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从1991年“沙漠风暴”到2018空袭叙利亚，美军以战斧巡航导弹为代表的精确制导武器“肆虐”一时，堪称是美军“制霸全球”最有力的“大棒”。 视频：美军战斧巡航导弹攻击全过程 精确制导武器得以实现精确打击的关键之一就是导航技术。近年来，导航技术发展日新月异，呈现出向智能化、分布式导航发展的趋势。作为以精确制导武器为倚仗的美军，他们在导航技术方面取得了哪些成果，能否对其他国家构成新的优势呢？ 一、惯性导航技术稳步发展，新型惯性技术研究不断涌现 惯性导航系统是一种自主式的导航系统，具有导航信息全面、抗干扰性强、隐蔽性好的特点，依然是美军重点发展发向。 中外文献检索（点击标题查看详情） 1.惯性导航技术浅析 《仪表技术》2017年第1期 2.A virtual vertical reference concept for aided inertial navigation at the sea surface 海面辅助惯性导航的虚拟垂直参考概念 3.Feature article: Control theoretic approach to gyro-free inertial navigation systems 无陀螺惯导系统的控制理论方法 （一）光学陀螺及其惯导系统技术已基本成熟，覆盖战术级、导航级、战略级，在精确制导武器中获得了广泛应用 与传统的机电陀螺相比，光学陀螺具有结构简单、启动快、测量范围宽、抗冲击能力强、寿命长、消耗功率低、易于维护等诸多优点。在巡航导弹、空空导弹等各类战术导弹为代表的中高精度惯导系统应用领域，陀螺精度范围(0.01o_10o)/小时，光学陀螺惯导系统占据了主导地位。光学陀螺包括激光陀螺和光纤陀螺，分别构成激光陀螺惯导系统和光纤陀螺惯导系统。 激光陀螺具有良好的标度因数精度及综合环境适应性。20世纪末期，美国霍尼韦尔公司最早研制出机抖偏频激光捷联惯导系统。美军“战斧”系列巡航导弹列装了LN100G激光捷联惯性导航系统，导航精度达到0.8海里/小时（飞行一小时，误差不大于0.8海里）。 战斧巡航导弹 资 讯 中外文献检索（点击标题查看详情） 《电子测量技术》2017年第1期 2.Honeywell to replace ring laser gyros to keep Navy AN/WSN-7 functioning 霍尼韦尔取代环形激光陀螺保持海军AN/WSN-7功能 20世纪90年代后期，全固态结构、全数字、低功耗的光纤陀螺捷联惯导系统进入应用。光子晶体光纤和聚合物材料等新材料、新技术的应用推动光纤陀螺不断向高精度、小型化方向发展。美军“民兵3”地地战略弹道导弹制导系统延寿的AIMU惯性系统和“三叉戟2 D-5”潜地战略弹道导弹延寿的MK6LE系统，均采用了光纤陀螺惯性系统的总体技术方案，陀螺精度优于0.001o/小时。 民兵3地地战略弹道导弹 三叉戟2 D-5 潜地战略弹道导弹 中外文献检索（点击标题查看详情） 《计算机仿真》2015年第10期 《导航定位与授时》2015年第5期 3.Methods of Improving the Accuracy of Fiber-Optic Gyros 提高光纤陀螺精度的方法 （二）微机电惯性技术发展势头强劲，在制导炸弹、制导炮弹等小型武器中低精度领域占据重要地位 在制导炸弹、制导炮弹等各类轻小型战术武器为代表的中低精度惯导系统应用领域，陀螺精度范围(1°-100°)/小时，系统抗过载能力要求高，微机电（MEMS）惯导系统占据主要地位。 2016年10月，Honeywell公司与DARPA签订了下一代高精度惯性导航技术研究合同，声称微机电惯性产品精度将提高3个数量级，达到导航级应甩水平。同年，DARPA同时启动了一个名为“弹药精确惯性制导：先进惯性微型传感器”的项目，旨在为制导弹药研发“没有外部导航支援”(如GPS)情况下的精确导航技术，计划将把一个名为“哥氏振动陀螺”(CVG)的MEMS(微电子机械系统)与一个极精准原子钟基准频率同步。这种技术将转化为一种可以在战场上使用的低成本、小型、低功率的定位、导航与授时装置。DARPA还表示，使用“哥氏振动陀螺”的2D及3D MEMS平台可以生成先进的自动陀螺，能实现相当于、甚至优于当前GPS方法的精确制导。 神剑XM982型GPS制导炮弹 资 讯 中外文献检索（点击标题查看详情） 《微型机与应用》2017年第19期 2.Influence of Translational Vibrations, Shocks and Acoustic Noise on MEMS Gyro Performance 平移振动、冲击和噪声对MEMS陀螺性能的影响 （三）原子陀螺、原子加速度计等新兴惯性技术不断涌现，代表了未来惯性技术的重要发展方向 随着原子光学技术、超导材料技术以及仪器仪表测试技术的发展，以原子干涉技术及超导磁悬浮技术为基础的激光原子干涉陀螺技术和超导陀螺技术，以及惯性仪表与导航系统测试技术日益引起广泛关注。