精確制導技術

精確制導技術研究的基本問題主要包括：精確制導技術的特點、地位與作用、主要內容、分類及典型應用等方面。 ^[1] 

精確制導技術的主要特點是：

①產生時間短，發展速度快。儘管精確制導技術產生於第二次世界大戰之後，但發展速度卻非常快，對武器裝備、作戰方式、國防建設、國民經濟的發展都產生了巨大的影響。

②應用範圍廣泛。精確制導技術不僅在導彈武器的發展上得到了應用，而且在陸軍、海軍、空軍和軍事航天及電子戰等領域的其他建設上都得到了應用。

③具有高新技術的特性。例如，具有高精度、多種信息的獲取、快速控制力響應及智能化信息處理等特點，每一種具體應用精確制導技術的武器系統，都是軍事高新技術的複合體，代表着最前沿的軍事高新技術成果。

④對武器裝備的發展起到了劃時代的作用。精確制導技術的發展，不僅加速了制導武器向遠程化、系列化、智能化、小型化和高速度、低成本方向發展，而且已成為信息戰、信息化武器的基礎技術。

⑤能夠軍民兩用。許多精確制導技術領域的研究成果都已直接應用於工業控制、通信導航、醫療設備和食品加工等工業領域，促進了國民經濟的發展。

⑥反映國家軍事技術的發展水平。隨着新軍事革命的深入發展，精確制導技術的發展水平已直接代表着國家軍事技術的發展水平。 ^[1] 

精確制導技術在現代軍事高技術的發展中佔有十分重要的地位，其產生與發展直接促使大量精確制導武器的問世，並對現代戰爭產生重大影響。精確制導技術的發展不僅直接關係到軍事能力的提高，而且其研究成果的推廣應用還帶動了國防科學技術領域各相關專業技術和民用技術的發展。精確制導技術的研究成果在武器裝備中的推廣應用，提高了殺傷性武器的實戰效能和現有武器的整體威力。例如，採用凝視紅外成像制導技術、毫米波寬帶高分辨率主動尋的制導技術及多模製導技術的地空導彈、空空導彈，大幅度提升了武器裝備的綜合防空和反導能力；中段採用衞星導航定位系統制導或慣性制導技術，末段採用光學、雷達景象匹配製導或自主尋的制導技術的戰術彈道導彈、巡航導彈和防區外發射的空地導彈，提高了武器裝備的中遠程精確打擊能力；採用凝視紅外成像制導、雷達主動尋的制導及主動、被動雷達複合制導技術的反艦導彈，增強了武器裝備的海上封鎖與反封鎖能力；採用紅外成像、毫米波及紅外成像與毫米波雙模複合制導等精確制導技術的制導武器，有效地提高了武器裝備的陸上作戰能力。這些精確制導技術的應用，使得精確制導武器成為奪取戰場主動權、打擊縱深重要目標的主要手段。

未來信息化戰爭，依然是交戰雙方在以精確制導武器為核心的作戰體系之間的激烈較量，精確制導技術水平的高低，將對戰爭進程和戰爭結局起着決定性作用。精確制導技術在武器裝備的發展中發揮着重要作用，精確制導武器已成為高技術戰爭的主宰兵器，精確打擊已發展成為高技術戰爭的主要火力打擊樣式，可使遠程、超視距、非接觸性精確打擊作戰成為現實。採用精確制導技術的各種武器裝備的大量列裝，引發了作戰形式的變革，使得縱深精確打擊、智能突防、主體交戰、多維交戰、攻擊多個目標和多種目標等新的作戰概念與作戰方式相繼湧現。同時，精確制導技術也為戰爭決策者提供了新的軍事行動方案和手段。由於採用精確制導技術的武器系統打擊精度高，使攻擊目標的附帶殺傷、破壞比率大幅度下降。對於攻擊方而言，很少需要對目標重複攻擊，從而大大減少處於危險環境中的作戰人員，使得傷亡率大為降低。此外，由於在作戰中只需要很少的精確制導武器就能完成既定的作戰任務，所以少量的運輸裝備即可把所需的精確制導武器送到預定戰區，達到傳統後方運輸保障無法比擬的兵力投送能力。

