文章导读:
导弹怎样跟踪目标的?
是这样的,巡航导弹和弹道导弹不同之处就是可以像飞机一样巡航飞行,其中途制导技术有几种,首先,导弹要在发射前制定巡航路线图,发射后一是惯性制导,就是延直线飞行,但肯定会有误差,然后导弹上配有GPS对导弹自身定位,再对路程的几个关键点比对可以调整路线,回归到原定路线,很多国家为了不离依赖美国的GPS系统,采用地匹制导调整路线,其方法是把导弹要路过的地区绘成数字地图,输入导弹中,导弹把自己路过的地形与输入的地图不断比对,发现偏差后及时调整,但不适合海上和沙漠,因为这些地形没有特别参照,到了离目标15公里处,打开末端制导弹头,有电视制导,平时情报人员会对很多目标照相,导弹上的电视通过相片就找到目标,也有主动雷达搜索(一般用于反舰导弹),红外制导(打电厂等热辐射信号),如果有可能,也有通过附近的飞机操控接管导弹人工搜寻目标。也有是通过附近的飞机、人员使用激光照射目标为导弹瞄准。战况不同,导弹会使用不同的制导方式。
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最早的导弹没有卫星,靠什么定位?
德国的V-2导弹就是最早的导弹,是弹道导弹和运载火箭的鼻祖,它是依靠什么来定位的呢?答案就是惯性制导系统,V-2导弹的导航制导设备舱里面装有非常经典的机械式陀螺仪系统。
V-2导弹的惯性制导系统并不复杂,主要由两个机械式陀螺仪,一个摆式加速度计和相关测量装置组成。两个陀螺仪分别是一个水平陀螺仪和垂直陀螺仪,它们组成一对相互正交的空间坐标轴。两个机械陀螺仪利用一个高速旋转体来检测它自旋轴在惯性空间定向的变化,综合两个机械陀螺仪的变化,即可知道当前V-2导弹的发射方向、飞行姿态等情况。
摆式加速度计则用测算V-2导弹的加速度,可以知道当前V-2导弹的即时速度。整个惯性制导系统利用陀螺仪和加速度得出的数据,可以确定目前导弹的所有运动参数,并根据预先设好的指令对导弹进行控制修正,控制导弹在预定高度、方向、角度上进行转向,等到了预定目标上空,燃料供应器就会切断燃料,让V-2导弹失去动力垂直下落。
V-2导弹的惯性制导系统还是比较粗糙的,毕竟仅仅依靠陀螺仪和加速度计提供的惯导信息比较有限,精确度也比较低,最终把V-2导弹精确导向目标的成功率较低。事实也的确如此,V-2导弹的最大射程达320千米,但是命中精度只有8千米左右。目前导弹的制导系统已经有很大的发展,使得导弹的打击精度大幅度提高。
现代巡航导弹主流的制导方式是:飞行初段为惯性导航,飞行中段为惯性导航+地形匹配+卫星导航,飞行末段改为平台惯导+景象匹配导航。例如美国的“战斧”对陆攻击巡航导弹最型改型的制导方式为惯性导航系统+地形匹配+数字景像匹配Ⅳ+全球定位系统+精确地形辅助导航(米级),射程达2500公里时,圆概率误差只有10米。
而现代弹道导弹虽然仍以惯性制导为主,但是加入了卫星制导、天文制导/星光制导等,通过这种复合制导方式,使得导弹在超远射程时仍能拥有很高的打击精度。例如美国的“三叉戟”IID5潜射战略导弹采用复合制导方式,在射程达11000公里时,打击误差只有90米。
惯性制导工作原理是怎样的?