美国将基于原子技术的原子惯性仪表技术视为未来的主导型惯性仪表方向之一，并希望研制出5米/小时的超高精度原子陀螺惯性导航系统。 中外文献检索（点击标题查看详情） 《导弹与制导学报》2017年第6期 《全球定位系统》2010年第4期 二、射频制导技术取得重要进展，为高精度作战提供了新的有效途径 （一）有源相控阵雷达技术逐步应用于雷达导引头，全面提升导引头性能 微电子、热控等技术的快速发展使得高功率密度小型有源相控阵天线得以实现，弹载相控阵雷达导引头技术迅速成为精确制导领域的一个研究热点。与传统机械扫描雷达导引头相比，相控阵雷达导引头有利于提高导引头目标探测能力和干扰对抗能力，为复杂战场环境下改善高性能精确制导武器抗干扰性能、提高制导精度等提供了新的有效途径。 2016年7月初，美国雷声公司将第一套完整的首个采用GaN芯片的AMDR（防空反导雷达）交付美国海军太平洋飞弹测试场。2017年，雷声公司AMDR成功完成了系列试验。2018年4月，雷声公司获得1.36亿美元的初始生产合同。 资 讯 1.Raytheon Wins $136M for AMDR Radar Low-Rate Production 雷声公司为AMDR雷达低速生产赢得136万美元 2.Raytheon’s AMDR Stacks Up Second Ballistic-Missile Test Success 雷声公司的AMDR第2枚弹道导弹测试成功 中外文献检索（点击标题查看详情） Raytheon's AMDR Successfully Executes 1st Ballistic Missile Test 雷声公司AMDR成功执行第1弹道导弹试验 （二）人工智能技术的发展推动制导系统向智能化方向发展 DARPA利用人工智能方法对抗新出现的、未知的威胁，开发了“自适应雷达对抗”(ARC)等认知电子战项目，利用深度学习技术研发能连续不断感知、学习和适应敌方雷达，从而有效规避敌方雷达探测的电子战系统。2016年7月，DARPA与BAE系统公司签署了一项价值1340万美元修订合约，用于自适应雷达对抗项目的第三阶段，研究重点是增加ARC测试的复杂性和真实性。 在自适应雷达对抗项目的第一阶段中，BAE系统公司工程师已经完成了算法设计和组件级测试。在项目的第二阶段，完成了算法与电子战载荷的集成和大量硬件回路测试，其中涉及了大量对抗先进关闭雷达模拟试验的测试。该项目将于2018年完成，自适应雷达对抗项目中研发的技术将应用到现有电子战系统中。 资 讯 BAE Systems' adaptive radar counter-measures project moves to Phase 3 BAE系统的自适应雷达对抗项目移至第3阶段 中外文献检索（点击标题查看详情） Darpa seeks proposals for adaptive radar countermeasures DARPA寻求自适应雷达对抗的建议 （三）太赫兹探测技术提升目标要害部位识别与选择性摧毁能力 太赫兹波介于毫米波与长波红外波段之间，兼具二者的波段特征，可应用于侦察和精确制导、探测更小的目标以及实施更精确的定位穿透性强，可轻易穿透烟尘、墙壁、碳板及陶瓷等物质频段带宽，大量尚未分配的频段能成为良好的通信信息载体，具有传输速率高、方向性好、散射小、抗干扰能力强的特性。 目前，太赫兹技术在精确制导领域的应用主要有两个方向：一是用于高精度制导，利用太赫兹波脉冲宽度窄、穿透烟雾能力强、气动光学效应影响小等特点，可获取目标的细微结构信息，能够提高精确制导武器对目标要害部位识别与选择性摧毁能力；一是用于反隐身制导，使用太赫兹雷达制导技术可以探测对传统雷达具有隐身能力的目标，实现反隐身。 中外文献检索（点击标题查看详情） 1.太赫兹雷达技术 《雷达学报》2018年第1期 《科技风》2018年第1期 3.Real-Time GPU-Based Image Processing for a 3-D THz Radar 基于实时GPU的三维太赫兹雷达图像处理 总结： 精确制导并不是凭借一项独立的技术就能“包打天下”的，需要多种技术手段相互匹配、组合，协同发展，才能在实际作战中取得令人期待的结果。随着新材料、新器件的发展，小型化、系列化、智能化、低功耗、复合型的精确制导技术将具有更加广阔的前景。 |
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