电视制导

导弹制导方式有几种?

　导弹制导 　　Missile guidance 　　按预定导引规律对导弹进行导引和控制，使之沿选定路线飞行的过程。导引是将导弹按一定的导引规律导向所需的方位和位置。导引过程中需获取和处理信息，并按照导引规律形成控制指令。 控制过程中导弹按照控制信号对导弹进行稳定和控制。按照工作原理，导弹的制导可分为：制导按照所获取信息源的不同，可分为红外制导，激光制导、无线电制导、毫米波制 导、电视制导以及红外成像制导等。 按信息传输方式，还可分为利用导线传输信息的有线制导、利用光导纤维传输信息的光纤制导和利用电磁波传输信息的无线电制导。为了发挥不同制导方式的优点，提高导引精度和抗干扰能力，有些导弹...全部

  　导弹制导 　　Missile guidance 　　按预定导引规律对导弹进行导引和控制，使之沿选定路线飞行的过程。导引是将导弹按一定的导引规律导向所需的方位和位置。导引过程中需获取和处理信息，并按照导引规律形成控制指令。
  控制过程中导弹按照控制信号对导弹进行稳定和控制。按照工作原理，导弹的制导可分为：制导按照所获取信息源的不同，可分为红外制导，激光制导、无线电制导、毫米波制 导、电视制导以及红外成像制导等。
  按信息传输方式，还可分为利用导线传输信息的有线制导、利用光导纤维传输信息的光纤制导和利用电磁波传输信息的无线电制导。为了发挥不同制导方式的优点，提高导引精度和抗干扰能力，有些导弹采用复合制导的方式。
   　　制导系统 　　guidance system;guiding system 　　测量和计算导弹对目标或空间基准线的相对位置，以预定的导引规律控制导弹飞达目标的系统。一般由导引装置、控制装置与被控对象(导弹)组成。
  工作原理见图。导引装置测量导弹与(或)目标的空间位置，按照预定的导引规律形成制导误差信号。信号经过变换处理、校正综合、功率放大后送到执行机构，使操纵面相应动作产生需要的控制力控制导弹飞行。导弹按导引规律的要求改变飞行姿态从而改变速度向量，使导弹沿着适当的弹道飞行，直至命中目标。
  空间运动学环节表示导弹与目标相对位置的变化等。制导系统的主要技术要求是稳定性、静态精度、动态精度和抗干扰性等。制导系统包括模拟式制导系统和数字式制导系统两类。 　　数字制导系统 　　digital guidance system 　　又称计算机制导系统(computer guid-alice system)。
  装有数字控制器或用微机形成制导指令的制导系统。20世纪70年代以前，制导系统的计算装置是模拟式的，计算精度不够高。由于计算机技术的发展，尤其自从70年代初期出现微型计算机以来，微机的尺寸不断减小。
  集成度、可靠性和运算速度不断提高，成本不断降低。这就使计算机应用于导弹制导成为可能。数字制导系统通常将测量装置输出的模拟量，通过模一数转换器转换成数字量，送到数字式计算装置进行计算，产生控制信号，再由数—模转换器转换成模拟量，送到执行机构对导弹施行控制。
  数字制导系统可以应用现代控制理论实现最佳导引规律以及自适应控制，还可以应用最佳估值理论，最大限度地抑制噪声，取得最佳估值信号，从而能提高导弹的抗干扰能力。 　　寻的制导 　　homing guidance又称自动寻的(automatic homing)、自动导引(automatic guidance)。
  导弹依靠弹上设备获取目标辐射或反射的红外、激光或其它辐射能，作为制导信息而自动导向目标的制导方法。按照能源所处位置的不同，寻的制导可分为主动、半主动和被动三种方式。 　　主动寻的制导(active homing guidance)：照射目标的能源位于导弹上，导弹上的导引装置接收从目标反射回来的能量并形成制导信号。
