关于制导控制导航技术的研究

王 彪

（江南机电设计研究所，550009）

关于制导控制导航技术的研究

王 彪

（江南机电设计研究所，550009）

随着近些年世界范围内局部冲突的加剧，各个国家也加大对国防投入的力度，在此背景下，制导控制导航技术呈现长足的进步，本文通过对我国制导控制导航技术进行分析，以期可以为我国制导控制导航技术的发展起到一定程度的借鉴作用。

制导控制；导航技术；传感

1　针对导弹技术的研究

随着近些年以来，整个学术界出现特别多的针对应用逆动力学法则和神经网络的控制法则的研究成果，除此之外，相继还出现了比较多的所提到的滑动状态控制处于可变结构控制的制导率相应的应用。这些研究成果所具备的共同倾向则是做到把目标设定成更加难的处理的高机动与高速的动型导弹。按照这样的思路要求，要想实现以上提到的目标，这就必须将以往的气动舵控制和比例导引的组合充分利用起来，这主要是由于存在的弊端是响应速度显得过慢和处理显得困难比较大。为此，按照以上所提到的研究成果的反馈情况来看，现阶段正在研究凭借着侧推力/气动复合控制的利用取代比例导引的新制导率。

2　针对飞机的研究

而在美国宇航学会在2001年8月6日到9日四天时间加拿大蒙特利尔市举办了第一届制导、导航、控制年会，随后在每年的时间都会在北美的重要城市举办一次这样的会议，这一会议是属于最为权威的处于航空航天领域范围内针对制导、控制、导航技术的会议，将整个世界范围内的研究者都全部集中到一起。在第一届的制导、导航、控制年会当中，主要内容则是导弹的制导控制、控制无人驾驶飞行器、航空航天飞机的制导与运动控制、GPS的应用技术、多数卫星的协调控制、航天器的控制等。按照这些发表出来的研究成果内容来看，就能够做到将现阶段的最新的技术动向。根据对相关文献进行梳理就能够发现当时存在着相当多的飞机与无人飞行器的学术成果。根据最近的科索沃、伊拉克、阿富汗、利比亚等这些冲突地区应用无人飞行器就能够证明完全可以将有人飞机的作用予以取代，针对这样的情况，现阶段对无人飞行器的研究特别盛行。根据对这些研究成果实施相应的分析就能够了解到，其主要内容主要为研究相关检测与处理故障、研究相关的大多数无人飞行器的协调控制与自主控制等。除此之外，也有比较多的针对机场附近飞机的交通控制的学术成果。这就导致存在着可能性是由于近些年逐步增多民用飞机的数量，飞机相互之间出现碰撞的危险也相应增加的原因。

3　针对航天飞机的研究

现阶段在进行开发航天环节当中在进行高可靠性提供保证的过程当中，还必须要求将成本最大限度的降低。按照这样的要求，通过小型卫星的组合的利用来执行任务这种方式将之前通过大型卫星执行多项任务的方式予以取代值得我们重点关注。根据对这样的方法进行研究就能够发现，这样的方法所具备的有效性则是在美国NASA火星探查当中进行证实。现阶段针对编队飞行的多数小型卫星协同执行任务这种方式的利用的研究成果相对来说特别多。通过这样的形态利用来处理故障与变更任务等有着比较大的灵活性，然而一个十分重要的研究课题则是卫星相互之间的相对轨道精确控制与出现故障过程当中的安全保障问题。

4　飞行器导航制导与控制方式

根据对现阶段飞行器导航制导与控制的方式进行分析，概括起来重要存在着以下几种：

第一种就是寻的式制导系统。寻的式制导系统这也是自动寻找式制导系统，这也就是说弹上面的导引头或者寻的头等导引系统感受目标反射或者辐射的能量，自动形成控制命令，与此同时进行目标跟踪，导引制导武器向目标飞向。寻的式制导这种方式根据感受能量或者波长能够划分成电视寻的、红外寻的、激光寻的、毫米波寻的、（微波）雷达寻的制导。如果根据弹上安装的导引系统能够划分成主动寻的、半主动寻的和被动寻的制导。从整个世界范围内来看，现阶段绝大多数的导弹与一些空地导弹都是选取这样的制导方式。寻的式制导系统比较适合向那些近距离的目标实施攻击。主动式的雷达寻的制导存在着发射之后并不用对其进行管理的优势，可以处于各种不同的角度向目标实施攻击，具备比较高的精度，可是比较容易遭受电子干扰；毫米波制导虽然存在着比较强的制导系统、比较强的抗干扰能力、高精度的优势，然而作用距离显得比较短，现阶段整个世界范围内各个国家比较多的指导方式是激光雷达寻的制导。