精確制導技術是系統集成技術，是涉及光、機、電、聲等多學科的綜合性技術。它以微電子、光電子、新材料、計算機、仿真等信息處理技術為基礎，同時又與軍用材料、製造、動力和目標偵察識別等軍事技術密切相關，它的進步與發展將直接帶動這些軍事技術的發展。因此，精確制導技術已逐漸成為國防科技領域內的一項領頭技術，對國防建設及國家科學技術的發展起到推動和促進作用。精確制導技術的發展遵循“武器裝備體系牽引武器系統，武器系統牽引關鍵技術”的原則，無論是武器裝備體系，還是武器系統，都必須保證在相當長的一段時間內具有良好的作戰效能和生存能力，這就要求採用先進的設計手段和方法，先進的材料、元器件和加工工藝，先進的測試試驗設備，並不斷開拓新頻段、新體制、新方法。因此，精確制導技術對於國民經濟發展具有潛在的影響和促進作用。發達國家都十分重視開拓發展軍民兩用技術，在加速科研成果在武器裝備中應用的同時，推動研究成果向民用轉化，如紅外、毫米波、激光、圖像處理等精確制導技術領域的研究成果已直接應用於偵察監視、遙測遙感、工業控制、通信導航、醫療衞生、食品加工等領域中。

精確制導技術是建立在武器自動控制理論（即武器制導理論）基礎上的一門應用科學技術，也是一門涉及內容廣泛的高技術學科。武器制導理論包括經典制導理論和現代制導理論，主要研究制導武器的制導原理與制導規律，其典型應用體現在各種制導方式上。經典制導理論與經典制導規律的基礎是攝動理論，即各種符合經典制導規律的導引方法都是採用偏差修正理論推導出來的。在應用於對不同運動狀態目標的導引、跟蹤與攻擊時，則具體化為自主制導規律、遙控制導規律、尋的制導規律及不同的導引方法。導引方法有：三點導引法、前置角導引法、追蹤導引法、平行接近導引法和比例導引法。此外，還有程序導引法和直接瞄準法等。現代制導理論和現代制導規律的基礎是最優化理論和自適應理論。它所期望的制導武器的運動彈道，是根據制導武器實時運動參數與預期命中目標的位置所決定的。

在制導過程中，按連續測定的制導武器與目標的相對運動參數建立運動方程，並將其視為一組約束方程，加上邊界約束條件後，通過極值原理確定其制導規律和具體的導引方法。所用的導引方法有程序導引法和直接瞄準導引法，常用的制導模式是迭代制導。迭代制導是現代制導理論工程應用的典型，較好地體現了現代制導規律的特點。採用迭代制導時，制導信號的產生過程是制導計算機不斷迭代計算的閉環工作過程，在此方法控制下的飛行彈道是同時滿足制導要求的最優彈道。這些制導規律和導引方法，有的適用於一種制導方式，有的適用於幾種制導方式，並物化為相應制導原理的多種武器制導系統和制導設備，是精確制導武器系統中的核心部分和技術含量最高的部分。制導系統是導引和控制制導武器按選定的導引規律飛行而命中目標的全部裝置和軟件的總稱。由導引系統和姿態控制系統兩部分組成。 ^[1] 

按制導所用的物理性質和傳輸介質，可分為有線制導系統、無線制導系統、可見光制導系統、紅外製導系統和激光制導系統。

按形成制導指令的信息來源，可分為自主制導系統、遙控制導系統、尋的制導系統和複合制導系統。

按實施制導的飛行段，可分為初段制導系統、中段制導系統、末段制導系統和全程制導系統。

制導設備是構成制導系統的部件的總稱。可按制導方式及其功能，對制導設備進行分類。各種制導方式，都有相應的制導設備。自主制導設備、主動尋的制導設備和被動尋的制導設備全部安裝在彈上，半主動尋的制導設備和遙控制導設備一部分在彈上，一部分在彈外。導引頭是制導系統中的關鍵部件，是各種制導武器上必不可少的設備。其分類方法與其他制導設備相同，一般按制導方式及其功能進行分類。

按照不同的劃分標準，精確制導技術有多種分類方法。按實施控制的飛行段，可分為初制導技術、中制導技術和末制導技術；按所用物理量的特性不同，可分為無線電指令制導、紅外製導、激光制導、雷達制導、電視制導、慣性制導和星光制導等技術；按控制導引方式的不同，可分為自主制導、遙控制導、尋的制導、衞星制導等技術。按制導技術的運用形式，可分為單一制導技術（即上述各種具體制導技術）和複合制導技術。依靠制導武器自身攜帶的測量裝置實時測定製導武器的相對運動參數，並自行控制和引導制導武器飛向目標的制導技術。它在制導過程中不依賴任何外部設備和信息，只根據制導武器內部或外部固定參考基準來導引和控制制導武器。