  优点是能独立工作，导弹发射后就不再需要任何外界的操纵，载机和载车可以任意机动或发射下一发导弹。缺点是弹上设备复杂，成本高，受弹上照射能源的限制，作用距离比半主动式近。 　　半主动寻的制导(semi—active homing guidance：照射目标的能源可在载机或地面上，导弹接收目标反射的能量并形成制导信号。
  弹上设备较简单，目标照射器受尺寸、重量的限制较少。但是照射器在导弹飞行过程中要自始至终照射目标。 　　被动寻的制导(passive homing guidance)：导弹接收目标自身辐射的能量或反射的自然能源的能量(如光能)，形成制导信号。
  优点是弹上设备简单，隐蔽性好，但对目标的依赖性大，抗干扰性较差。 　　寻的制导可用作反坦克导弹的末段制导。 　　遥控制导 　　remote control guidance 　　利用通信和自动控制技术对远距离的被控对象发送指令以实施控制的制导方法。
  是导弹制导中应用较早、较多的一种制导方式。为了实现对导弹的遥控，制导站需要对目标和导弹进行观测以获得目标和导弹的某些信息(如运动参数、位置参数和目标图像等)，并在制导站形成控制指令，以导线或电磁波、光纤等传输给导弹，或者由导弹自身直接根据其位置与基准位置的偏差形成控制信号，控制导弹飞行。
   　　指令制导 　　command guidance 　　利用测量装置获得目标和导弹的有关信息，形成控制指令，由导线或电磁波传送给导弹，以控制导弹飞行的制导方法。分为有线指令制导、无线电指令制导以及光纤指令制导等。
   　　有线指令制导的控制指令是由指挥站与导弹相联结的导线传输的。优点是抗干扰性能强，缺点是导弹飞行速度受到限制。有线指令制导适用于攻击速度慢、机动性差的近距离目标如坦克、装甲车辆、直升机、水面目标等，是目前反坦克导弹用得最多的一种制导方式。
   　　无线电指令制导的控制指令是利用无线电波来传输的。在这种制导方式中，雷达—指令 　　制导是采用较多的一种。工作原理是：由目标跟踪雷达和导弹跟踪雷达分别对目标和导弹运动参数进行测量，并将这些参数传输给计算机，计算机根据给定的导引规律给出控制指令，通过发送装置发送至导弹引导导弹命中目标。
  这种制导方式的优点是作用距离远，弹上设备简单。缺点是导引精度随距离的增加而降低，且抗干扰性差。 　　驾束制导 　　beam riding guidance又称波束制导(beam guidance)。
  导弹沿波束导向目标的制导方法。有无线电驾束制导及激光驾束制导等。制导站的光学设备或制导雷达在空间形成激光波束或无线电波束，并且不断跟踪目标。弹上接收设备随时判断导弹是否处于波束中心线上。当导弹偏离波束中心线时，位于导弹尾部或弹翼上的接收器探测到能反映弹体偏离的信号，弹上计算机根据探测到的信号算得导弹偏离中心线的距离和相位，形成误差信号传输给自动驾驶仪，控制导弹回到波束中心线上飞行，直至命中目标。
  优点是制导设备简单，与有线指令制导方式相比允许导弹有较高的飞行速度。缺点是制导站在制导过程中必须始终照射目标，使载机或载车的机动受到限制。制导精度随着导弹与制导站间距离的增加而降低。 　　70年代，瑞典的RBS-70近程地对空导弹采用了激光驾束制导，后来这种制导方式也应用到反坦克导弹的制导。
  激光驾束制导的优点是：导弹飞行速度高，抗干扰能力强，可以用激光脉冲工作方式，有利于信息传输和增大作用距离。为了使导引精度不随导弹与制导站距离的增加而降低，需增加变焦距光学系统。激光驾束制导方案有空间偏振编码、波束章动扫描、空间数字调频编码及二次曲线调制等。
   　　有线制导 　　wire guidance 　　利用飞行中导弹不断放出的金属导线将指令从制导站传输到导弹的制导方法。有目视有线指令制导和红外半自动有线指令制导。优点是设备简单、成本低、抗干扰性强，缺点是飞行距离短，飞行速度受到导线的限制(飞行速度一般在300m／s以下)。
