舰空导弹武器系统协同制导系统技术介绍

舰空导弹武器系统协同制导系统技术介绍目录刖§1舰空导弹概述

1.2国际舰空导弹武器发展现状及典型装备

2.2国际舰空导弹贸易特点

3.3制导交接概念

4.4舰空导弹武器系统完成制导交接过程

5.5舰空导弹协同制导单元

7.6舰空导弹武器系统接力制导作战方案

8.8协同管理

8.

1.

8.协同控制

8.29交接导引

8.

3.10国际舰空导弹发展趋势

9.11结语

10.12刖三多平台舰空导弹协同制导超视距拦截低空反舰导弹时，视距外发射导弹后，根据导弹的弹道分析，随着导弹逐渐远离发射平台，飞行高度逐渐下降，当导弹与平台的距离足够远，导弹会超出发射平台的制导距离，从而发射平台不能向导弹传送制导指令在这种情况下，为了完成中制导任务，需将制导权交给协同制导平台，由协同制导平台向导弹发送无线电制导指令；或者，舰艇编队指控中心根据整个编队作战的需要，下达了制导交接命令时，制导权需要在制导平台间进行交接，即在舰空导弹中制导段存在制导交接舰载防空导弹（以下简称“舰空导弹”）是水面舰艇防空反导的主战武器自世纪年代问世以来，舰空导弹已发展了三代，显著影响了空袭与防空的作战样式，在美国越南战争、英阿马岛冲突、海湾战争等局部战争和冲突中发挥了2050重要作用随着空中和水面目标威胁的不断提高、舰艇防御战术的不断发展，以及各种新理论、新技术在舰空导弹研制中的创新应用，必将进一步推动未来舰空导弹的快速发展迭代情况下导弹拦截的航路捷径、协同杀伤区及发射区边界、预测遭遇点、目标到达发射区近界和远界的时间等射击诸元参数进行计算协同制导弹道参数解算功能单元接收协同射击诸元计算功能单元计算得到的目标和协同平台信息，根据协同制导对弹道的要求，计算导弹发射所需装订的初始参数，并通过指挥与控制系统对导弹进行发射前初始参数的装订交接导引

8.

3.根据发控参数，制定制导交接决策方案，完成导弹交班和导弹接班；针对不同平台类型，实现制导指令参数所需数据进行预处理坐标转换、数据平滑或根据制导指令预处理参数直接产生制导指令及编码传输，包括导弹交接决策；1导弹交接处理2制导指令参数预处理；3制导指令参数产生及传输4该功能由协同制导指令交接控制模块完成根据协同制导的需要，以一定的交接控制逻辑对制导指令的传送进行控制，对交接的实施情况进行实时判断，确保中制导指令交接的顺利进行，由个功能单元组成信息分配功能单元、交接形势估计功能单元、制导交接控制功能单元和协同指令生成功能单47Go信息分配功能单元对指挥与控制平台传送过来的协同信息进行分类并传送给各个功能单元，其中来自协同平台的交接分配给制导交接控制功能单元，交接成员的信息分配给交接形势估计功能单元，与制导相关的指令则直接分配给平台的制导指令发送/接收系统交接形势估计功能单元接收来自信息分配功能单元的所有中制导指令交接相关成员的信息，其中包括目标状态信息、导弹状态信息和平台状态信息，通过数学模型对交接空域进行计算，并实时对交接形势进行判断，对交接的启动与否进行判断并下达控制指令制导交接控制功能单元等待交接形势估计功能单元的交接启动指令，未启动中制导指令交接程序时，该功能单元直接接收指挥与控制平台的指令，并根据该指令对制导指令发送/接收系统进行控制；当启动中制导指令交接程序后，该功能单元接收来自其他平台的协同制导指令，控制制导指令发送/接收系统进行协同制导的指令交接协同指令生成功能单元接收制导指令接收/发送系统的应答信号，通过指令应答情况对交接状态进行估计，并以此为依据，向协同平台下达进一步的协同指令，通过平台的指挥与控制系统，利用高速数据链通信模块发送信息流程多平台协同制导单元是舰空导弹武器系统中的外延部分，与平台作战指挥系统和舰空导弹武器系统一起协同工作，完成舰空导弹武器系统作战指挥、资CGU源管理、导弹发射、交接以及导引控制等一系列任务因此，模块包括协同管理模块、协同控制模块、交接导引模块和接口模块，如图所示CGU5与作战指挥与多平台协同与舰空导弹武器系统接口作战系统接口系统接口C C2CL协同管理协同控制［＞交接用器二》图多平台协同制导单元模块组成5CGU国际舰空导弹发展趋势

