精確制導武器

1. 早期的制導武器

制導武器的首次出現是在第二次世界大戰期間，英國空軍於1943年5月12日用“自由號”巡邏轟炸機向德國潛艇投擲了一枚聲尋魚雷，是德國U456潛艇遭受到了嚴重的破壞，這為制導武器的 發展拉開了序幕。德國首次在戰爭中引入的制導武器是1400kg的Fritz X導彈和Henschel Hs 293導彈，利用Fritz X導彈成功的將意大利的“羅馬號”巡洋艦成功擊毀。早期的制導武器主要是利用無線電、雷達制導，攻擊的目標主要集中在工業設施、船隻、橋樑、兵工廠等。 ^[2] 

2. 現代精確制導武器的誕生雖然早期的無線電、雷達制導武器的研究發展均不算太成功，例如英國的裝載了炸彈的遠程制導飛機Larynx計劃以及美國的“阿弗洛狄忒計劃”打擊率都不是很高。但是這為後來的制導武器發展提供了基礎。在20世紀50年代，一些國家開始發展裝備地空導彈、空空導彈，並於20世紀中期投入實戰應用。60年代後期激光制導炸彈的出現徹底改變了對陸地目標精確打擊的局面，拉開了新一輪的精確打擊革命。1972年，美軍利用11架F-4戰鬥機利用激光制導導彈炸燬了北越清華橋（Thanh Hoa Bridge），這次激光制導導彈的 投入戰鬥標誌着精確打擊制導武器正式亮相國際戰爭舞台，此後空對地、地對地、空對面等制導武器也得以迅速發展。 ^[2] 

3. 激光制導武器及其在海灣戰爭中的大規模應用

1962年美國首先開始了激光制導武器的研究，並於1967年經過一系列的評估改進後完成了世界上首個激光制導炸彈——BOLT-117。這些炸彈的工作原理都是利用在地面或者飛機上的激光器照射到指定的打擊目標上，然後發射出去的炸彈或者導彈利用光敏傳感器來追蹤目標實現精確打擊。而激光制導武器最大的缺點就是它無法在惡劣的天氣環境下使用以及在激光發射器無法靠近目標的時候使用，這是因為：首先，激光源可能無法在惡劣的環境條件下照射到目標從而武器就無法追蹤到光源；其次，激光制導武器的激光不是普通的鐳射激光，而是一段特定加密後的脈衝，所以在無法靠近打擊目標的情況下是無法進行指導的。激光制導武器的普及是在微處理器出現後。迄今，在美國服役的兩組激光制導武器是 Paveway II 和 Paveway III。這兩組激光制導導彈擁有非常良好的空氣動力學特性，並且射程廣，缺點就是造價高。500 磅的 Paveway II是一種輕便的精確制導武器，它主要用來對付戰車等效目標，相反2000磅重的Paveway III導彈更適合於打擊更重要的目標。激光制導導彈在現代戰爭中應用最廣的一次就是1991年的海灣戰爭。在美軍的精確武器裝備中，約一半武器都運用了制導原理，其中包括了空射導彈、海射巡航導彈等。總體來看， 激光制導炸彈運用到了這場戰爭的各個地方，如戰場、機場、指揮控制和領導機關目標、橋樑、鐵路等。這次戰爭證實，精確制導炸彈擁有一發摧毀一個目標的能力。此後的戰爭中也不斷的應用到激光制導炸彈。 ^[2] 

4. 衞星制導武器的發展

總體來説，海灣戰爭是制導武器的勝利，它讓我們認識到了激光制導武器的價值，但是同時也讓我們深刻的認識到了激光制導武器的侷限性——激光制導武器只能在特定的可視的環境下或者空中目標可視的情況下才可以得以利用。於是美國空軍在《全球參與 21 世紀空軍構想》中將精確打擊能力列為了面向21世紀空中作戰的必備6 大核心能力之一，對精確制導武器進行了更多的關注，投入了更多的資金，並且開發了聯合直接攻擊彈藥（JDAM）和聯合防區外武器（JSOW）。它使用美國GPS定位系統進行制導，可以在任何時間、任意場所、任意環境進行指導，無需外部輔助設備。利用全球定位系統和慣性制導系統複合制導的精確制導武器完成了歷史上最精確的轟炸戰役——1999年北約轟炸南斯拉夫的戰役。美軍為了提高導彈打擊精度，克服激光制導系統易受環 境影響的缺點，成功的在“戰斧”式巡航導彈、GBU-37導彈上裝載了GPS/INS複合制導系統，為下代精確制導武器的研究提供了方向。 ^[2] 