  是反坦克导弹目前广泛采用的制导方法。50年代发展的第一代和60年代发展的、80年代仍然服役的第二代反坦克导弹大多采用有线制导方式。 　　光纤制导 　　optical fibre guidance 　　利用导弹头部的摄像器件摄取目标图像信息，由光导纤维传给发射制导装置进行图像跟踪及处理，形成制导指令后，再通过光导纤维回输给导弹的制导方法。
  是图像制导的一种。导弹头部的摄像器件通常是电荷耦合器件(CCD)摄像机或其它摄像管，导弹与发射站之间是双向光纤传输线路。摄像机摄取的目标图像通过光导纤维传送到发射导引站，在屏幕上以图像形式显示出来。
  在发射导引站由射手识别、选择跟踪目标图像或自动处理信息发出控制指令，再通过光导纤维传输到导弹上去，操纵导弹飞向目标。 　　光纤制导有很多优点：光纤传输信息损耗低、频带宽、信息量大、质量小；抗干扰性好；不一定需要直接瞄准，从而可提高射手的安全性，发射导引装置的主要部分也可以隐蔽起来；光纤制导的制导精度，随着导弹接近目标而提高；导弹在飞行中可以连续搜索目标，可以重新锁定目标，甚至更换目标；光导纤维质量小，利于导弹总体安排。
  缺点是导弹飞行速度受到限制，并且价格较高。 　　目视指令制导 　　visual command guidance 　　射手用眼睛或通过光学瞄准具观察目标和导弹的运动，判断导弹飞行偏差，并发出控制指令以控制导弹飞向目标的指令制导方法。
  优点是制导设备简单、成本低。但是目视指令制导系统的自动化程度低，需要射手始终参与导弹的制导，导弹飞行速度较低，射手训练困难。射手的技术熟练程度和精神状态直接影响命中精度，故制导精度与命中概率的提高受到较大限制。
  采用目视指令制导的导弹有我国的红箭—73、德国的柯布拉(cobra)、苏联的AT—1、法国的SS-11等。 　　 　　红外制导 　　infrared guidance 　　利用目标红外辐射作为制导信息的制导方法。
  有红外寻的制导和红外图像制导。红外寻的制导是使用最早最多的一种红外制导方式，工作原理是：导弹上的红外导引头接收目标辐射的红外线。当视线与红外导引头光轴重合时，经导引头光学系统聚焦的目标像点落在以定角速度旋转或固定的调制盘中心，不被调制。
  当目标偏离光轴时，像点被调制。从像点投射在调制盘上的位置，可以判断出目标偏离光轴的方位和距离，形成控制信号控制导弹飞向目标。这种制导系统的优点是：隐蔽性好，弹上设备简单可靠，功耗少，体积小，重量轻，导弹一经发射就不再需要外界的控制。
  缺点是，对目标的依赖性大、要求目标具有区别于背景的热辐射特性，受气象条件(云、雾、雨等)和太阳背景的限制等。 　　红外半自动指令制导 　　semi-automatic infrared command guidance 　　光学瞄准具捕获、跟踪目标，红外测角仪自动测量导弹对瞄准线的角偏差，导线传输控制指令使导弹沿瞄准线飞行的制导方法。
  第二代反坦克导弹多采用这种制导方法。工作原理见图。装在导弹尾部的红外光源标示出导弹的位置，位于发射装置处与光学瞄准具同轴的红外测角仪2接收红外光源的辐射能，测得导弹相对于瞄准线的角偏差，控制箱据此形成控制指令，经制导导线传输给导弹，操纵导弹飞向目标。
   　　红外半自动指令制导与目视指令制导相比，射手训练比较容易，制导过程中射手负担较轻，命中精度受射手精神状态影响较少。命中概率和精度比目视指令制导的第一代反坦克导弹高。但是，由于射手要较长时间把瞄准具对准目标，故射手容易受到敌方攻击，且射程不能很远。
   　　激光制导 　　laser guidance 　　利用激光获得制导信息或传输制导指令使导弹按一定导引规律飞向目标的制导方法。 　　1．激光驾束制导：激光接收器置于导弹上，导弹发射时激光器对着目标照射，发射后的导弹在激光波束内飞行。