9.随着未来海战呈现作战对象的种类与作战模式多种多样、战术技术性能飞速提高、作战环境复杂多变等新特点，舰空导弹呈现新的发展趋势一是研制更为先进的雷达系统，发展相控阵雷达技术，提高对反舰导弹的探测识别能力；二是采用复合制导技术，提高舰空导弹抗电子干扰能力；三是采用先进的制导、控制、滤波技术以及目标运动参数估计的算法，发展捷联惯性导航技术，提高舰空导弹的精确跟踪能力和超低空掠海反导性能；四是采用协同制导、垂直发射和“发射后不管”技术，提高舰空导弹武器系统拦截多目标的能力，有效对抗反舰导弹饱和攻击；五是围绕探测、制导、火控等技术，升级现有舰空导弹型号与性能，提高舰空导弹执行多任务能力，尤其是反蜂群无人机、高超声速武器攻击的能力结语

10.近年来，随着科学技术的进步，空袭装备性能日新月异，空袭装备作战能力飞速发展，水面舰艇编队面临各种先进战机、精确制导武器、巡航/反舰导弹、无人机等空中打击力量的超低空饱和攻击威胁，国际各主要军事大国竞相推动新一代舰空导弹研发进程，并呈现不同的发展特点和思路，未来相关技术发展方向和国际贸易动态值得进一步关注舰空导弹概述

1.舰空导弹分类舰空导弹是指从舰艇上发射，用以攻击空中来袭的各种作战飞机、精确制导炸弹、反舰导弹乃至战术弹道导弹的制导武器装备，是水面舰艇（舰队）对付空中和水面威胁的防空反导主战武器舰空导弹与舰艇上的指挥控制、探测跟踪、发射系统等构成舰空导弹武器系统按照射程，舰空导弹可分为远程、中程、近程和末端舰空导弹；按照射高，舰空导弹可分为高空、中空、低空和超低空舰空导弹；按照作战使命，舰空导弹可分为点防御舰空导弹和面防御舰空导弹舰空导弹的战略意义舰空导弹是维护制海权的关键装备，也是维护海外利益安全的重要力量一方面，在现代海战中，空袭和反空袭仍是主要的作战形式在制海权争夺战中，水面舰艇面对全方位、立体的敌方攻击，舰空导弹担负打击敌空袭兵力兵器双重任务，提高舰空导弹的作战效能，不仅有利于保证水面舰艇海上生存，还有助于争夺制海权，在海上构筑一道维护国家安全的防御屏障另一方面，海洋不仅是国土防卫最前沿的战略屏障，也是国际交往的大通道和可持续发展的战略资源宝库随着各国围绕海洋争夺战略利益愈加激烈，实施海上护航、遂行海上维权、撤离海外公民等海外行动和保障能力需求日益增大，这些因素使得发展新型舰空导弹、增强遂行多样化军事任务能力的需求更加迫切国际舰空导弹武器发展现状及典型装备

