基本介紹
- 中文名：指令制導系統
- 外文名：Command guidance system
- 分類1：無線電/有線指令制導系統
- 分類2：雷達/光學跟蹤指令制導系統
- 控制對象：飛行器
- 指令來源：飛行器以外的制導站
概念,工作原理,分類,雷達跟蹤,光學跟蹤,抗干擾措施,
概念
指令制導系統是指從飛行器以外的制導站傳送制導信息控制飛行器飛行的制導系統。這種系統多用於飛彈上。指令制導系統按傳輸和接收裝置的不同分為無線電指令制導系統和有線指令制導系統；按所用物理量的性質，又分為雷達跟蹤指令制導系統和光學跟蹤指令制導系統。制導站可以設在地面（如無人駕駛飛機和太空飛行器、地空飛彈和地地飛彈），也可設在飛行器上（如空空飛彈和空地飛彈），或者設在艦船上（如艦艦飛彈和艦空飛彈）。
工作原理
制導站測量目標和飛彈的運動參數，並將飛彈的運動參數與目標的運動參數進行比較，根據選定的制導規律形成制導指令送到飛彈上，控制飛彈飛行。指令制導系統可以用在飛彈的整個飛行過程中，例如美國的“奈克”Ⅰ、Ⅱ防空飛彈；或者只在彈道的起始階段上使用，然後採用尋的制導系統作為末制導，組成複合制導系統，用於對彈道末段精度要求較高或制導站的視線達不到的地方，例如“奈克”Ⅲ飛彈。
分類
1、按傳輸和接收裝置的不同，指令制導系統可以分為無線電指令制導系統和有線指令制導系統。
指令制導系統一般是利用無線電遙控實現對飛彈的控制。其特點是制導信息從飛彈以外的地方產生，即由制導站形成並發射控制指令，通過電磁波將該指令傳送至飛彈，彈上無線電設備接收並譯出各種控制指令後，經自動駕駛儀控制舵面的轉動，從而達到控制飛彈飛行的目的。指令信息的正確傳輸是飛彈成功摧毀目標的前提條件。而現代戰爭中複雜的電磁環境以及來自敵方的干擾，都可能導致指令信息傳輸錯誤。因此，要把指令信息及時可靠地傳送給飛彈，就必須對指令信息進行糾錯編碼。
2、按所用物理量的性質，指令制導系統可以分為雷達跟蹤指令制導系統和光學跟蹤指令制導系統。
雷達跟蹤
制導系統跟蹤飛彈和目標時，根據觀測的數據（距離和角度），經計算機計算出飛彈偏離預期彈道的誤差，由指令傳送裝置通過無線電波把飛行路線誤差的信息傳送到飛彈上。飛彈接收到信息後，通過控制系統（相當於一個自動駕駛儀）操縱執行機構（舵或發動機），校正飛行路線。這種系統制導精度較高。但容易受干擾，其導引誤差隨飛彈與制導站的距離增大而增加，制導距離受系統準確度要求和雷達作用範圍的限制。這種系統適用於在一定距離內攻擊活動目標的飛彈。
光學跟蹤
它用光學瞄準系統觀察和測算目標和飛彈的相對位置，將飛彈偏離飛行路線的誤差送給飛彈的控制系統，以校正飛彈的飛行路線。指令傳送方式分有線和無線兩種類型。有線光學指令制導系統在飛彈飛行時不斷釋放與控制盒相連的導線，通過導線傳送指令。這種系統一般都用在反坦克飛彈上。無線光學指令制導系統的指令傳輸方法與雷達指令制導系統相同，一般用於空地飛彈。各種光學跟蹤指令制導系統在套用時都要求能看見目標和飛彈，因此這種制導系統只限於在短距離內和能見度良好的條件下使用。為了便於觀測飛彈，有時在飛彈尾部裝以能發出強光的曳光彈。這種系統已逐步發展為電視指令制導系統，在飛彈的頭部裝一部電視攝像機，駕駛員通過螢光屏能看到攝像機傳送回來的景物。選定目標後，駕駛員開始控制飛彈飛行，使目標始終保持在螢光屏的中心。如果發現有偏差，就通過無線電波嚮導彈發出指令，使飛彈回到所要求的位置上來。在射程較遠的情況下，可以先讓飛彈在自動駕駛儀的控制下飛行，接近目標後再開動飛彈上電視攝像機尋找目標。這種系統的導引精度高，操縱人員能選擇目標，但容易受天氣的影響和敵方的干擾，目前只能在白天使用。
抗干擾措施
相比傳統通信抗干擾措施，指令傳輸抗干擾方面主要從降低空域截獲和抗干擾來考慮。其解決途徑如下：
（1）初制導減低空間輻射功率。在初制導階段，彈體和目標間距離最大，在此工作狀態，指令上傳最好的抗干擾方法就是指令信號不被截獲。為了縮短被截獲到作用距離，縮短被截獲到時間，儘量減小初制導發射機功率，減小輻射功率在空域覆蓋範圍，指令上傳只要在空域上實現應答機能正常接收而干擾偵察設備不能偵收到此信號，就能起到很好抗干擾效果。合理分配空間輻射功率和波束指向，提高旁瓣抑制將能起到很好的抗干擾效果。
（2）末制導增強空間輻射功率。在末制導階段，彈體和目標間距離很近，在此工作狀態，指令上傳最好的抗干擾方法就是指令接收對外界窄帶或寬頻干擾抑制能力強。在抗干擾方面，希望彈上接收機靈敏度儘量低，使干擾信號不能影響正常指令傳輸。這時希望地面發射功率儘量提高。
（3）採用猝發跳頻技術。發射方式採用猝發的短幀結構，每幀的數據時長小於50μs。猝發通信的優勢在於通信過程中被干擾方偵察、截獲的機率低。猝發通信是先存儲信息，再在某一時刻以高速率發射，這樣既利用較大的脈衝功率抵禦了有意干擾，又大大降低了幀收機率。糾錯編碼技術，能用來糾正由干擾噪聲引起的錯誤，是一種有效的抗干擾措施。在編碼方式上增加RS 線性編碼。為了增加被敵方偵察難度，在指令上傳上採用隨機跳頻方式。實現多個頻點跳頻，每個頻點間隔20MHz，用偽隨機序列計算結果裝訂跳頻圖案。
根據以上分析和計算，採用一般固定波束干擾機壓制該防空飛彈應答機信號的代價很大，技術上有難度。當該飛彈臨近目標時，採用波束較窄、機掃或相掃的干擾機可壓制指令的信號，為此在該防空飛彈上加了光學示蹤器，採用指令與光電複合制導體制，可以解決其應答機信號可能受干擾壓制的問題。
通過採取以上的抗干擾措施，指令傳輸系統在複雜的電磁干擾環境下應該能正常工作。
