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未來戰爭中幾乎所有武器都需要衛星通訊,毀掉了敵人的衛星系統,就等於毀掉了敵國的軍隊。那麼可不可以開發出一種不需要衛星導航就可以精確打擊的導彈?比如導彈上錄入全球地貌地圖,依靠導彈上分佈的多個攝像頭和各類感測器,導彈電腦系統可以精確的測算出自己的位置和打擊目標的位置。導彈一旦發射不需要與外界進行任何通訊。有哪位大神能不能給分析一下,有沒有可能實現。
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  • 1 # 資訊所長

    首先可以肯定的就是這樣的想法很不錯,然後就是這樣的想法早就已經實現了!如果你非常關注軍事和武器的話,尤其是關注海灣戰爭和伊拉克戰爭,那麼你就會知道美軍有一款先進的導彈武器,那就是大名鼎鼎的“戰斧”式巡航導彈。為什麼要提這款巡航導彈呢?那就是因為標題裡面描述的功能,它早在幾十年之前就已經實現了,而且還有一個名字,叫做“按圖索驥”(地形匹配)!

    常用的導彈制導方式

    之前衛星導航和雷達還不發達或者還不存在的時候,導彈的制導方式種類很有限,彈道導彈的制導方式就是慣性制導。

    慣性制導:這裡的慣性制導並不是一般人理解的打哪瞄哪,不是簡單的直接對著方向進行射擊,不是像普通火炮那樣射擊目標。慣性制導是一個非常複雜的系統,說白了就是利用慣性測量裝置測出導彈在飛行當中的運動引數,得到導彈的速度、高度和加速度等資訊,然後再根據導彈發射基地的位置和目標的位置,計算出來導彈的飛行速度和飛行方向,從而控制導彈飛行目標。

    由於這樣的系統一點點誤差就可以導致巨大的資料差別,導致採用慣性制導的導彈精度一般都不高,圓周命中精度幾百米甚至幾千米。不過彈道導彈的攻擊目標一般都是對方大型城市等目標,這樣的精度已經夠用了。另外現在洲際彈道導彈大多采用的就是慣性制導,因為攜帶的是核武器,對於幾百米的圓周命中精度根本無所謂。慣性制導除了精度差一些之外,還有一個好處,那就是一旦發射了,就和外界沒有了任何的聯絡,一切都是依靠導彈自身攜帶的控制處理系統來控制導彈飛向目標,所以幾乎不會被外界干擾。

    雷達制導:當然慣性制導一般只能使用在彈道導彈上面,也就是一定射程的導彈上面才可以使用。某些戰術型別的導彈,就沒有辦法使用,但是不代表沒有合適的制導方式,隨著雷達技術的進步,雷達制導開始成為現代導彈越來越普遍使用的制導技術。

    雷達制導主要依靠電磁波發現和鎖定目標,電磁波被雷達發射後,在空氣當中遇到目標,就會反射,反射的回波訊號,經過計算機處理,就會得到目標的速度、大小和運動方向等等資訊,這樣雷達不斷的發射電磁波,就會有不斷的目標的回波訊號被雷達接收,實際上就相當於目標的實時資訊都被雷達獲取了,所以雷達就可以把目標的資訊,透過資料鏈輸送到導彈的控制系統,引導導彈飛向目標。

    雷達制導也分為主動雷達制導和半主動雷達制導,主動的就是導彈自身攜帶了一部完整的雷達,包括髮射機和接收機,自己發射電磁波自己接收,這就是大家熟知的“發射後不用管”導彈,比如戰術型的空空導彈可以採用這些。而半主動的,導彈只攜帶了雷達的接收機,那麼誰來發射電磁波呢?這個時候需要是就是其它輔助雷達了,比如說防空導彈的地面雷達,戰鬥機的機載雷達等,它們發射電磁波來照射目標,目標回波訊號會被導彈的雷達接收機接收,從而去攻擊目標,下圖就是典型的艦對空半主動雷達制導的導彈攻擊原理:

    不過雷達制導有個缺點,就是容易受到外界訊號的干擾。

    紅外製導:這個制導方式說白了就是哪裡熱,導彈就去哪裡。導彈的彈頭前部,安裝有紅外探測器,能夠捕獲目標輻射的紅外訊號。像戰鬥機這樣使用噴氣發動機作為動力的目標,散發出來的熱量非常大,也就是紅外訊號強度大,非常容易被導彈的紅外探測器捕獲,然後導彈上面的計算機就會知道目標的方向,從而飛行目標。

    同樣紅外製導也是比較容易受到干擾,戰鬥機發射紅外干擾彈,可能就讓導彈追向干擾彈了。

    按圖索驥(地形匹配):其實這就是我們今天要說的主角功能了,它主要也是裝備了雷達,這個雷達不是對空的,而是對地的,透過雷達發射電磁波,然後透過回波訊號就可以獲得地面的地形,然後導彈的彈載計算機,就會繪製出導彈飛行路線的下部和附近的地形,這個時候再和彈載計算機已經記錄的和目標之間的真實地形進行匹配,地形不符合的時候,就會立刻修正。當然這是其中一部分的原理,實際當中,一些地形匹配系統更復雜,不只是透過對地雷達獲得地形,還有攝像機和各類感測器等裝置,透過分析拍攝的影象和彈載計算機儲存的衛星影象和虛擬地形進行對比,確定飛行方向,從而命中目標。

    其它制導方式:其它的制導還有衛星制導和電視制導等等,衛星制導的基本原理就和我們平時的手機導航差不多,這個大家很容易理解。電視制導也很容易明白,就是導彈前面裝上一個攝像頭,導彈前面的情況實時的傳輸到了導彈操作手面前的螢幕上,然後導彈操作員可以遙控導彈飛向目標,基本上相當於人坐在導彈裡面駕駛導彈飛向目標,這類制導方式普遍使用在反坦克導彈上面。

    複合制導,命中機率更大

    前面無論是慣性制導還是雷達制導等制導方式,有優點也是有缺點的,單純的使用某一種制導方式命中精度和抗干擾能力都不能兼顧,或者說制導的距離有限。那麼有什麼方式提高目前導彈的命中精度和抗干擾的能力呢?那就是複合制導方式。

    也就是一個導彈,採用好幾種制導方式,就比如空對空導彈,尤其是中遠端的空空導彈,在距離目標戰鬥機很遠的地方,根本就捕獲不到對方戰鬥機發出的紅外訊號。這個時候,空空導彈就可以採用雷達制導+紅外製導的複合方式,遠距離使用雷達制導,畢竟雷達看的遠,近距離紅外製導更好,提高了導彈的射擊距離和命中精度。

    之前說了,對於彈道導彈核武器,幾百米甚至幾千米的精度都可以接受,當然精度高點肯定也是好事,所以目前也有些加上了衛星制導,提高命中精度。不過巡航導彈就需要非常高的精度,可以說精度沒有上限,越高越好。這樣也就意味著打擊的高效性,節省彈藥,就比如一開始說的美國“戰斧”式巡航導彈,採用的就是多種複合制導的方式,提高精度和抗干擾的能力。

    戰斧導彈採用了衛星導航、慣性制導、地形匹配(按圖索驥)等制導方式,在導彈飛行過程中,各個制導方式可以同時工作,也可以在受到干擾之後,部分制導方式工作。前面說了,慣性制導是不會被外界干擾的,影象匹配也不會被幹擾。如果沒有遇到干擾,那當然更好,多種制導方式一起工作,從而讓“戰斧”巡航導彈有了前所未有的精度。

    有個未經證實訊息是這樣的,伊拉克戰爭時候,美軍想要摧毀伊拉克某個水力發電站,但是使用常規武器可能需要成百上千枚炸彈,由於發電站外面的牆體比較厚,即使導彈穿透了,也很難保障第二枚導彈剛好從第一枚導彈炸開的洞穿入。結果美軍就是使用了兩枚“戰斧”巡航導彈,一前一後,第一枚在大壩牆體砸開一個大洞,後面第二枚穿洞而入,摧毀了那座水力發電站。