  当导弹偏离激光波束轴线时，接收器敏感偏离的大小和方位并形成误差信号，按导引规律形成控制指令来修正导弹的飞行。 　　2．激光半主动式自动导引：使用位于载机或地面上的激光器照射目标，导弹上的激光导引头接收从目标反射的激光从而跟踪目标并把导弹导向目标。
   　　3．激光主动式自动导引：激光照射器装在导引头上。这种激光制导的自动化程度高，但实际上还没有应用到反坦克导弹上。 　　4．激光传输指令制导：用激光脉冲代替红外半自动指令制导中用来传输控制指令的导线。
  弹上接收机用激光接收器。激光脉冲经编码后发射出去，如采用哈明码(一种能自动纠错的码)对激光脉冲进行编码。 　　激光波束方向性强、波束窄，故激光制导精度高，抗干扰能力强。但是0。8—1。8微米波段的激光易被云、雾、雨等吸收，透过率低，全天候使用受到限制。
  如采用10。6微米波段的长波激光，则可在能见度不良的条件下使用。 　　激光制导是60年代才开始发展起来的一种新技术。目前已出现激光半主动制导和激光驾束制导的空对地、地对空导弹以及激光制导航空炸弹。
  激光驾束和激光半主动制导已应用于反坦克导弹技术中。 　　电视制导 　　television guidance 　　利用电视摄像机获取目标图像信息，形成控制信号来控制导弹飞向目标的制导方法。
  按照所摄取目标辐射或反射光的波长可分为可见光电视制导和红外电视制导。 　　电视指令制导导弹头部的电视摄像机摄取目标图像后发送给控制站，射手观察和监视电视屏幕上的目标图像；当导弹偏离目标时，通过无线电或光导纤维把指令传送给导弹，控制导弹姿态使目标图像保持在屏幕中央，直至导弹达到目标。
  电视指令制导的优点是弹上制导设备简单，但射手要始终参与制导过程。 　　电视自动导引导弹头部的电视摄像机摄取目标图像，在导弹发射前，传输到操作者面前的电视屏幕上。当目标图像与电视荧光屏上的十字线重合时，目标即被截获。
  若目标处在导弹允许发射的距离范围内，即可发射导弹。导弹发射后，目标图像不再发送给载机，而由导弹自动跟踪。导引头对目标锁定，自动跟踪并形成控制指令，或通过图像识别(将自动导引过程中摄取的目标图像与截获目标时所储存的目标图像进行比较)形成控制指令。
  由于导引过程中不发射无线电波，所以这种制导方式具有隐蔽和不易受干扰的优点，但是制导设备复杂，成本较高。 　　可见光电视制导具有技术上比红外电视制导成熟的优点，但只能用于能见度较好的场合。红外电视制导则有较好的全天候作战能力，但技术难度较大。
  机载发射的可见光电视制导和红外电视制导的反坦克导弹均已研制成功。 　　红外图像制导 　　infrared imaging guidance 　　利用导弹头部的热成像仪摄取目标图像信息，利用数字计算机对目标图像信息进行处理，形成控制信号来控制导弹飞行的制导方法。
  热成像仪的主要部件是光机扫描器件或红外焦平面阵列器件。碲镉汞(Hg—Cd—Te)凝视焦平面阵列器件的工作波段是8～12微米，利用肖特基(schottky)效应的焦平面阵列硅器件的工作波段是3～5微米。
  这两个波段的大气透过率高，使导弹可在远距离内探测到目标，还可以在发射前把目标信息贮存在导弹内，发射后，导弹不断摄取目标的图像信息与预先存贮的目标信息比较，经数字计算机处理出控制信号，使导弹自动飞向目标。
  这样，射手就不用管了，从而可提高射手的安全性。由于采用红外波段，白天、黑夜，或者目标有简单伪装时，红外图像制导的导弹均能正常使用。但是，红外热成像的技术难度大，成本较高。红外图像制导技术已在反坦克导弹技术中得到应用。
   　　毫米波制导 　　millimetre wave guidance 　　利用毫米波获得制导信息或传输制导指令使导弹按一定导引规律飞向目标的制导方法。毫米波是波长为1～10mm的电磁波，用于制导的毫米波波长多为8mm、3mm或2mm。
