星空拍摄的照片。能校对出照片上目标的精确坐标。 |
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