2.国际舰空导弹发展的三个阶段第一阶段是世纪年代至年代当时水面舰艇的主要威胁是来自高空俯冲投弹的各种轰炸机，因此第一代舰空导弹主要进行中低空、中近程层次的205060防御，并兼具中高空、中远程防御能力，这一时期的舰空导弹系统反应时间长、可靠性低、体积和重量大、杀伤空域小、抗干扰性能差典型产品包括美国的黄铜骑士、小猎犬、勒靶人和苏联的波浪、风暴、黄蜂以及英国的海蛇、法国的玛舒卡等-M,第二阶段是世纪年代至年代各种低空超低空反舰导弹开始成为水面舰艇的主要威胁，同时飞机超低空性能显著提升，舰空导弹面临多空域、多207080方向、多批次饱和攻击战术挑战因此，第二代舰空导弹开始发展相应的低空反导能力，系统反应时间大大缩短，且具有一定的多目标拦截能力，同时采用多种制导方式，导弹命中精度高为应对海空威胁，美国、俄罗斯自主构建了多层防御的舰空导弹体系，如美国构建了以远程标准增程、中程标准和标准增程、近程海麻雀、末端拉姆为核心的四层舰空导弹武器系统；俄罗斯构建了以远程里-2-2-1夫、中程施基里、近程剑、末端喀什坦为核心的四层舰空导弹武器系统另外，英国、法国等则通过研制与引进相结合，重点发展中近程舰空导弹武器系统第三阶段是世纪年代后期至今舰空导弹逐渐发展成为具备抗饱和攻击能力的高性能防空反导武器系统，将多种性能不同且能够相互搭配的防空武器，2080通过指挥、控制、通信及情报（）系统有机地组成一个多层次、多节点的防空体系，强调对付多目标、全空域作战能力和“发射后不管”性能，注重系列C4I化、模块化、通用化发展典型产品是美国的宙斯盾舰空导弹武器系统、俄罗斯360°的里夫和里夫舰空导弹武器系统国际典型舰空导弹武器装备目前，舰空导弹武器装备种类繁多，涌现出国-M际市场知名度较高的典型产品从最大作战距离看，中远程舰空导弹典型产品有美国雷神公司研制的标准（射程千米）和标准（射程千米），苏联牛郎星国家科研生产联合体研制的里夫（射程千米），以及以色列航空-2Block4150-6370航天工业公司研制的巴拉克-增程（射程千米）；中近程舰空导弹典型产品有120美国雷神公司研制的改进型海麻雀（射程千米），欧洲公司研制的紫150苑（射程千米卜垂直米卡（射程千米）、垂直米卡（射程千米50MBDA卜通用模块化防空导弹（射程千米）、增程型通用模块化防空导弹（射程-1530-RF20-IR12千米），南非丹尼尔公司研制的矛（射程千米卜矛（射程千米），以2545及以色列航空航天工业公司研制的巴拉克-中程（射程千米）、巴拉克-远程（射-IR12-RF25程千米）；末端舰空导弹典型产品有美国和德国联合研制的拉姆（射程35千米）

709.26国际舰空导弹贸易特点

3.国际舰空导弹的历史成交情况当前全球仅有少数国家拥有谱系完备的舰空导弹产品根据瑞典斯德哥尔摩国际和平研究所全球武器贸易数据，年一年全球舰空导弹武器系统交易套其中，远程套、中程套、近程套、19502021末端套远程型号为俄罗斯的里夫，中程型号有以色列的巴拉克、意大利952156612-MX的信天翁、俄罗斯的施基里近程型号有意大利的信天翁、以色列的巴拉克、南非的矛、俄罗斯的黄蜂、法国的垂直米卡和海响尾蛇，末端型号为美国的拉-NG-1,-1姆；全球舰空导弹交易枚其中，远程枚、中程枚、近程-M枚、末端枚从市场占有率看，远程市场以以色列的巴拉克（占比）7830323661341313852为主，中程市场以美国的标准（占比）、改进型海麻雀（占比）、标48672-8ER86%准（占比）为主，近程市场以美国的海麻雀（占比）和勒粗人（占-137%25%比）、意大利的阿斯派德（占比）、俄罗斯的黄蜂（占比）为主，-2MR17%51%末端市场以俄罗斯的箭（占比）、法国的西北风（占比）、英国的海9%8%-M7%猫（占比）、美国的拉姆（占比）为主可见，舰空导弹市场由美国、俄-278%6%罗斯、以色列等主要军贸大国主导5%4%国际舰空导弹的未来市场需求进入世纪以来，众多国家开启舰艇更新换代，尤其是未来十年将是全球海军发展的关键时期，海洋形势也将在此期间发生21巨变，各国海军对海洋主导权的争夺亦将愈加激烈但由于技术水平与建造能力限制，许多第三世界国家甚至一部分中等发达国家并不具备自主建造水面战舰的能力，只能通过从国外进口的方式来满足本国海军建设的需求，这将使得与舰艇防空相配套的舰空导弹系统军贸迎来空前发展根据专业机构预测，年一年间全球舰空导弹市场规模将达到亿美元，平均每年市场需求达亿2023美元由此可见，未来舰空导弹市场需求潜力巨大203027735制导交接概念