  毫米波制导多用于末段制导和末端敏感弹药，近年来发展很快，且多采用被动式自动寻的方式。毫米波波段介于微波与红外线之间，器件尺寸小，质量小，抗干扰能力强，制导精度高，并且可以比较容易地实现对多个目标进行攻击。
  毫米波受烟雾的影响少，对雨、雾、烟、尘埃的穿透性能强，具有全天候能力。但是毫米波的分辨力比可见光和红外光低。 　　复合制导 　　combined guidance 　　两种或两种以上制导方法组合在一起的制导方法。
  按照组合方式的不同，复合制导可分为串联复合制导及并联复合制导。串联复合制导是在制导过程中制导依次由一种方法转到另一种方法，并在转换时保证对目标的连续跟踪、弹道平滑过渡。—例如，阿达茨(ADATS)导弹先是采用激光传输指令制导，然后改用激光驾束制导。
  并联复合制导则是两种制导方法同时工作或根据外界干扰情况交替工作。 　　复合制导的优点是可以充分发挥各种制导方法的长处，弥补短处，更好地满足战术要求，缺点是弹上设备复杂。复合制导的采用可提高制导系统的制导精度或抗干扰能力并能全天候使用。
   　　末段制导 　　简称末制导。在弹道末段对火箭或炮弹、炸弹进行制导的方法。按照所获取信息源的不同物理性质分为激光末段制导、毫米波末段制导及红外末段制导。末段制导原理与自动导引原理相同，有主动式、半主动式和被动式几种。
  末段制导可以提高导弹的末段导引精度和命中率，用于反坦克作战可以攻击目标的顶装甲。 　　导引头 　　seeker；homing head 　　又称寻的头。按照导引规律使导弹弹轴或速度向量相对于目标瞄准线稳定，并向导弹执行机构输出控制信号的装置。
  是自动寻的导弹的重要组成部分，安装在导弹头部。按获取目标辐射或反射能量的不同可分为电视、雷达、毫米波、红外、红外成像、双色红外及激光等导引头。通常由光学系统、调制盘、探测器、动力随动陀螺等组成。
  探测器可以是摄像管、光敏元件或红外焦平面阵列器件等。导引头可采用的导引规律一般有直接瞄准法，追踪法及比例导引法等。一般工作过程是：导引头先在较大空间角范围内搜索目标，一旦搜索到目标立即进入锁定状态，表明导引头已捕获到目标。
  此后导引头将按导引规律自动跟踪目标，并不断发出控制信号给导弹执行机构以改变导弹姿态，保证弹轴或速度向量相对于目标瞄准线稳定。 　　电视导引头 　　television seeker 　　利用电视摄像机摄取目标图像获得制导信号的导引头。
  包括电视摄像机、行场锯齿波发生器、同步机、偏转扫描电路、门电路、视频处理电路、角跟踪和伺服机构等。电视导引头捕获到目标后，就按导引规律自动跟踪目标，并不断发出控制信号给导弹执行机构，以修正导弹的飞行轨迹。
  这种系统可以实现全自动，但受气象条件及能见度限制，导引距离较近。 　　为了克服飞行过程中振动的影响，电视摄像机通常要用陀螺加以稳定。 　　红外成像导引头 　　infrared imaging seeker 　　探测景物的红外辐射图像，鉴别目标并形成制导信号的导引头。
  主要由红外摄像机、伺服机构和信号处理电路等组成。工作原理是，红外摄像机的红外探测器具有温度分辨力。当摄像机对景物扫描时，因为目标和背景的红外辐射特性不同，而在视场内接收到的目标辐射电平与背景辐射电平不同，差值即为目标信息。
  将此目标信号处理成视频脉冲信号后，在显像管上以图像形式显示出来。当驾驶员或射手判定所显示图像是攻击的目标时，扳动操纵手柄，使摄像机对准目标，然后接通跟踪门并发射导弹。在导弹飞行过程中，如果目标偏离摄像机的光学中心，信号处理电路中的波门基准电压就会检测出误差信号，并把它传输给摄像机伺服机构，控制摄像机使其自动跟踪目标，同时此误差信号电传输给自动驾驶仪，控制导弹飞行。
