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洲際導(dǎo)彈的星光制導(dǎo)是什么原理?

2019-11-07 08:19 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



目前大多數(shù)戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈,都安裝有衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),增加攻擊的準(zhǔn)確性。偏偏任何大國,都不敢輕易的把作為最后看家大棒的洲際導(dǎo)彈,用上衛(wèi)星導(dǎo)航提高精度。因為幾乎所有大國都認(rèn)為,如果真的爆發(fā)大規(guī)模戰(zhàn)爭,甚至發(fā)展到核戰(zhàn)爭,那么衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)一定是第一批被干掉的軍用系統(tǒng)。而衛(wèi)星導(dǎo)航的出現(xiàn)比洲際導(dǎo)彈晚的多,后來衛(wèi)星導(dǎo)航非常好用了。在各國的洲際導(dǎo)彈上也基本沒有采用,反倒是慣性陀螺和激光陀螺是洲際導(dǎo)彈最基本的制導(dǎo)手段。后來又有星光和慣性復(fù)合制導(dǎo)方式。那么這個洲際導(dǎo)彈的星光制導(dǎo),又是怎么回事。難道真的是靠看星星來實現(xiàn)洲際精確打擊嗎?實際上天文星光導(dǎo)航。并非是洲際導(dǎo)彈最早應(yīng)用,地球人在上萬年前,就發(fā)現(xiàn)了北極星可以準(zhǔn)確的指示北方。雖然北極星本身在上萬年的時間內(nèi)更換過,但是指示北方還是一直非常準(zhǔn)確的。


到了大航海時代,天文星光導(dǎo)航日益豐富。甚至首次航行到南半球的航海者發(fā)現(xiàn)了過去從來沒看到過的星座。而航海星座圖的日益完善,也極大的促進(jìn)了人類天文學(xué)和物理學(xué)的發(fā)展。比如開普勒三大定律?;A(chǔ)就來源于完善的行星和恒星的觀察記錄??葱菧y量經(jīng)緯度,仍然是當(dāng)今海軍的一項基本技能。那么洲際導(dǎo)彈又是如果利用星光導(dǎo)航的呢?這是由于幾乎所有恒星在天空的基本相互位置是大體固定的。也就是星座不會輕易變化。因此可以利用恒星作為固定參考點,飛行中用星跟蹤器,觀測星體的方位,來校正慣性基準(zhǔn)隨時間的漂移,以提高導(dǎo)彈的命中精度的制導(dǎo)方式。也就是把星光和星座,作為純慣性制導(dǎo)中途的修正點。瀚海狼山以前推文中提到過,在北半球,北美大陸和歐亞大陸之間互射洲際導(dǎo)彈。其實基本都會越過北極點,或者接近北極點的彈道,這樣就可以用北極星作為基本的經(jīng)緯度校準(zhǔn)。

星光一慣性復(fù)合制導(dǎo)方式,比純慣性制導(dǎo)更精確,原因在于在慣性空間里從地球到恒星的方位基本保持不變。所以,使用星光一慣性制導(dǎo)可以克服慣性基準(zhǔn)漂移帶來的誤差。這是該制導(dǎo)系統(tǒng)的主要優(yōu)點之一。對陸地機動發(fā)射或水下發(fā)射的彈道導(dǎo)彈來說,星光一慣性制導(dǎo)的優(yōu)點更為突出。因為它們的作戰(zhàn)條件使發(fā)射前不會有充足的時間進(jìn)行初始定位瞄準(zhǔn),也難以確切知道發(fā)射點的位置。這些因素給制導(dǎo)系統(tǒng)帶來的突出問題是發(fā)射前建立的參考基準(zhǔn)有較大的誤差。這種誤差稱為初始條件誤差,包括初始定位誤差、初始調(diào)子誤差、初始瞄準(zhǔn)誤差等。如在彈上采用星光一慣性制導(dǎo)系統(tǒng),則可允許在發(fā)射前粗略地對準(zhǔn)、調(diào)平,飛行中依靠星光跟蹤器進(jìn)行修正,若再與發(fā)射時間聯(lián)系起來,就能反推確定發(fā)射點的經(jīng)緯度。由于這些突出的優(yōu)點,加上系統(tǒng)的自主性和隱蔽性,使這種制導(dǎo)方式對機動和水下發(fā)射彈道導(dǎo)彈特別有吸引力。這段話的意思基本是說,水下潛艇發(fā)射或者陸地機動發(fā)射導(dǎo)彈,初始發(fā)射點的坐標(biāo)可以不用測定的很精確,可以等導(dǎo)彈出大氣層后,通過星光反推發(fā)射點,最終實現(xiàn)精確制導(dǎo)。

星光制導(dǎo)系統(tǒng)以選定的恒星為參考點,自動測定載體的方向和位置。選定的恒星不一定是北極星,也可以是其他恒星。整個系統(tǒng)包括星光跟蹤器、陀螺平臺、計算機、姿態(tài)控制系統(tǒng)等組成。核心的星光跟蹤器通常安放在洲際導(dǎo)彈的陀螺平臺上,利用光學(xué)或射電原理接收星體的光輻射或無線電輻射,識別和跟蹤預(yù)先被選定的單個或多個星體。


并以這些星體為固定參考點,借助陀螺平臺所建立起來的水平基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)垂線,測量這些星體的方位角和高低角,形成電信號,輸送給計算機。計算機按預(yù)先裝定的星歷表、標(biāo)準(zhǔn)時間和制導(dǎo)參數(shù)等進(jìn)行實時運算,得到飛行器當(dāng)時的坐標(biāo)位置和航向,并與預(yù)定值比較,輸出修正量,加入到自動駕駛儀中,控制發(fā)動機的推力,即推力矢量和推力終止,實現(xiàn)按預(yù)定軌道飛行并導(dǎo)向目標(biāo)。星光制導(dǎo)系統(tǒng)不受人工或電磁場的干擾,自主性強,穩(wěn)定性好,定位精度高。但一般不單獨使用,通常與慣性制導(dǎo)系統(tǒng)組成復(fù)合制導(dǎo)系統(tǒng)。在大氣層內(nèi),一般只有徹底天黑后,才可看到星星。其實一旦導(dǎo)彈飛出稠密大氣,即使白天有強烈太陽光干擾,也是可以清晰的看到星星的。因此星光制導(dǎo)不論白天黑夜都可以確保洲際導(dǎo)彈的飛行準(zhǔn)確。


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