4.何为制导交接？就是把中制导无线电指令发送权由一个制导平台转交给另一个制导平台（也称协同制导平台）的过程，就是说，舰空导弹中制导段分为两部分，前一部分由发射平台制导，后一段由协同平台制导，制导指令的发送由前一平台转移到协同制导平台，由协同制导平台直接给导弹发送无线电指令舰空导弹在两个平台之间的制导交接如图（）（）所示，分别为舰舰平台之间和舰空平台之间的制导交接l ab图舰空导弹在两个平台之间的制导交接示意图1舰空导弹武器系统完成制导交接过程

5.从上述过程的描述可以看出，舰空导弹武器系统要完成制导交接，从系统层面上来看，涉及几个系统之间的互动和协作）一是舰空导弹武器系统新型舰空导弹武器系统除了完成原有舰空导弹武器系统的功能之外，还要具有跨平台的协同制导交接能力1）二是本舰作战指挥系统本舰作战指挥系统是全舰作战资源的综合管理和决策中心，为本舰指挥员提供全舰信息态势图像和目标打击辅助决策，并为各武2器系统提供目标指示信息，引导和监控各武器系统打击目标的作战情况舰空导弹的制导交接过程涉及指令分发和目标选择等环节，必然涉及本舰指控系统和舰空导弹武器系统之间的信息交互）三是本舰多平台协同作战系统舰空导弹的制导交接实现是依赖于目标和导弹运动参数信息在多平台之间的高速数据分发的，目前，新型驱护舰列装的多3平台协同作战系统为各平台共享火控级数据态势成为可能舰空导弹协同制导单元

6.CGU因此，从系统兼容和扩展来看，在舰空武器系统基础上，新增一个舰空导弹协同制导单元使该成为新型舰空导弹武器系统中的一部分，主要承担与原有的武器系统设备（导弹武控设备、发控设备、指令天线设备卜本舰指控系统CGU,CGU设备以及多平台协同作战系统之间信息交互和功能协作，从而达成两两平台之间制导权转移的顺利完成基于协同制导单元的角色定位，针对舰空导弹武器系统协同制导作战的需求，有必要从作战方式、使用流程上深入分析的指挥方式和信息流程，提CGU出的总体设计方案，规划出功能组成以及与其他各个系统（三大系统，即导弹武器系统、本舰指控系统、多平台协同作战系统）之间的信息交互关系和内容CGU多平台参与的舰空导弹协同制导作战是基于的多平台协同制导作战样式之一，如图所示，其基本工作原理阐述如下CGU各协同平台通过多平台协同作战系统实现目标和导弹跟踪数据共享；在此基2础上，根据战场态势，平台上的作战指挥系统与多平台协同制导单元进行信息交互，经过多平台协同决策后，完成平台在协同制导过程中的任务分配，划分CGU发射平台及协同交接平台，确定制导交接时机；发射平台中的系统与舰空导弹武器系统进行信息交互，完成火控诸元求解、导弹发射及初始控制等任务；协CGU同交接平台中的系统通过多平台协同作战系统实现交接参数交互，完成导弹协同交接任务，控制舰空导弹飞行，直至实现中末制导交班CGU图基于的多平台协同制导作战原理示意图2CGU舰空导弹武器系统信息交互和模块控制