  • 2 # 兔哥哨位

    兔哥回答;導彈並非都依靠衛星制導,衛星制導只佔整個導彈制導領域的極少的部分,大多數導彈並不依賴衛星。衛星定位系統例如,美國的GPS系統已經融入到了人們的生活中,這種系統能夠準確定位目標,導航,作用很多,而軍用GPS更是精度高,作用廣泛,但這並不意味著GPS就能應用在導彈上,導彈的速度快,接受GPS訊號通常都困難,並不好使,目前只有巡航導彈等慢速導彈才用GPS做為輔助定位使用,使用GPS的優點是能夠提高精度,缺點是容易被幹擾,不用也可以。所有的導彈都可以不用衛星,因此衛星沒有了對導彈影響不大,照樣能打擊目標。

    哪些導彈可以不依賴衛星;所有導彈都可以不依賴衛星,這點先說明白,但導彈又都喜歡使用衛星技術,主要是精度要好於不使用衛星制導的導彈。戰略彈道導彈;這是國之重器,彈道可以不依賴衛星,所有的彈道導彈和巡航導彈都是慣性制導輔助其它制導手段。彈道導彈採用慣性彈道,陀螺儀,角速度儀等來修正彈道漂移,星光制導也是戰略導彈的一個輔助手段,利用空間恆星來結算修正航路,彈道導彈的速度十幾,幾十馬赫,這麼高的速度是無法接收衛星訊號的,我們坐高鐵,如果火車上沒有訊號處理系統,手機就會沒訊號就更別說彈道導彈了。

    空空導彈、地空導彈、反艦導彈、空地導彈都不需要衛星;空空導彈有雷達,紅外製導;地空導彈由雷達、紅外製導;反艦導彈雷達、紅外製導;反坦克導彈雷達、紅外、鐳射、電視制導;空地導彈,鐳射,指令,影像、熱成像等等,反輻射導彈依靠地面雷達訊號。由此來看,很多的導彈都不需要衛星制導。其實衛星不存在能制導,利用衛星主要不是制導,而是定位,精度扶正。

    題目所說的大部分制導模式已經廣泛使用。(下面是引用副標題的表述)

    例如,比如導彈上錄入全球地貌地圖,依靠導彈上分佈的多個攝像頭和各類感測器,導彈電腦系統可以精確的測算出自己的位置和打擊目標的位置。導彈一旦發射不需要與外界進行任何通訊。

    巡航導彈就是採用了類似的技術;巡航導彈主要是地形匹配為主+慣性+GPS的導引模式。如果不採用GPS巡航導彈是否可行,當然了,巡航導彈的地形匹配說的就是題目所說的探測地形技術,巡航導彈上有往前下照射的雷達,變走邊照,然後用計算機進行對比,規劃航路,然後按照航路規劃前進,GPS做為輔助精度作用。巡航導彈目前的制導方法是採用慣性+地形匹配+鐳射雷達(合成孔徑雷達、毫米波雷達)+GPS。GPS的作用是對目標定位,然後給導彈一個要去哪裡的準確位置,通常都是固定的目標,如果目標是移動的,就需要在導彈到達前重新定位,如果目標始終移動那就沒什麼作用了,靠影像,紅外,雷達追蹤了。

    所以說,導彈是可以不依賴衛星的,也可以依賴地形資訊制導。地形的測繪資訊也是軍事大國都在做的事情,也有許多人跑到別的國家去探測地形,為什麼,就是留後手,衛星雖然能測繪地形,但精度並不高,需要飛機航測或是人員測繪,測繪是所有國家的機密行為,一個國家的地形地貌是不會允許它人染指的。未來隨著反衛星越來越成為可能,巡航導彈的制導必然會脫離衛星定位支援,而題目所說的地形匹配技術已經開始應用。

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