自主制導技術可分為匹配製導、慣性制導、星光制導、地磁製導、程序制導和多普勒制導等技術。由設在彈外的制導站發出制導指令，控制制導武器飛向目標的制導技術。按制導指令形成部位的不同，可分為指令制導技術和波束制導技術兩類。指令制導技術是由導彈制導站發出指令信號來控制導彈飛行的技術。按指令傳輸手段和接收裝置的不同，可分為有線指令制導技術和無線電指令制導技術。波束制導技術是利用電磁波束導引導彈飛向目標的技術。主要有雷達波束制導技術和激光駕束制導技術。由裝在導彈上的敏感器（即尋的導引頭）感受目標輻射或散射的能量，自動形成制導指令控制導彈飛向目標的制導技術。按能量來源的不同，可分為主動尋的制導技術、半主動尋的制導技術和被動尋的制導技術。接收導航衞星的信號形成制導信息，導引和控制導彈飛向目標的制導技術。按工作方式，可分為無源衞星制導技術和有源衞星制導技術。主要是利用全球定位系統進行定位的制導技術，即利用飛行器上安裝的全球定位系統接收機接收4顆以上導航衞星播發的信號，導引和控制導彈飛向目標。在導彈飛行的同一階段或不同階段採用兩種或兩種以上制導方式，即導彈從發射到命中目標經歷的初始段、中段和末段三個飛行階段的某段或某幾段採用一種以上制導方式或頻段組合使用的制導技術。

按組合方式的不同，可分為串聯複合制導技術、並聯複合制導技術和串並聯複合制導技術三種。常用的複合制導技術主要包括：自主-尋的制導、遙控-尋的制導、自主-遙控-尋的制導、自主-遙控制導、雷達-電視制導、紅外-激光半主動尋的制導、激光雷達-衞星制導、慣性-地圖匹配製導、慣性-衞星-景象匹配製導、慣性-GPS制導、慣性-地形匹配-景象匹配製導等技術。

精確制導技術在軍事上的直接應用，就是產生了精確制導武器，這主要體現在兩類武器上，即精確制導導彈和精確制導彈藥。這兩類武器對現代戰爭都產生了巨大的影響，並已成為信息化條件下局部戰爭的主戰武器之一，是武器發展史上的一個新的里程碑。 ^[1] 

紅外制導技術發展應用經歷了兩個階段，即紅外點源制導技術和紅外成像制導技術。紅外製導技術主要應用於導彈自動尋的制導。例如，美國的AIM-9“響尾蛇”系列空空導彈、“小_樹”地空導彈、“紅眼”地空導彈、FIM-92“毒刺”地空導彈，法國的“西北風”地空導彈及蘇聯的SA-7“格雷爾”地空導彈等都採用了紅外點源尋的制導技術；美國的“幼畜”AGM-65D空地反坦克導彈和AGM-65F反艦導彈，法國的“海響尾蛇”艦載防空導彈，美、英、法、德四國聯合研製的AIM-132型近距離空空導彈，美國海軍的“斯拉姆”AGM-84空射巡航導彈等都採用了紅外成像制導技術。由於激光制導技術具有抗干擾能力強、制導精度高等特點，因而在精確制導武器中得到廣泛應用。

發展的激光制導武器主要採用激光尋的制導和激光駕束制導兩種工作體制。採用激光制導的主要有航空炸彈、導彈、末制導炮彈和炮射導彈等多種導彈和制導彈藥。例如，美國的GBU-27精確制導炸彈、“銅斑蛇”制導炮彈、“海爾法”空地導彈、AGM-83A“大獵犬”空地導彈、AGM-65E“幼畜”空地導彈及法國AS30L空地導彈等均採用了激光半主動尋的制導技術；瑞典的RBS-70地空導彈，法、英、德三國聯合研製的“崔格特”中程反坦克導彈，英國的“星暴”肩射式地空導彈，俄羅斯的“斯維爾”炮射反坦克導彈等均採用了激光駕束制導技術。