   　　另一种红外成像导引头是将目标图像存在导弹上，作为基准图像。将成像导引头在飞行过程中的红外成像同基准图像按选定的跟踪方法进行比较，产生误差信号，使导引头保持对目标的跟踪并操纵导弹飞向目标。
  这种成像导引头的制导过程不需要射手参与。 　　通常用于产生图像制导误差信号和跟踪目标的方法有：相关跟踪法、矩心跟踪法、对比度跟踪法等。红外成像导引头的主要优点是具有夜间作战能力，对多目标的分辨率和抗干扰能力也比较强。
  缺点是结构比较复杂，成本高。 　　红外导引头 　　infrared seeker 　　能连续探测目标红外辐射，自动跟踪目标并给出导引信号的装置。主要由光学目标位标器和信息处理电路组成。红外导引头把目标作为一个热点源进行探测，所以是热点式导引头。
  红外导引头结构简单、抗干扰能力强，但其使用受云雾天气及太阳背景的限制。红外导引头主要用于被动寻的制导的导弹。 　　此外，还有利用在两种波段下工作的双色红外器件的双色红外导引头。这种导引头在3～5微米及8～12微米两个波段内同时工作，除具有红外导引头的功能外，还具有目标识别的能力。
   　　位标器 　　seeker 　　汇聚目标辐射，经过调制器件的处理，提供目标方向信息的装置。是导引头的主要部件。由光学系统、调制器件、探测器及伺服机构等组成。 　　毫米波导引头 　　millimetre wave seeker 　　能连续探测目标的毫米波辐射或反射，自动跟踪目标并提供导引信号的装置。
  主要有两类：主动式毫米波导引头与被动式毫米波导引头。主动式毫米波导引头抗干扰性能好、测量精度高、分辨力强、天线尺寸、质量和体积都小。主动式毫米波导引头从扫描方式来分有三种：圆锥扫描导引头、单脉冲导引头及相控阵导引头。
  被动式毫米波导引头较主动式毫米波导引头体积和质量更小且不易干扰，但在相同波长及相等天线尺寸的情况下，分辨力较主动式毫米波导引头低。毫米波导引头的波束窄，搜索和捕获目标较困难，对雨、雾、烟、尘埃的穿透性能强，具有全天候能力。
  适用于近距离战术导弹，尤其是末段制导导弹。 　　激光导引头 　　laser seeker 　　接收从目标反射的激光，自动跟踪目标并提供导弹导引信号的装置。通常由光学系统、光电转换器件、电子线路、陀螺组件及随动系统等组成。
  光学系统固定在万向支架上，使光学轴线可相对于弹体轴线作方位和俯仰运动。光电转换器件将激光能量转换成电能。通常采用的是四象限硅光电二极管，其光敏面置于光学系统的焦平面上。光学系统接受目标反射来的激光，聚焦后的激光落在光敏面上的位置，反映目标相对于光学轴线的角偏差。
  电子线路处理来自光电转换器的电信号，检出反映目标相对于光学轴线的角偏差信号。偏差信号一路按角跟踪回路要求输给随动系统，控制导引头光轴跟踪目标，另一路按导引规律要求形成控制信号，输给导弹的执行机构，控制导弹的运动。
  陀螺组件的主要部分是一个二自由度陀螺，给导引头提供一个稳定的参考坐标系，同时也是随动系统的一个组成部分。随动系统通常受电子线路输出的控制，完成光轴跟踪目标的任务。 　　实际使用的激光导引头有半主动式比例导引头、半主动式风标导引头和主动式导引头三种。
  激光半主动式比例导引头的输出信号比例于导弹—目标视线角速度。激光风标导引头装有风标，在飞行过程中风标始终指向导弹的瞬时速度方向。当导弹与目标间的视线与风标指向不重合时，导引头输出信号控制导弹的速度方向指向目标。
  这种激光风标导引头的导引精度低，适合于攻击固定目标。激光主动式导引头的激光照射器也装在导引头上，对目标主动照射、搜索和跟踪，引导导弹飞向目标，但成本高且结构复杂，较难实现。 　　捷联式导引头 　　目标探测器与弹体固连的导引头。
  与—般导引头相比，结构简单，体积小，质量小，造价低，但视场角小，导引精度较低。收起