惯性制导-原理
基于物体运动的惯性现象,采用陀螺仪、加速度表等惯性仪表测量和确定导弹运动参数,控制导弹飞向目标的一种制导系统。导弹上的计算机根据发射瞬间弹的位置、速度、惯性仪表的输出和给定的目标位置,实时形成姿态控制、发动机关机等制导指令,传输给执行机构,控制导弹命中目标。根据力学原理,加速度表测得的是导弹视加速度ω,它与导弹的加速度ɑ 满足导航方程:
ɑ =ω+ɡ
式中ɡ 是地球引力加速度,它是导弹位置的函数,可按一定的引力模型计算。在选定的惯性参考系中实时解算上述导航方程,得出导弹速度和位置的计算,称为导航计算。因为每个加速度表只能测得导弹视加速度在其安装方向上的分量,故采用在空间不同方向安装的三个加速度表构成一个加速度表组合,测出完整的视加速度矢量ω。
惯性制导-惯性测量装置
惯性测量装置按照仪表的组合方式,分为平台式和捷联式。平台式惯性测量装置,是利用陀螺仪将平台稳定于惯性空间,加速度表组合固连在平台上。在制导过程中,加速度表组合与惯性参考系间的角度关系保持不变,因而导航计算简单。平台隔离弹体的角运动和振动,能使加速度表在较好的环境里工作,并具有初始对准容易实现等优点。因此,平台式惯性测量装置为地地弹道导弹所广泛采用。捷联式惯性测量装置,是将加速度表组合固连在弹体上,因而加速度表组合与惯性参考系间的角度随弹体姿态变化而变化。采用陀螺仪作为角位移或角速度传感器,测出或算出加速度表组合相对惯性参考系的角度,再用计算机将加速度表组合的测量值转换到惯性参考系。捷联式导航计算较复杂,仪表受弹体振动影响较大,但具有设备简单、可靠性高、采用冗余技术容易等优点。因此,随着微型计算机的发展,越来越受到重视。
惯性制导-优点
陀螺仪惯性制导的最大优点是不受无线电干扰,因而为世界各国弹道导弹所采用。弹道导弹惯性制导,按导引规律和关机条件,可分为摄动制导和闭路制导。摄动制导亦称开路制导,是指导弹在整个主动段按照固定的时间程序控制飞行,由于导弹结构偏差和外部干扰等因素的作用,使导弹偏离预定的标准弹道,需要通过导引使其偏差限制在小偏差范围内。导弹的落点偏差(射程偏差、横向偏差),可分别写成关机点参数偏差的台劳级数。由于射程偏差随时间的变化率,远远大于横向偏差随时间的变化率,故取“射程偏差为零”作为关机条件而导出关机方程;取“落点横向偏差最小”和“关机点参数偏差最小”作为导引的性能指标导出导引方程,通过计算分别给出导引指令和关机指令。摄动制导具有计算简单、实现容易等优点,但当干扰大时,制导误差增大。闭路制导是一种状态反馈最优制导,导弹在大气层内按固定程序控制,出大气层开始闭路导引,它是由目标的位置和导弹的实时状态(位置和速度),通过解析计算形成最优姿态控制指令,并连续地传给执行机构而实现导引的。计算机连续进行计算,当导弹的实际速度达到能命中目标所需要的速度时,发出关机指令。闭路制导不依赖于标准弹道,而且精度高,射击诸元计算简单,它适用于机动发射导弹和多弹头分导,但弹
表的输出和给定的目标位置,实时形成姿态控制、发动机关机等制导指令,传输给执行机构,控制导弹命中目标。根据力学原理,加速度表测得的是导弹视加速度ω,它与导弹的加速度ɑ 满足导航方程: ɑ =ω+ɡ 式中ɡ 是地球引力加速度,它是导弹位置的函数,可按一定的引力
很多目标照相,导弹上的电视通过相片就找到目标,也有主动雷达搜索(一般用于反舰导弹),红外制导(打电厂等热辐射信号),如果有可能,也有通过附近的飞机操控接管导弹人工搜寻目
弹偏离预定的标准弹道,需要通过导引使其偏差限制在小偏差范围内。导弹的落点偏差(射程偏差、横向偏差),可分别写成关机点参数偏差的台劳级数。由于射程偏差随时间的变化率,远远大于横向偏差随时间的变化率,故取“射程偏
速度表组合与惯性参考系间的角度随弹体姿态变化而变化。采用陀螺仪作为角位移或角速度传感器,测出或算出加速度表组合相对惯性参考系的角度,再用计算机将加速度表组合的测量值转换到惯性参考系。捷联式导航计算较复杂,仪表受弹体振动影响较大,但具有设备简单、可靠性高、采用冗余技术容易等优点。因此,随着微
0米。 而现代弹道导弹虽然仍以惯性制导为主,但是加入了卫星制导、天文制导/星光制导等,通过这种复合制导方式,使得导弹在超远射程时仍能拥有很高的打击精度。例如美国的“三叉戟”IID5潜射战略导弹采用复合制导方式,在射程达11000公里时,打击误差只有90米。惯性制导