電視制導技術為現代防區外武器的發展奠定了一定的基礎。由於電視制導技術具有制導精度高、動態範圍大、抗干擾能力強、造價低等優點，在精確制導炸彈和精確制導導彈、巡航導彈上得到了廣泛使用。主要用於空對地、空對艦制導炸彈、導彈和巡航導彈自動尋的器。例如，美國的“白星眼”系列制導炸彈、GBU-15制導炸彈、“幼畜”AGM-65A和AGM-65B型導彈以及俄羅斯的KH-59ME空地導彈等，均採用了電視尋的制導技術。

毫米波制導技術已成為近程導彈制導系統和中遠程導彈末制導系統的主要制導技術之一。例如，美國的“黃蜂”空地反坦克導彈、“長弓海爾法”反坦克導彈，英國的“灰背隼”制導迫擊炮彈，英、法、瑞、意聯合研製的“鷹獅”120毫米末制導迫擊炮彈等都採用了毫米波制導技術。

複合制導是未來制導武器的發展方向，將主要依靠多模導引頭技術來實現。多模複合制導可以充分發揮各頻段或各制導方式的優勢，互相彌補不足，極大地提高導引頭的抗干擾能力和作戰效能，美國、俄羅斯和歐洲許多國家都在積極發展多模製導技術。比較成熟的紅外/紫外雙模雙色制導技術的典型應用有美國的“毒刺”地空導彈、蘇聯的SA-13“金花鼠”地空導彈等；微波雷達／紅外雙模製導技術的典型應用有蘇聯的SA-N-8“小妖精”艦空導彈、美國的AGM-84E“斯拉姆”（SLAM）防區外發射空地導彈、瑞典的RBS-15MK3反艦導彈等；微波雷達多頻譜制導技術的典型應用有蘇聯的SS-N-22“日炙”（馬斯基特3M80E）超聲速掠海反艦導彈、美國的“愛國者”PAC-3地空導彈等；毫米波/紅外多模製導技術，可用於反坦克導彈、反艦導彈、空地導彈，特別是使末制導子母彈和末制導炮彈的研製取得重大進展，其典型應用有美國的“薩達姆”反裝甲末敏子母彈、德國的“斯馬特”155毫米子母彈等；紅外成像/電視制導技術、紅外成像/合成孔徑雷達制導技術、毫米波/激光雷達制導技術、慣性/GPS等多模複合制導技術也在廣泛開發與運用，如美國的“戰斧”Block3巡航導彈、AGM-84E“斯拉姆”空地導彈和AGM-86C空中發射巡航導彈都採用了加裝GPS接收機的多模複合制導技術。

