[科普中国]-指令制导系统

简介

指令制导系统是指从飞行器以外的制导站发送制导信息控制飞行器飞行的制导系统。这种系统多用于导弹上。指令制导系统按传输和接收装置的不同分为无线电指令制导系统和有线指令制导系统；按所用物理量的性质，又分为雷达跟踪指令制导系统和光学跟踪指令制导系统。制导站可以设在地面（如无人驾驶飞机和航天器、地空导弹和地地导弹），也可设在飞行器上（如空空导弹和空地导弹），或者设在舰船上（如舰舰导弹和舰空导弹）。

工作原理制导站测量目标和导弹的运动参数，并将导弹的运动参数与目标的运动参数进行比较，根据选定的制导规律形成制导指令送到导弹上，控制导弹飞行。指令制导系统可以用在导弹的整个飞行过程中，例如美国的“奈克”Ⅰ、Ⅱ防空导弹；或者只在弹道的起始阶段上使用，然后采用寻的制导系统作为末制导，组成复合制导系统，用于对弹道末段精度要求较高或制导站的视线达不到的地方，例如“奈克”Ⅲ导弹。

分类1、按传输和接收装置的不同，指令制导系统可以分为无线电指令制导系统和有线指令制导系统。

指令制导系统一般是利用无线电遥控实现对导弹的控制。其特点是制导信息从导弹以外的地方产生，即由制导站形成并发射控制指令，通过电磁波将该指令传送至导弹，弹上无线电设备接收并译出各种控制指令后，经自动驾驶仪控制舵面的转动，从而达到控制导弹飞行的目的。指令信息的正确传输是导弹成功摧毁目标的前提条件。而现代战争中复杂的电磁环境以及来自敌方的干扰，都可能导致指令信息传输错误。因此，要把指令信息及时可靠地传送给导弹，就必须对指令信息进行纠错编码。1

2、按所用物理量的性质，指令制导系统可以分为雷达跟踪指令制导系统和光学跟踪指令制导系统。

雷达跟踪指令制导系统制导系统跟踪导弹和目标时，根据观测的数据（距离和角度），经计算机计算出导弹偏离预期弹道的误差，由指令发送装置通过无线电波把飞行路线误差的信息传送到导弹上。导弹接收到信息后，通过控制系统（相当于一个自动驾驶仪）操纵执行机构（舵或发动机），校正飞行路线。这种系统制导精度较高。但容易受干扰，其导引误差随导弹与制导站的距离增大而增加，制导距离受系统准确度要求和雷达作用范围的限制。这种系统适用于在一定距离内攻击活动目标的导弹。

光学跟踪指令制导系统它用光学瞄准系统观察和测算目标和导弹的相对位置，将导弹偏离飞行路线的误差送给导弹的控制系统，以校正导弹的飞行路线。指令传送方式分有线和无线两种类型。有线光学指令制导系统在导弹飞行时不断释放与控制盒相连的导线，通过导线传送指令。这种系统一般都用在反坦克导弹上。无线光学指令制导系统的指令传输方法与雷达指令制导系统相同，一般用于空地导弹。各种光学跟踪指令制导系统在应用时都要求能看见目标和导弹，因此这种制导系统只限于在短距离内和能见度良好的条件下使用。为了便于观测导弹，有时在导弹尾部装以能发出强光的曳光弹。这种系统已逐步发展为电视指令制导系统，在导弹的头部装一部电视摄像机，驾驶员通过荧光屏能看到摄像机传送回来的景物。选定目标后，驾驶员开始控制导弹飞行，使目标始终保持在荧光屏的中心。如果发现有偏差，就通过无线电波向导弹发出指令，使导弹回到所要求的位置上来。在射程较远的情况下，可以先让导弹在自动驾驶仪的控制下飞行，接近目标后再开动导弹上电视摄像机寻找目标。这种系统的导引精度高，操纵人员能选择目标，但容易受天气的影响和敌方的干扰，目前只能在白天使用。

抗干扰措施相比传统通信抗干扰措施，指令传输抗干扰方面主要从降低空域截获和抗干扰来考虑。其解决途径如下：

（1）初制导减低空间辐射功率。在初制导阶段，弹体和目标间距离最大，在此工作状态，指令上传最好的抗干扰方法就是指令信号不被截获。为了缩短被截获到作用距离，缩短被截获到时间，尽量减小初制导发射机功率，减小辐射功率在空域覆盖范围，指令上传只要在空域上实现应答机能正常接收而干扰侦察设备不能侦收到此信号，就能起到很好抗干扰效果。合理分配空间辐射功率和波束指向，提高旁瓣抑制将能起到很好的抗干扰效果。2

（2）末制导增强空间辐射功率。在末制导阶段，弹体和目标间距离很近，在此工作状态，指令上传最好的抗干扰方法就是指令接收对外界窄带或宽带干扰抑制能力强。在抗干扰方面，希望弹上接收机灵敏度尽量低，使干扰信号不能影响正常指令传输。这时希望地面发射功率尽量提高。2

（3）采用猝发跳频技术。发射方式采用猝发的短帧结构，每帧的数据时长小于50μs。猝发通信的优势在于通信过程中被干扰方侦察、截获的概率低。猝发通信是先存储信息，再在某一时刻以高速率发射，这样既利用较大的脉冲功率抵御了有意干扰，又大大降低了帧收概率。纠错编码技术，能用来纠正由干扰噪声引起的错误，是一种有效的抗干扰措施。在编码方式上增加RS 线性编码。为了增加被敌方侦察难度，在指令上传上采用随机跳频方式。实现多个频点跳频，每个频点间隔20MHz，用伪随机序列计算结果装订跳频图案。2

根据以上分析和计算，采用一般固定波束干扰机压制该防空导弹应答机信号的代价很大，技术上有难度。当该导弹临近目标时，采用波束较窄、机扫或相扫的干扰机可压制指令的信号，为此在该防空导弹上加了光学示踪器，采用指令与光电复合制导体制，可以解决其应答机信号可能受干扰压制的问题。

通过采取以上的抗干扰措施，指令传输系统在复杂的电磁干扰环境下应该能正常工作。2