5. 新一代的精確制導武器——聯合防區外武 器（JSOW）和聯合直接攻擊彈藥（JDAM）

聯合防區外武器是由美國海軍和空軍聯合研製的具有隱身能力的可分配彈藥的新一代空地精確制導武器，它帶有可以摺疊的雙翼，模塊化的載荷以及精確的全球定位系統/慣性導航制導系統（GPS/INS）。JSOW項目迄今為止已經生產了3種型號：AGM-154A（基本型）、AGM-154B（反裝甲性）、AGM-154C（單元爆破型），這3種不同型號彈藥的主要區別是能夠攜帶的有效載荷不同，其中 AGM-154A是1997開始服役，AGM-195B於2001 開始服役，AGM-195C於2004年交付了首批導彈 。 目前正在實施改進的有JSOW Block III（JSOW-C1），它由Raytheon公司參與設計，該導彈是在AGM-154C的基礎上加入了Link-16武器數據庫鏈接以及海上移動目標捕捉技術，計劃於2009年投產。另外改進的還有AGM-154A-1 以及Powered JSOW計劃。 聯合直接攻擊彈藥（JDAM）則是第一次海灣戰爭的直接產物。裝載了JDAM的武器是由全球定位系統輔以慣性制導系統來進行精確制導，打擊的目標可以囊括28 km。裝載了JDAM的武器重量從227kg到907kg。JDAM武器的核心部件包括一個可控的空氣動力尾翼、一個戰鬥部再加上全球定位系統/慣性導航制導系統（GPS/INS）。在1999年的海灣中，美軍的B-2戰鬥機首次使用JDAM，向目標投擲了900kg級的Mk83和BLU-110穿甲炸彈，成功的對目標進行了精確轟炸。 ^[2] 

1. 命中精度高

迄今為止，精確制導武器的 射擊命中率一般都在50%徘徊，有的武器可以達到了80%。

如激光制導導彈的CEP在15m，“戰斧” 式巡航導彈在改進後的命中圓周率誤差（CEP）達到了3 m，第四代遠程戰術空地導彈的命中精度甚至達到了1~3 m。美軍研製出來的激光制導子彈甚至可以精確命中1000m以外的目標。 ^[2] 

2. 殺傷威力大

過去的戰爭中，軍隊完成摧 毀指定敵方綜合設施就需要對該設施進行大規模的地毯式轟炸。而使用精確制導武器後，軍方只 需要瞄準所需要打擊的指定目標，用一枚制導炸彈或者制導子彈就可以完成任務。美國海軍一項研究報告中表明：攻擊機場、武器庫、工廠等固定目標，投擲精確制導武器與非制導武器的數量比為1：10，而攻擊裝甲、火箭發射器、坦克等移動目標，需要投擲精確制導武器和非制導武器的數量比例約為1：20，對大多數目標而言，一枚精確制導武器相當於35枚左右的非制導武器的效果。 ^[2] 

3. 可遠程打擊

與非制導武器相比，精確制導武器的最大優勢就在於對“射程-精度”概念的重新定義。非制導武器會隨着射程的增加而降低其打擊精度，而精確制導武器則不會受到射程的影響。 ^[2] 

4. 系統組成複雜

每種精確制導武器都是由比較複雜的控制制導系統組成的，這就對每個制導武器的技術保障要求非常高，並且如果制導武器的任何一個部分出現故障或者運行過程中某一個環節配合出現差錯，都將影響武器效能的發揮。 ^[2] 

5. 總體效能高

精確制導武器雖然成本很高，但由於具有較高的命中率，所以通常用於攻擊價值高的重要目標。例如在海灣戰爭中，美國在1000km以外向伊拉克發射大量“戰斧”巡航導彈， 精確的摧毀了嚴防於巴格達市的高價值目標，使得伊軍基本喪失作戰能力。精確制導武器的總體 性能遠遠優於普通轟炸機羣的常規空襲。 ^[2] 

6. 系統易干擾

現代精確制導武器的抗干擾能力在不斷的提高，但是任何一種精確制導武器的抗干擾手段都是有限的，不可能對所有的干擾都進行有效的抵抗，對於一種新型武器而言，只要對手掌握了它的主要技術參數，就可以對其進行干擾，從而有效的使其作戰效能大打折扣。 ^[2] 

