惯性制导技术
目前精确制导武器应用的惯性测量单元仅能作为暂时失去GPS信号时的备选措施。未来在高强度对抗环境或遮蔽地形等GPS受限条件下,要确保实现精确打击,需要惯性测量单元在满足小型化的基础上,进一步提高精度。2016年,惯性制导技术的发展主要体现在基于微机电系统(MEMS)的惯性测量装置以及原子干涉陀螺仪等方面。
>>>> 美国休斯研究实验室研发不依赖GPS的惯性传感器技术
美国休斯研究实验室(HRL)正在研发一种不依赖GPS的抗振抗冲击惯性传感器技术。HRL实验室计划将把一个哥氏振动陀螺(CVG)的微机电系统(MEMS)传感器与一个极精准原子钟的基准频率同步,利用原子超精细跃迁频率的精确性,实现不依赖GPS的惯性传感器技术。感应旋转与加速度是惯性测量的基础,近期对称MEMS架构、集成光子学、光学测力及位置应用等方面的技术进步,发展惯性测量新模式提供了机遇。使用CVG的MEMS平台可以生成先进的自动陀螺,能实现相当于、甚至是优于当前GPS方法的精确制导。目前,该项目面临的主要挑战为,研发一个在不引入其他噪声的情况下将原子钟的基准频率稳定传递给CVG传感器的系统架构。
>>>> 诺斯罗普•格鲁曼公司研发下一代导航级惯性测量装置
DARPA微系统技术办公室选定诺斯罗普•格鲁曼公司为其“弹药精确可靠惯性制导:导航级惯性测量装置”项目研发下一代导航级惯性测量装置(IMU)。该装置将以先进的微机电系统(MEMS)技术为基础,通过感知加速度和角速度实现导航,为飞行器制导控制系统提供数据信息,并使系统的成本、尺寸、质量和功耗降大幅降低,应对GPS拒止和高度对抗的作战环境。诺斯罗普•格鲁曼公司研发的原型系统,将用于取代美军当前已部署的IMU,提供更加精确的导航数据。该公司还将验证基于MEMS的陀螺仪和加速计,以满足系统的性能和环境需求。
>>>> 美国国家标准与技术研究院开发原子干涉陀螺仪
美国国家标准与技术研究院(NIST)正在研制一种基于激光冷却原子云的原子干涉陀螺仪,可实现陀螺仪及加速度计的功能。原子干涉仪利用原子的波粒二象性,通过干涉波测量原子上的力,当原子加速或旋转时,它们的物质波以可预见的方式发生偏移和干扰,形成干涉图形。该陀螺仪的核心是一个容纳着约800万冷铷原子的玻璃室,利用激光束使原子云在两个能量状态之间转换。通过该装置,冷原子云可在50毫秒的测量序列内,扩展到初始大小的5倍,可用于测量原子的加速度。旋转则通过倾斜玻璃室下方的镜子进行模拟。通常情况下,陀螺仪/加速度计的结合需要两个独立的原子源,NIST研制的陀螺仪实现了从单一的原子云同时得到加速度与角度两个信号,大大简化了设备,使系统体积更小、结构更简单。
射频制导技术
与光学制导体制相比,射频制导方式由于采用的电磁波频率远低于光学频段,其对目标几何外形的分辨率较低,但是作用距离远、受环境因素影响小,非常适合用于远距离作战的精确制导武器。2016年,英法等国积极发展弹上射频系统,美国则致力于开展射频系统的基础技术研究。
>>>> 法国为“阿斯特-30”导弹换装新型主动雷达导引头
为加快SAMP/T陆基防空系统的现代化进程,提高弹道导弹防御能力,扩大作战拦截范围,法国计划全面升级“阿斯特-30”Block 1导弹,并授予了MBDA公司与泰勒斯公司“阿斯特-30”Block 1新技术(B1NT)项目合同。“阿斯特-30”B1NT导弹将采用高分辨率的Ka波段主动雷达导引头代替原来“阿斯特-30”Block 1导弹的Ku波段导引头。新的Ka波段导引头波长更短,配备了新型任务处理器,可增加目标锁定距离,提高分辨率。配备新导引头的“阿斯特-30”B1NT导弹可拦截射程为1500千米、飞行速度更快、机动能力更强的弹道导弹目标。法国空军将于2023年开始接收“阿斯特-30”B1NT导弹。
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