导弹的制导方式可以说是多种多样。其中在自主制导中就包括程序制导、惯性制导、GPS制导和“地景星磁”制导这几种。
因为每一种单独制导方式都有其优点和缺点。因此,在实际应用中,导弹或炸弹的往往采用两种或多种制导方式相结合的方法来提高其命中率。
首先,我们来看一下美国的JDAM制导炸弹。这种炸弹采用的是GPSINS复合制导方式。GPS大家都很熟悉,即利用导弹上安装的GPS接收机接受4颗以上导航卫星播发的信号,来修正导弹的飞行路线,提高导弹的制导精度。
GPS制导的优点在于定位精度高,受外部因素影响较小,且价格不高。但也有其缺点,即在导弹飞行姿态发生变化时容易丢失信号,并且在导弹长时间飞行时不容易捕捉信号。
那么为什么会发生这种情况呢?因为GPS系统的定位频率是10~100Hz左右。也就是说每秒更新10~100次位置数据信息。而导弹一秒可以飞出上千米的距离。显然,GPS制导是不能满足导弹对位置信息更新速度的要求的。因此,GPS制导更适合于作为一种辅助的制导方式,来提供间接性的误差修正。
前面我们已经说了,JDAM制导炸弹的制导方式是GPSINS复合制导。既然GPS作为辅助制导方式,那么INS就必定是主要制导方式了吧?没错。INS制导就是惯性制导的意思。惯性制导的原理是:利用惯性测量装置测出导弹的运动参数,形成制导指令,通过控制导弹的飞行状态,把导弹自动引导到目标区。
惯性制导的频率可以达到1000~10000Hz,恰好弥补了GPS制导更新频率慢的特点。而惯性制导也不是没有缺点的,它会随着距离的增加而导致误差的增大。而GPS又恰好可以修正惯性制导的这个缺点。因此,由这两种制导方式组成的复合制导不得不说是自主制导方式中的经典之作。
在自主制导方式中还有一种叫做“地景星磁”,意思就是地形匹配制导、景象匹配制导、星光制导、地磁制导的统称。这四种制导方式的原理都是利用自然环境特征对自身所处坐标位置进行确定。使用这种制导方式的前提是必须要对相关的环境特征进行侦查与测绘。前两种制导方式的缺点就是假如导弹进入到海洋、沙漠等环境特征不明显的区域时,可能会产生精度下降,误识别,无匹配的后果。而星光制导主要受气象条件和能见度的限制,地磁制导主要受磁场变化的限制。
美国的“战斧”block3巡航导弹就是因为同时采用了地形匹配+景象匹配+GPSINS的复合制导方式,才实现了3到6米的精度范围,不得不说十分的厉害。