[精品]GPSINS组合制导技术的发展趋势

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1、£120m：纪90年代以来，美军在山次主要的局部战争中，依靠大量使用粘确制导武器取得了良好的作战效果。在四次战争中美军使用的精确制导武器数量所占比例分别为：1991年海湾战争占7.6%；1999年科索沃战争占35%；2001年阿富汗战争占60%；2003年伊拉克战争占68.3%。由此可以看出，从海湾战争到伊拉克战争，精确制导武器的使用增加了近9倍，使"不接他作战”、“外科手术式”打击成为可能。正是一体化的GPS/1NS（全球定位系统+惯性导航系统）组合制导技术进一步推动了粘确制导武器向“百发白中”的方向发展。一、进行GPS/INS组合的必要性GPS是当前应用最为广泛的卫星导航定位系统，使用

2、方便、成木低廉，其最新的实际定位精度已经达到5米以内。但是GPS系统军事应用还存在易受干扰、动态环境中可靠性差以及数据输出频率低等不足。INS系统则是利用安装在载体上的惯性测量装过（如加速度计和陀螺仪等）墩感载体的运动，输出载体的姿态和位置信息。INS系统完全H主，保密性强，并且机动灵活，具备多功能参数输出，但是存在谋差随时间迅速积累的问题，导航粹度随时间而发散，不能单独长时间工作，必须不断加以校准。将GPS和INS进行组合可以使两种导航系统取长补短，构成一个有机的整体。GPS/1NS组合制导的优势主要体现在：1.GPS/INS组合改善了系统粘度高精度的GPS信息可以用來修正INS,控制其

3、误养随时间的积累。利用GPS信息可以估计IIIINS的谋差参数以及GPS接收机的钟差等量。另一方面，利用I7S短时间内定位精度较高和数据采样率高的特点，可以为GPS提供辅助信息。利川这些辅助信息，GPS接收机可以保持较低的跟踪带宽，从而可以改善系统重新俘获卫星信号的能力。2.GPS/INS组合加强了系统的抗干扰能力当GPS信号受到高强度干扰，或当卫星系统接收机出现故障时，INS系统可以独立地进行导航定位。当GPS信号条件显著改善到允许跟踪时，INS系统向GPS接收机提供有关的初始位置、速度等信息，以供在迅速重新获取GPS码和载波时使川。INS系统信号也可用來辅助GPS接收机的天线对准GPS

4、卫星，从而减小了干扰对系统的影响。1.解决周跳问题対于GPS载波相位测量，INS可以很好地解决GPS周跳和信号失锁后整周模糊度参数的重新解算，也降低了至少4颗卫星可见的要求。2.解决GPS动态应用采样频率低的问题在某些动态应用领域，高频IZS数据可以在GPS定位结果Z间高粘度内插所求事件发生的位置（如航空相机曝光瞬间的位置测定）。3.用途更广GPS/INS组合系统是GPS与INS互补的、互和提高的集成，而不是二者的简单结合。组合系统性能更强，应用领域更广。正是山于这两套系统具冇极好的互补性，不仅可以低成本提供全球耕确导航，也可以满足军事应用对保密性的要求。二、GPS/INS组合制导技术在现

5、代战争中的广泛应用1.GPS/INS组合制导成为广泛应用的全程制导和中段制导技术Hnt以美国“战斧”巡航导弹为代表的对地攻击导弹中制导方式仍然是惯导+辅助导航系统。由于美国军用GPS具有和当高的精度并且使用方便，美国和其它一些西方国家都在中制导段采用GPS作为惯导的辅助导航系统而不再采用地形匹配。此外，许多新型制导武器如洛马公司研制的“联合防区外空地导弹”（JASSM）和波音公司制造的“联合直接攻击弹药”（JDAM）等均依靠GPS/INS进行高精度制导。以JDA.M为例，它是将现冇库存的聲通炸弹加装GPS/1NS制导的尾部组件而改成的全天候制导弹药，其惯导部分釆用了一种小型激光陀螺仪。JD

6、AM在投放前山载机的航空电子系统不断修正。一旦投放，炸弹的GPS/INS系统将接管载机航空电子系统的工作，并引导炸弹飞向忖标，而不受天气情况的影响。制导通过一个精确的GPS部件和一个三轴INS部件的密切配合实现。制导控制部件在GPS辅助INS操作模式和INS单一操作模式都提供了精确制导。以上这些武器比E机更接近干扰机，所面临的干扰强度比发射导弹的E机要严重得多。GPS/INS组合制导系统能识别于扰信号的存在，并在较短的时间内以较小的制导误差进行精确制导。—体化GPS/INS组合制导不仅提高了武器系统的可靠性，而且精度也高，通常其］员1概率谋差在10~13米Z间，而单独使用GPS制导的梢度约

7、为15米。2.GPS/INS组合制导系统为飞机等武器平台提供导航定位服务目前，美国和其它北约国家空军的绝大部分主战飞机都换装了以激光陀螺为核心的第二代标准惯导仪。其改装计划的重点是，在以光学陀螺为棊础的惯性系统黑匣子中嵌入结实的、抗干扰的GPS接收机（OEMB板）。这种嵌入式配登不需耍在惯导和单独的GPS接收机之间设遇另外的安全总线，从而使GPS的伪距/伪距率数据不会受到威胁信号的干扰。这种TNS和GPS的深耦合系统被称