7. 壞境影響大

不管是激光制導武器還是紅外製導武器，都存在着全天候作戰能力差的問題，它們易受煙霧、水霧的影 響，尤其是陰雨多雲等不良氣候，其系統的作用距 離將會大大縮短，甚至難以正常工作。 ^[2] 

尋的制導就是依靠彈上設備，接受目標輻射或反射的能量（紅外輻射、光輻射、無線電波、聲波等），確定目標位置和運動特性，自動控制導彈飛向目標。它包括主動式尋的制導、半主動式尋的制導和被動式尋的制導。尋的制導常用的尋的器有微波(毫米波)雷達尋的器、紅外尋的器、電視(可見光)尋的器和激光尋的器。尋的制導精度很高，但作用距離較短，故多用於末制導。精確制導武器的高精度主要靠末段制導保證，遠程精確制導武器都有末段制導，而末段制導大多采用尋的制導。 ^[3] 

主動尋的——導彈上的能源照射目標，接收機根據回波信號，完成對目標的捕捉、跟蹤和攻擊。 ^[3] 

半主動尋的—能量照射來自指令站，導彈接收回波信號，自動跟蹤並攻擊目標。 ^[3] 

被動尋的——就是導彈依靠感受目標的能量（比如飛機發動機的熱輻射），自動跟蹤並攻擊目標。 ^[3] 

尋的制導的最大特點是: 精度非常高。但是它的作用距離較近，識別敵我能力差。 ^[3] 

慣性制導是一種只依靠彈上慣性部件提供製導數據，而不依賴外部信息的自主制導方式。

慣性制導技術主要用於彈道式導彈，它利用陀螺儀、加速度計等慣性元件來測量和確定導彈的運動參數，控制導彈飛行。它的精度隨射程的增大而降低，所以只裝有慣性制導系統的武器不可能成為精確制導武器。但是慣性制導最大優點是不受外界的干擾，只要它的精度能保證將制導武器引導至末制導系統的作用範圍，就不失為一種簡便可靠的中段制導方式。 ^[3] 

指制導武器接收全球定位系統中衞星播發的導航信號，實現三維精確定位和獲取速度、時間信息的制導方式。

在精確制導武器上安裝全球定位系統的接收機，就可以在飛行過程中精確地測出自己的空間位置和飛行速度，用來修正慣性制導的誤差。雖然其作用與地形匹配製導相似，但是攻擊前的準備工作卻簡單得多，所以用全球定位系統制導來代替地形匹配製導，可改善遠程精確制導武器的性能。 ^[3] 

匹配製導系統通常用來修正遠程慣性制導的誤差。它包括地形(高度)匹配製導和景像(灰度)匹配製導。發射前預先把選定的飛行路線中段和末段下方的若干地區的地面特徵圖儲存到彈上的計算機內,當導彈飛行到這些地區時，將探測器現場實測到的地面圖像同預先儲存的地面圖像作相關對照，計算出導彈的飛行誤差，形成控制指令，就能控制導彈沿預定的航線飛向目標。儲存在彈上的地面圖像由偵察衞星或偵察飛機預先測定，經過處理轉換成數字信息後儲存在彈上的計算機中。 ^[3] 

由於同一地域對於可見光、微波、紅外、微光所表現的地面特徵不盡相同，從而可構成各種地圖匹配製導，如微波雷達圖像匹配製導，可見光電視攝像匹配製導，激光雷達圖像匹配製導，紅外成像匹配製導等。匹配製導的制導精度與射程無關，可使射程為幾千千米的導彈達到較高的命中精度。 ^[3] 

遙控制導通過設在精確制導武器外部的制導站來測定目標和制導武器的相對位置，然後引導精確制導武器飛向目標。它包括指令制導和波束制導兩大類。 ^[3] 

指令制導系統由制導站和裝在精確制導武器上的控制設備組成。制導站根據制導武器在飛行中的誤差計算出控制指令，指令通過有線或無線的形式傳輸到制導武器上。有線指令制導系統主要用於射程幾千米的反坦克導彈。無線指令制導的常見形式是微波雷達指令制導，由制導雷達測出目標和導彈的位置與速度，並根據這些數據計算出控制指令，然後發送出無線電遙控指令糾正導彈的飛行誤差，直至命中目標。這種制導方式的作用距離比較遠，彈上設備的成本較低，但易受干擾，而且制導距離越遠，精度越低，因此適用於中段制導。 ^[3] 