第二种则是遥控式制导系统。遥控式制导系统则是说导引系

统的所有或者是一些设备在弹外制导站进行安装，通过制导站将所有或者一些测量武器和目标相对运动参量还形成制导指令，随后凭借弹上的控制系统导引制导武器飞向目标。根据指令传输方式能够将其划分成波束制导与指令制导这两种。在这其中，还可以将指令制导划分成为电视指令制导、无线指令制导、有线指令制导这三种传输方式。对指令制导进行分析，其所具备的优势是弹上的设备相对来说比较简单，而且成本显得比较低，而当所使用的相控阵雷达，那么还能够对付多个目标。波束制导能够将其划分成为激光波束制导与雷达波束制导这两种方式。波束制导其弊端就是制导站跟踪探测系统作用距离严重限制着射程，随着增加射程，也就会相应的降低精度。

第三种是属于惯性制导系统。惯性制导系统就是说通过惯性测量设备的有效利用进行导弹参数测量的制导技术。惯性制导是属于一种自主式制导方式。这种制导系统则是所有都在弹上安装，主要划分成制导计算机、陀螺仪、制导控制系统、加速度表等，往往使用的范围是进行固定目标的攻击。按照惯性测量仪表处于弹上的安装方式，能够将其划分成为捷联式惯性制导与平台式惯性制导这两种方式。惯性制导系统其优势为拥有比较强的抗干扰能力、不会受到气象条件限制、比较好的隐蔽性能。然而这种制导方式的弊端是随着增加飞行的时间，就会相应的降低其制导精度。针对这样的情况，如果是比较长工作时间的惯性制导系统，往往借助于别的制导方式对其积累的误差进行修正。

第四种是属于地形匹配与景象匹配制导系统。地形匹配与景象匹配制导系统还可以将其称之为地图匹配和景象匹配区域相关制导系统。这主要是借助于遥感、遥测手段根据相应的地面坐标点标高数据绘制成为数字地图，将其在弹载计算机内部预先存入，等到导弹飞临所存在的这些区域的时候，弹载计算机预存数据比较实地数据，另外还会按照指令将弹道偏差修正，控制导弹飞向目标。受到不同的绘制地图方法的影响，那么可以划分成激光雷达图像匹配、红外热成像匹配制导、光电视图像匹配等不同的方式，这些方式并不会受到天气的影响。地形匹配制导与惯性制导配合，可以将惯性制导的误差极大的减小，这就会让导弹长着眼睛那样迂回起伏，准确飞向预先设定的目标。

第五种是全球定位制导系统。全球定位制导系统可以将其划分到导航制导方式，这种系统则是通过空间导航卫星所具备的准确定位功能的有效利用，将实时、全天候、高精度、连续的导航服务提供给制导武器，以便能够做到确保制导武器获得精确的时间、速度、位置的三维信息。通过全球定位接收机的安装，能够将地形匹配制导予以取消，相应将制定攻击计划所需要的时间缩短，还能够向非预定目标实施攻击。现阶段，美国陆军的"联合直接攻击弹药"（JDAM）、"联合防区外发射武器"（JSOW）、战术导弹ATACMS等都是选取这样的全球定位制导方式。

第六种是属于复合制导方式。复合制导又称组合制导系统，是将各种制导方式的优长组合在一起，在其中某段或几段采用的多种制导方式。它是一种取长补短的办法。目的是增大制导距离，提高制导精度和抗干扰能力。使用"一体化"的复合式制导，对系统可靠性、大容量高速度计算机、减少飞行重量等方面都要有很高的要求，制造成本也相当高。

［1］ 高长生，李君龙，荆武兴，李瑞康.导弹质量矩控制技术发展综述［J］. 宇航学报. 2010（02）

Research on guidance and control navigation technology

Wang Biao
（Jiangnan Institute of mechanical and electrical design，550009）

With the increased in recent years in the world of local conflicts， various countries also increase the intensity of investment in defense.In this context，the guidance navigation control technology has made great progress. In this paper，the carries on the analysis to our guidance navigation and control technology， with a view to our guidance，control and navigation technology development to a certain degree of reference.

guidance and control；navigation technology；sensor