7.因此，基于多平台协同制导作战模式，在扁平化指挥控制思想理念驱动下，参与舰空导弹协同制导过程的每个平台中，作战指挥系统、舰空导弹武器系统、多平台协同作战系统和多平台协同制导单元之间信息交互和模块控CGU制如图所示:图舰空导弹协同制导中的信息交互和模块控制示意图33多平台之间通过实现目标和导弹跟踪的共享作战指挥系统完成多平台拦截适宜性、威胁判定和排序、武器分配等指挥1MCE决策任务，并将此结果反馈给系统2系统是实现多平台协同制导作战的核心子系统，根据作战指挥系统指CGU挥决策的结果，完成发射决策、平台分配等协同制导管理任务3CGU通过多平台协同作战系统获得目标跟踪数据，发射平台中的系统完成火控诸元参数预处理，为导弹武器系统进行火控解算进行数据准备4CGU导弹武器系统完成火控解算，发射控制系统制定制导交接方案，完成导弹交接班5通过多平台协同作战系统获得目标和导弹跟踪数据，系统完成制导指6CGU令形成所需要参数的预处理；针对不同类型的平台，直接产生制导指令或将7CGUCGU该任务交给舰空导弹武器系统，舰空导弹武器系统根据的制导指令参数预处理结果，生成制导指令CGU指令传输系统根据导弹制导指令，按照一定的频率发送指令至舰空导弹8舰空导弹武器系统接力制导作战方案

8.多平台超视距协同制导单元是舰空导弹超视距协同制导的核心单元，它通过多平台协同作战系统在平台间共享同一火控级战场态势图像的基础上，与舰CGU空导弹武器系统配合，完成对目标、导弹运动信息进行综合处理，形成接力制导作战方案，实现目标分配、火力通道组织、武器控制诸元解算、发射控制、中继平台制导交接、导弹控制直至命中目标等若干任务的软硬件组成的协同武器控制系统因此，多平台超视距协同制导单元具有以下主要功能，如图所示CGU4图多平台超视距协同制导单元功能描述4CGU.协同管理

8.1协同管理是实现协同制导作战的火力管理与决策环节在作战指挥系统完成目标威胁判断、目标分配任务的基础上，完成发射决策参数计算，平台任务分配和交接时机确定，包括CGU决策基础参数确定，包括多平台动态交接区、发射区、杀伤区计算，交接成功概率计算，制导误差计算1交接可行性方案分析2该功能由多平台动态组网与优化模块完成从协同探测和制导需求出发，用一定的算法对所有平台布局和工作方式进行控制，由多平台动态组网与优化模块为优化算法软件模块构成，其软件优化算法由个部分组成探测平台网络优化算法、制导平台网络优化算法和多平台综合优化算法3探测平台网络优化算法功能单元根据所有探测平台的位置、速度和探测能力等信息，从尽量发挥所有平台最大探测能力的角度出发，采用优化算法得到探测平台组网方式制导平台网络优化算法功能单元根据所有制导平台的位置、速度和制导能力等信息，从满足协同制导需求的角度出发，采用优化算法得到制导平台组网方式多平台综合优化算法功能单元综合考虑探测平台网络优化模块和制导平台网络优化模块的需求，从全局角度出发，形成全局最优的动态组网方式，并将组网方式转化为具体的探测平台和制导平台的优化指令，发送给平台的指挥与控制系统，转化为动态组网控制指令，通过高速数据链通信模块向各个平台下达控制指令.协同控制

8.2在协同管理单元完成发射决策后，根据多平台协同作战系统提供的综合态势，确定火控解算类型，完成火控诸元解算所需要的数据预处理坐标转换、平滑等处理，包括跨平台参考基准匹配；1跨平台目标与导弹信息参数坐标变换及修正2该功能主要由协同制导数据处理与火控解算模块完成从协同制导对数据的实时性要求和协同制导火控计算的特殊性出发，通过数据处理和协同制导解算方法，得到满足要求的数据，完成协同制导火控计算，由个部分组成时空一致性转换功能单元、射击诸元计算功能单元和协同制导弹道参数解算功能单元3时空一致性转换功能单元接收来自协同平台的协同信息，结合平台自身的探测信息，对协同所需要的目标信息、制导信息进行时空一致性转换，得到满足本平台时间和空间要求的各种火控解算和协同制导所需的数据协同射击诸元计算功能单元根据协同平台信息和目标信息，对协同制导。