波束制導系統由指揮站和精確制導武器上的控制裝置組成。指揮站發現目標後，對目標自動跟蹤並通過雷達波束或激光波束照射目標，當精確制導武器進入波束後，控制裝置自動測出其偏離波束中心的角度和方向，控制精確制導武器沿波束中心飛行，直至命中目標。波束制導系統的控制裝置比較簡單，成本低，並且可以同時制導數枚精確制導武器，而且由於控制裝置直接接收波束能量，不易受干擾。這種制導方式的缺點是在整個攻擊過程中，指揮站必須不間斷地以波束照射目標，這樣會使指揮站連同載體很容易受到對方攻擊。 ^[3] 

遙控制導的特點是： 導彈受控於指令站，因此彈道可以隨目標的運動而改變，適合攻擊運動目標。但是這種制導方式比較容易受干擾，且有線制導受導線長度和強度的限制，作用距離近。 ^[3] 

採用兩種以上制導方式的制導。它可以綜合利用幾種制導方式的優點，彌補弱點，提高命中精度。 ^[3] 

精確制導武器主要分為精確制導導彈和精確制導彈藥兩大類。

1.精確制導導彈

導彈是一種依靠自身的動力裝置推進並由精確制導系統探測、處理、導引、控制其命中目標的武器。導彈是精確制導武器中類別最多，使用量最大的一種現代化武器。 ^[3] 

2. 精確制導彈藥

精確制導彈藥根據不同的作用原理可分為2種：

（1）裝有尋的制導裝置的稱為末制導彈藥，如制導炮彈 、制導炸藥 、制導地雷等 ； ^[3] 

（2）裝有敏感器的稱為末敏彈藥，因為敏感器不能控制彈藥的飛行彈道，所以末敏彈本不屬於制導武器，但因其敏感器能在飛行末段通過與戰鬥部的巧妙配合，使之達到很高的命中精度，所以習慣上也把末敏彈藥歸為精確制導武器一類。這兩種彈藥自身均無動力裝置，需藉助大炮、飛機投擲。 ^[3] 

它們的主要區別在於導彈有動力裝置，在飛向目標的過程中都由制導系統進行引導；而制導彈藥沒有動力裝置,也 沒有全程制導裝置, 僅有在飛行末段起作用的尋的裝置或敏感器 。 ^[3] 

隨着微電子技術、計算機技術、自動控制技術、材料科學等一批高新技術的迅速發展，精確制導武器也以驚人的速度不斷的飛速發展。對於現在越來越惡劣的作戰環境來説，制導武器的要求能無視外圍環境影響、全天候的實現精確打擊。 ^[2] 

1. 射程的提高。武器發射平台生存能力提高的方法是增大精確制導武器的射程，這就使得防區外作戰顯得格外的重要。為了適應未來高技術局部戰爭、防空系統的需要，將3500 km的作戰縱深納入防區以內也是合情合理的。例如美國“聯合空地防區外導彈”AGM-158的射程為450km，“增強反應防區外對陸攻擊導彈”AGM- 84H的射程為275km；英國的CASOM的射程為 250~500 km；德國的“金牛座”的射程為350km等，都可滿足這一指標要求。 ^[2] 

2. 制導精度的提高。影響打擊準確率的關鍵因素就是武器的制導精度。因此升級武器的最好方法就是不斷提高武器的制導精度。迄今為止，大部分制導武器已經採用了GPS/INS進行途中制導，這使得武器可以適應全天候、晝夜作戰。總體而言，軍用GPS的制導精度為9~12 km，不受天氣和戰場條件的影響。若制導系統採用差分GPS系統，涉及精度還可以進一步提高。 ^[2] 

3. 打擊隱形化。精確制導武器的隱形化不但可以有效的提高發射平台的生存能力，而且可以提高突防能力。在抑制紅外輻射，同時減少精確制導武器的雷達散射截面積後，制導武器的可探 概率大大減小，同時武器的攻擊和突防能力會大大增強。 ^[2] 

4. 多用化。採用“一種負載多個平台”或者 “一種平台多個負載”的模式，可以使得制導武器提高用途，使其可以與相應的飛機、軍艦等運載平台實現綜合作戰，形成了可靠的攻防體系。 ^[2] 

5. 超音速化。精確制導武器可打擊遠距離目標的前提是縮短武器在空中的飛行時間。目前，美國海軍要求的導彈飛行時間不超過15min，最理想的是在8min內飛行1000m左右，否則等導彈飛到目標位置時候，目標已經遠離該位置，所以超音速制導武器發展是大勢所趨。利用衝壓噴氣 發動機和超燃衝壓發動機的超音速導彈可以有效的命中移動目標。 ^[2]