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北斗衛星進入全球組網時代 讓中國武器裝備更加完美
送交者: 嵐少爺 2017年11月15日22:25:44 於 [軍事天地] 發送悄悄話

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  北斗衛星導航系統是中國自行研製的全球衛星定位與通信系統,是繼美國全球定位系統GPS和俄羅斯格洛納斯之後的第三個成熟的衛星導航系統。北斗系統在2012年12月27日就已經正式向亞太地區進行無源定位、導航、授時服務。而11月5日,中國西昌衛星發射中心使用長征三號乙運載火箭,以“一箭雙星”方式成功將第24、25顆北斗衛星送入軌道,標誌着北斗衛星導航系統進入了全球組網的新時代。

  北斗衛星導航系統由空間段、地面段和用戶三部分組成,處於空間段的衛星實時播發着導航信號,接收機對可見範圍內的每顆衛星發送的信號進行載波解調和偽碼解擴,得到速率為50bps的數據碼,在按照界面控制文件將數據碼編譯成導航電文,導航電文中含有時間、衛星運行軌道、電離層時延等用於定位的重要信息。

  北斗衛星導航系統對於建設一支現代信息化的軍隊有着重要作用。該系統在主戰坦克、裝甲偵察車、水面艦艇及軍用飛機上可以通過定位定向儀實時以標準格式輸出定位信息,包括經緯高值、時間信息等。通過調用導航軟件及軍用地圖,可在地圖上顯示載具的位置,在實際作戰和訓練中,可以根據作戰指令對載具進行路線規劃和導航,從而選擇最佳路線,提高部隊的機動速度。另外,各種載具的定位信息也可以上傳至指揮系統,在指揮端形成作戰態勢圖,為戰場指揮決策提供必要的信息依據。

  但是,中國是一個多山的國家,而且很多地區的地勢以丘陵為主,造成部隊在這些地區作戰時,會遇到定位困難甚至無法定位的問題。而像主站坦克、裝甲偵察車、直升機這樣的單位都會安裝慣性導航系統進行自主的車輛定位和測姿(包括海拔高度、移動方向等)。慣性導航系統在啟動時需要裝訂車輛的坐標,在車輛行進中存在固定的漂移,如果長時間、長距離就會產生較大的誤差,影響定位精度。為了解決此問題,就必須將衛星導航與慣性導航系統整合,在慣性導航接收衛星實時傳輸的定位數據對慣性導航進行修正,以提高信息的可靠性。

  除了各種武器平台和載具,長射程武器也需要衛星定位對慣性導航系統進行修正,以獲取持續準確的目標位置參數。我們就以美軍的戰斧巡航導彈為例,其就採用了GPS、慣性導航和地形匹配技術。目前,解放軍的各種導彈、火箭彈、炮彈已經開始採用北斗衛星制導結合慣性導航的方式來準確命中目標。相比在各種武器平台和載具上,這些被安裝在各種彈藥上的彈載北斗衛星定位終端比較特殊,其必須滿足高動態條件下的使用,根據需求不同,衛星導航接收機的過載要求可以達到幾百到幾千牛的加速度,定位更新頻率不低於20Hz。考慮到衛星定位前需要幾十秒的時間來接收信號,導彈發射前當時段信息被提前裝訂在彈載衛星接收機中。這樣就可以在導彈飛行的過程中衛星定位的數據對慣性導航飛行那個產生的累積誤差進行實時修正,相比傳統淡出依靠慣性制導,與衛星制導相結合的綜合制導系統能夠大副提高打擊精度。

  傳統的牽引火炮和自行火炮、火箭炮等發射前需要調整炮管的射角和方向,射角還要受到地形限制,影響射擊精度,在炮管上安裝雙天線進行衛星定向便可準確得到炮管的方位角與方向,從而提升射擊精度。另外,傳統火炮還需要在發射陣地發射,作戰靈活性受到限制。而安裝有北斗定位定向設備的火炮發射車就可以擺脫固定發射陣地的束縛,發射車配有射擊諸元和通信設備,可以與指揮車之間進行數據交流,從而通過指揮系統快速確定各個作戰單位的坐標和相對位置。指揮車綜合戰場信息,計算各個作戰單元的射擊諸元並下發作戰指令。車載定位定向儀可以隨時獲知發射車位置信息,因此發射車便可以自由選擇發射位置,縮短火炮的反應時間,提高了發射的機動性以及火炮的戰場生存能力。

  北斗系統還有一個功能,那就是衛星授時。高精度的時間基準是衛星導航系統準確定位的基礎,在定位結算中,信號傳播時間3.33ns的測量誤差應對應1米的距離誤差,因此導航衛星上要安裝高精度的時鐘,儘量控制誤差。此外,北斗衛星導航系統還能提供單向50ns的授時精度。以作戰時進行敵我識別的設備為例,工作過程中詢問信號和應答型號的發送時間與協調世界時的偏差必須小於一定的範圍,並控制在毫秒級內。目前,北斗系統已經取代了GPS為武器系統授時,確保了武器裝備戰時的可靠性。另外,北斗導航系統還以此為基礎開發出了一系列軍用手錶,並制訂了中國人民解放軍標準時間,從而使解放軍在時間上實現了統一,為未來在相同時間統一作戰打下了良好的基礎。

  但是世界上無論多先進的武器裝備都會有缺點,北斗系統也不例外。北斗系統是主動式有源雙向測距二維大行系統,需要在地面控制中心進行用戶位置坐標結算,北斗系統的有源定位工作方式使用戶定位的同時失去了無線電隱蔽性,這在軍事上是及其不利的。此外,之前的一代北斗系統對地面控制中心的依賴性大,一旦地面中心控制系統受損,系統就不能正常工作了。當然,今天的北斗已經發展到了第三代,已經開始逐步徹底解決以上這些問題,並且開始全球聯網。

  總之,未來北斗系統的建設將極大的提高中國的軍事能力,並隨着中國海外利益越來多,中國軍事力量走出國門的次數越來越多,北斗系統便不可避免的被推上了重要的位置。當然,無論多先進的武器裝備都會有缺點,我們仍需在不斷的摸索和實踐中找到他們,以此讓我們的武器裝備更加完美!

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