[科普中国]-导弹火控系统精度试验

导弹火控系统精度试验是验证导弹火控系统完成各项功能的精确度的实验，是导弹武器系统的主要试验项目之一。导弹火控系统的主要任务是：完成目标位置的探测和目标运动参数的处理；完成导弹射击诸元的解算，并装定到导弹上；完成导弹的射前检查，控制导惮发射，对目标进行攻击。

简介导弹火控系统精度试验是验证导弹火控系统完成各项功能的精确度的实验，是导弹武器系统的主要试验项目之一1。

任务导弹火控系统的主要任务是：完成目标位置的探测和目标运动参数的处理；完成导弹射击诸元的解算，并装定到导弹上；完成导弹的射前检查，控制导惮发射，对目标进行攻击。导弹射击诸元的解算精度直接影响到导弹的命中概率。因此，火控系统精度试验是导弹武器系统最复杂的试验项片。对导弹火控目标探测设备和导弹发射装置在同一平台上的导弹武器系统而言，导弹射击诸元的解算啃度主要取决于目标位置探测的精度和目标运动参数处理的精度。而对目标探测设备和导弹发射装置不在同一平台上的导弹武器系统而言，如用超视距目标指示系统探测目标的位置信息时，导弹射击诸元的解算精度又和目标探测设备载体位置和姿态(包括载体的航向)测量的精度有关。为了检查这些测量设备的测量精度，必须要进行火控系统精度试验。在火挖系统精度试验中，对影响系统精度的各个参数的真值和测量值分别进行测量和记录，并按照数据处理标准处理各个参数的系统误差、随机误差和最大误差。其处理方法有算术平均法，中心移动平滑法和多项式正交拟合法等。只有系统所有参数的误差都满足技术指标要求，才算满足设计指标2。

差分GPS的使用方法（1）相对GPS测量方法的应用

相对GPS测量法需要两个以上的用户台，即可完成目标距离、方位及舰艇航速、航向的测量。在被试舰艇和目标艇上分别安放一台GPS接收机，各自实时连续测定共瞬时位置坐标(时间、经度、纬度)。然后，利用这些数据直接求取目标的距离和方位，并用递推最小二乘法平滑算出航速、航向。这种方法实质上是利用差分原理，直接用两个测量误差相关的子样求其相对距离和方位，从而可大大提高测量精度。

（2）时统同步方法

差分GPS系统与被试设备需在统一的时间下同步工作，为此，我们在差公GPS测量系统中设计了一块时统信号处理板来完成时统与同步功能。该时统信号处理板既可向外输出GPS秒脉冲信号到同步被试设备(该信号与UTC同步)，又可接收外部时统站送来的时统信号， 并记录外时统与GPS秒脉冲信号的时差，再经过数据插值便可将GPS测量数据与被试设备数据同步。

（3）目标距离的修正

用差分GPS系统求得的目标距离是大地线长，方位角是相对大地指北的方位。而在导弹火控系统中，雷达探测的目标距离是直角坐标系的直线距离，这两者之间存在着差异，需要进行修正。

（4）航向航速的计算与平滑方法

航向航速的计算采用求取两个采样点间的距离与方位，得到各采样点的航向航速值，然后用递推最小二乘法平滑，得到被试验及目标的航向航速2。

相对GPS测量精度及精度分析作为真值测量方法，本身的精度至关重要。我们使用测量设备对相对GPS测量方法的精度进行了校核，其结果为二阶原点矩均方根误差测距精度小于8m，测角精度小于0.08°；最大误差测距精度小于15m，测角精度小于0.11°。

导弹火控系统目标指示精度最大测距误差一般大于150m， 最大测角误差一般大于1.5°。因此，利用相对GPS测量法测量距离与方位真值，其精度是完全可行的。将相对GPS测量法得到的距离、方位真值及其它参数真值代人导弹射击方程与弹道回归公式，求得导弹射击诸元真值，用于考核导弹火控系统的动态精度。这种方法已经得到了实际应用，并获得了满意的效果，实践证明，相对GPS测最精度完全可以满足导弹火控系统精度试验对真值测量的要求。这种方法是一种很有发展前途的真值测量方法2。

应用前景相对GPS测量法原理正确，使用方法简单实用，为导弹火控系统精度试验的真值测量提供了一种新途径。该方法的应用使得试验受气象条件影响减小，试验成功率高，加快了试验的进程；试验数据处理快速方便，缩短了试验周期；使用设备省，便于组织指挥和后勤保障，大大地节省了试验费用。因此，该方法具有较好的军事技术价值和社会效益，具有广阔的发展前景。

利用差公GPS技术，还可方便地实现火控系统的多批次多目标的试验测量，超视距系统试验测量，外弹道及脱靶测量等。随着差分GPS技术研究的不断深入，其应用领域会不断拓宽1。

均匀设计反舰导弹火控系统动态精度试验的主要目的是鉴定导弹武器系统在我舰(机)航行条件下攻击敌舰时，在其作战使用范围内的瞄准精度.这是一项动用兵力多、试验周期长的工作。研究新的试验设计方法的意义在于：

(1)缩短周期、减少投入。充分利用试验信息，最大限度提高试验的经济效益。

导弹武器火控系统动态精度试验是一项多因素、多水平的试验。现代试验规范(GJB-527-88. QF-1537-88 )将靶标的航向设定为6个水平，而目标的距离、航速以及我舰的航速、航向等这些直接影响火控系统精度的试验因素，由于受试验条件和试验手段的限制仅安排一个水平，而且规定试验的有效航次不得少于12。由于试验航路缺乏典型性，直接影响精度鉴定结论的有效性.采用均匀设计方法进行试验设计，不仅可以减少所需航次数量，而且由于每个航路下数据采样点很多，相当于每个航路下都做了很多次试验，因而能够充分地利用试验信息提高试验的经济效益。

(2)改进试验设计，采用新的数据处理方法对火控系统精度做出全面鉴定，最大限度地提高试验的军事效益。

现行试验规范对试验数据处理方法做了如下规定：通过试验数据处理获得所有采样点所对应的火控系统射击诸元参数实际输出值与其理论值的偏差即射击诸元参数偏差随着时间变化的误差序列。用正交多项式回归分离系统误差并计算残差的标准偏差最后预报出射击诸元参数偏差的最大值，进而做出其精度合格与否的鉴定结论.由于试验数据处理是按每个航路逐个进行的，且每个航路下射击诸元参数（一般有4个）分别处理。对其中某个参数进行精度鉴定时只有12个航次下的精度均符合评定标准时，才能鉴定其精度合格。然而多年的实践证明，多种型号的火控系统精度试验仅是大部分航次下的精度合格而已，于是在鉴定会上 研制方与靶场相互扯皮的现象时有发生.其症结在于，试验航路设计不典型且12个航次的数据没有进行综合处理，因而评定某个参数的精度时，难以做出合格与否的结论，采用均匀设计方法设计试验航路，在火控系统的作战使用范围内具有典型性、分布均匀，而且试验数据经过综合处理，建立系统精度的数学模型后，可以对导弹射击扇面内任一点的动态精度做出预报，达到了全面鉴定系统精度的目的3。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所