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美国JADM
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图6
说起现代战争中的精确打击武器和外科手术式战争，广大军迷们可能会津津乐道上一大堆精确制导武器，什么战斧巡航导弹、JDAM、先进地地导弹、先进中距空空弹等等，无一不是精确制导武器的典范。但是在这些战果卓著、名头响亮的武器背后，人们往往忽略了一种重要的保证设备--惯性导航设备。 精确制导武器给人们印象最深的通常是最后一刻致命一击的精准和破坏力，实际中远距离射程的制导武器在到达最后攻击点前，多数都需要经过一段无制导的巡航或滑翔阶段，这个阶段需要按照一定的预定轨迹修正运动姿态，以保证在导弹或制导炸弹末段进入导引头的有效制导区域，否则就会造成目标丢失脱靶。要保证导弹按照可计算和控制的轨迹飞行，就需要提供导弹运动矢量的各种参数和相对参照坐标系，这些数据和参照坐标系的来源就是惯性导航设备。 惯性导航系统（INS）是一种不依赖于任何外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统。具有很好的隐蔽性，其工作环境不仅包括空中、地球表面，还可以在水下。惯性导航的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础的，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置信息等。 目前，惯导可分为两大类：平台式惯导和捷联式惯导。它们的主要区别在于，前者有实体的物理平台，陀螺和加速度计置于由陀螺稳定的平台上，该平台跟踪导航坐标系，以实现速度和位置解算，姿态数据直接取自于平台的环架；在捷联式惯导中，陀螺和加速度计直接固连在载体上。惯性平台的功能由计算机完成，故有时也称作"数学平台"，它的姿态数据是通过计算得到的。惯导有固定的漂移率，这样会造成物体运动的误差，因此长射程的武器通常会采用指令、GPS等对惯导进行定时修正，以获取持续准确的位置参数。比如中距空空弹中段采用捷联式惯导+指令修正，JDAM采用自主式的卫星定位/惯性导航组合（GPS/INS），战斧也采用了GPS/INS+地形匹配的技术，多数运载火箭采用平台式惯导等。 惯导系统的机制目前已经发展出挠性惯导、光纤惯导、激光惯导、微固态惯性仪表等多种方式，根据环境和精度要求的不同，广泛的应用在航空、航天、航海和陆地机动的各个方面。 我国在惯导研究方面起步相对较晚，但近年来已经取得了长足进步，在军民用的各个领域都发挥了重要作用。本届航展展出了多种惯性导航装置，从中我们可以看到目前我国在这方面所取得的一些成就。 参加展出的多家厂商都展出了各自的惯性导航设备，比如航天时代仪器公司的液浮陀螺平台惯性导航系统（图1）、动力调谐陀螺四轴平台系统已相继应用于长征系列运载火箭，其它各类小型化捷联惯导（图2）、光纤陀螺惯导（图3）、 激光陀螺惯导（图4）以及匹配GPS修正的惯导装置等也已经大量应用于战术制导武器、飞机、舰艇、运载火箭、宇宙飞船等。比如新型陀螺稳定平台应用到最新发射的资源卫星上，显著改善了遥感分辨率和测量精度，漂移率0.01~0.02度/小时的新型激光陀螺捷联系统已经在新型战机上试飞，漂移率0.05度/小时以下的光纤陀螺、捷联惯导在舰艇、潜艇航海上应用，以及小型化挠性捷联惯导（图5）在各类导弹制导武器上的应用，都极大的改善了军民用装备的性能，反映了惯性导航测量装置在国防和国民经济中的重大作用。 另外在航天二院某所的展台上，笔者在一个不起眼的角落里还发现了两个小型化的挠性捷联惯导装置（图6）。这两个装置是用于战术导弹、制导炸弹、无人飞机等使用的低成本小型装置，据悉目前已经在上述几个方面应用到了实用或试验产品中。按科研人员的介绍，装置的大小和精度是根据客户要求定做的，性能稳定可靠，并引起了部分外商的注意。可以想象，如果进展顺利，我军也将会拥有国产的象“战斧”导弹这样的精确战术制导武器。 另一方面，高精度的惯导装置需要先进的精密加工工艺作为基础，而精密加工历来是我国基础工业的弱项，这一点也直接造成了我国的各类惯性导航测量装置在精度等方面同发达国家存在一定的差距。参展的各厂家也都间接表示了这方面的忧虑和希望，相信在今后一段时间，国内相关厂家部门在这些方面会迎头赶上，前途是光明的。 各类高性能惯导装置在国防装备中大量应用，必将显著改善我军的战术/战略精确打击能力，为实现科技强军、保卫我国领土完整，捍卫国家尊严提供强有力的保障。同时，在民用方面的应用也为我国国民经济的发展提高贡献了力量。（千龙军事特约供稿员：暖风）
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