地形匹配製導的新應用
地形匹配製導(Terrain contour matching,簡稱TERCOM),是遠程巡航導彈常用的一種精確制導方式,為實現這種制導,需要先用偵察衛星或其它偵察手段測繪出導彈預定飛行路線的地形高度數據,並製成數字地圖存儲在彈上制導系統中。
地球表面是起伏不平的,某些地方的地理位置可用周圍地形等高線確定,地形等高線匹配就是將測得地形剖面數據與存儲的地形剖面數據相比較,用最佳匹配方法確定測得地形剖面的地理位置。利用地形等高線來確定導彈的地理位置並將導彈引向預定區域或目標。地形匹配是一種自主式飛行器輔助導航系統,其工作原理如圖1所示。
圖1:地形匹配製導工作原理示意圖
地形匹配製導由以下幾個部分組成:雷達高度表、氣壓高度表、數字計算機以及地形數據存儲器等。制導工作程序是:氣壓高度表測量導彈相對海平面的高度,雷達高度表測量導彈離地面的高度,數字計算機提供地形匹配計算和制導信息,地形數據存儲器提供某一已知地形特徵數據,導彈在飛行中,不斷從雷達高度表得到實際航跡下某區域的一串測高數據,導彈上的氣壓高度表提供了該區域內導彈的海拔高度數據基準高度,以上兩個高度相減,即得到導彈實際航跡下某區域的地形高度數據。
由於導彈存儲器中存有預定航跡下所有區域的地形高度數據,這樣將實測地形高度數據串與導彈計算機存儲的矩陣數據逐次一列一列地比較,通過計算機計算便可得到測量數據與預存數據的最佳匹配。因此,只要知道導彈在預存數字地圖中的位置,將它和程序規定的位置比較,得到的位置誤差就可形成制導指令,修正導彈的航跡誤差。
地形匹配製導方式的優點是精度高,不受氣象條件的影響,主要缺點是只能在地形起伏比較明顯的路線上才能起作用,在平坦的地面或水面不能使用。
圖2:地形匹配—慣性制導系統結構圖
對於遠程導彈,如果全程都採用地形匹配製導,要存儲的數據量太大,數據相關處理的工作量也很大,彈上計算機難以滿足要求。所以,通常是把地形匹配製導與慣性制導配合使用,全程飛行用慣性制導,在預定的若干個飛行段用地形匹配製導修正慣性制導的誤差。如圖2所示。
美國和俄羅斯的戰略巡航導彈採用慣性加地形匹配製導,圓概率偏差約為30米。由於地形匹配-慣性制導系統所執行的預定航線,在方向上可以有各種變化,為迷惑敵人,導彈的飛行航線開始不一定要指向目標,而是過一段時間後才轉向目標。一般情況下,地形匹配的第一個區域都選得比較大。為了提高制導精度,導彈的末制導可採用景象匹配製導技術。
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