制導技術出現在第二次世界大戰期間。當時，德國研製出採用無線電制導的滑翔炸彈，並在1943年8月27日，用一枚“亨舍爾”HS-293炸彈擊沉了英國皇家海軍“白鶯”號戰艦，這是採用制導技術的武器在實戰中的首次使用。此外，德國還研製出採用有線制導的反坦克導彈、無線電制導的地空導彈、有線制導的空空導彈，採用磁陀螺加自動駕駛儀制導的V-1導彈，採用慣性制導與無線電制導的V-2導彈，並將V-1和V-2導彈用於空襲英國首都倫敦。儘管當時的制導技術還不成熟，但制導技術的出現和實戰應用，卻引發了武器制導化的革命。第二次世界大戰後，制導技術得到迅速發展。20世紀50年代，採用雷達制導技術和紅外製導技術的空空導彈等武器開始服役，如美國採用雷達制導的“雲雀”空空導彈和採用被動紅外製導的“響尾蛇”空空導彈等。60年代初期，一些國家開始研究電視制導技術，代表性的武器為美國AGM-62“白星眼”空地導彈。該導彈1967年裝備美國海軍，並在越南戰場首次投入使用。60年代中後期，開始研究激光制導技術。此後，激光制導技術在航空炸彈、導彈、炮彈上得到廣泛應用。典型的武器有美國的“寶石路”激光制導炸彈、“銅斑蛇”激光末制導炮彈和英國的“星暴”地空導彈等。從70年代初開始，由於制導技術的進步，制導武器的命中精度大為提高，在越南戰爭和中東戰爭中使用的制導武器取得顯著效果。70年代中期，提出了“精確制導武器”和“精確制導技術”的概念。這一時期，開始重點發展第一代光機掃描紅外成像制導技術，典型武器有美國的“幼畜”AGM-65D空地導彈。同時，一些多模複合制導技術開始進入研究，如美國率先研究了紅外/紫外雙模導引頭技術，並將此成果應用於“毒刺”地空導彈等。70年代末期，美、蘇兩國相繼開始研製微波雷達/紅外雙模導引頭，並用於艦空、地空、空地和反艦導彈，典型武器有蘇聯的SA-N-8“小妖精”艦空導彈。同時，採用分立元件的毫米波制導技術開始進行研究。80年代開始研究凝視紅外成像制導技術，典型武器有美國的AIM-9X空空導彈。同時，一些國家開始研究全球定位系統（GPS）與地形匹配製導技術，以提高巡航導彈的制導精度，典型的武器有美國的“戰斧”Block3巡航導彈。80年代中後期，毫米波導引頭開始發展混合集成電路技術並很快達到實用。80年代末至90年代初，毫米波導引頭重點突破單片集成技術，工作頻段由8毫米向3毫米方向擴展，毫米波主動尋的導引頭已進入實用階段。許多國家的導彈末制導均採用毫米波制導系統，如美國的“愛國者”改進型地空導彈和“幼畜”空地導彈、“長弓海爾法”AGM-114L反坦克導彈。90年代以後，凝視紅外成像制導技術、主動毫米波尋的制導技術、多模複合制導技術、一體化衞星定位與慣性導航（如美國的GPS/INS）複合制導技術、智能化信息處理技術等已成為精確制導技術的發展重點，並取得了長足進展。為適應未來信息化戰爭的需要，精確制導武器將向集成化、模塊化、智能化、高精度、高可靠性、可生產性和可採購性方向發展，這就要求精確制導技術也要圍繞這些需求，向綜合化、高精度、抗干擾、全天候、智能化和低成本方向作進一步的研究與開發。儘管精確制導方式多種多樣，但仍以紅外成像制導、毫米波制導、激光制導、多模製導和複合制導、智能化信息處理等技術為主要發展方向。紅外成像制導技術將重點發展大陣列凝視紅外成像技術，並在智能探測器、光學系統、掃描成像系統及信息處理等技術方面加大研究力度，以提高紅外成像制導系統的綜合性能。毫米波制導技術將重點使電子元器件由離散型向混合集成、單片集成方向發展；工作波長由8毫米向3毫米方向發展；工作體制由非相參向寬帶高分辨率成像、共形相控陣成像方向發展。發展具有高性能特點的導彈頭罩與天線合一的共形相控陣制導技術和光控毫米波轉向天線技術。激光制導技術將重點發展長波激光制導技術，以更加適合戰場需求；研製激光主動尋的制導技術，以增大作用距離；發展激光成像尋的制導技術，以及激光與紅外、激光與毫米波複合制導技術等。多模製導和複合制導技術將是精確制導技術發展的重點。為滿足武器裝備抗干擾、反隱身及提高識別能力的特殊需求，多模製導技術將重點發展紅外成像/毫米波、激光主動/紅外成像等雙模尋的制導技術，以及三模複合尋的制導技術，並着重解決共口徑、多傳感器集成與多傳感器信息融合問題及寬頻段頭罩技術等問題。智能化信息處理技術將得到快速發展。信息處理系統包括信息處理機和信息處理方法（硬件與軟件）。信息處理機將向高速實時、大存儲容量計算及微小型化的高級並行結構專用處理機方向發展，信息處理方法依據不同的作戰目標和戰場環境將向自動目標識別（ATR）技術、自適應抗干擾技術等智能化方向發展。此外，人在迴路中參與控制技術將進一步發展，以便在自動目標識別技術尚未成熟的情況下，作為解決精確制導武器探測、識別目標和提高命中精度的重要手段；高精度控制技術將得到進一步完善，重點發展直接側向力控制技術，以及與其相適應的導引措施；合成孔徑雷達成像技術和新的探測技術將得到進一步發展，從而增大作用距離，提高制導武器在防區外攻擊目標的能力；新概念、新頻段、新體制的精確制導技術將不斷湧現和發展；精確制導武器系統將具有較強的抗激光和抗大功率微波干擾的能力，並將在保證高性能的條件下，向低成本方向發展。未來精確制導技術必將在信息化戰爭中發揮出更大的作用，使制導武器的精確打擊能力提高到一個新的水平。 ^[1]