百步穿楊

2011年12月27日，我國“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式投放試運(yùn)營，標(biāo)志著我國擁有了自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，初步擺脫了對GPS系統(tǒng)的依賴。而對于人民解放軍來說，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建立，使得在此基礎(chǔ)上發(fā)展新一代精確打擊能力（特別是遠(yuǎn)程防區(qū)外攻擊能力）不再是遙不可及。從這一點(diǎn)來說，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的意義堪與去年同期試飛的殲-20隱形戰(zhàn)斗機(jī)相比，甚至更為重大。

制導(dǎo)方式的主流

武器系統(tǒng)攻擊目標(biāo)的過程可以概括地理解為確定自身和目標(biāo)的位置，然后規(guī)劃出一條最佳的航線，讓彈藥沿著這條最佳的航線飛向目標(biāo)。不過由于彈藥在飛行過程中受到不可預(yù)知的因素影響（包括自身振動(dòng)、姿態(tài)、橫風(fēng)甚至地球轉(zhuǎn)動(dòng)等），總會偏離預(yù)定航線。在精確打擊要求下，就需要彈藥也能知道自身位置，對偏離的航線進(jìn)行糾正，直至準(zhǔn)確命中目標(biāo)，在這個(gè)過程中，導(dǎo)航定位發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

最初科研人員的辦法是在武器平臺或彈藥上配備探測系統(tǒng)，直接獲得目標(biāo)信息，控制武器飛向目標(biāo)，由此可分為指令、電視、激光等制導(dǎo)系統(tǒng)。但這樣做的缺點(diǎn)就是武器平臺本身必須配備復(fù)雜的探測系統(tǒng)，以獲得目標(biāo)的坐標(biāo)，然后對彈藥航線進(jìn)行持續(xù)糾偏，而制導(dǎo)系統(tǒng)的工作范圍就限制了武器本身的機(jī)動(dòng)范圍，非常不利于戰(zhàn)場生存。這個(gè)缺陷直接促進(jìn)了精確制導(dǎo)武器追求“發(fā)射后不管”能力，即彈藥自身具備導(dǎo)航定位能力。

在各種導(dǎo)航系統(tǒng)中，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS)以其體積小、重量輕和不需要外部探測系統(tǒng)的信息而成為首選。但慣性系統(tǒng)也有難以克服的缺點(diǎn)，那就是其存在著一定的誤差——在加工、裝配、初始對準(zhǔn)的過程中，慣性器件的誤差是不可能完全消除的，加之載體狀態(tài)往往不穩(wěn)定，也會使慣性器件產(chǎn)生誤差，且隨著時(shí)間延長而增加。

在這種情況下，衛(wèi)星/慣性復(fù)合制導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于導(dǎo)航精度不會隨著時(shí)間的推移而降低，但是需要定期接收外部信息，那么信號傳遞過程中就可能被壓制或干擾，同時(shí)載體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也會對信號的接收產(chǎn)生不利影響。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與INS組成的復(fù)合制導(dǎo)系統(tǒng)正好可以取長補(bǔ)短，為INS提供導(dǎo)航糾偏信號，突出INS自主導(dǎo)航能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。隨著新世紀(jì)以來，精確制導(dǎo)武器用量增大，其發(fā)射條件的計(jì)算和投放趨于復(fù)雜，需要提供更加精確的載體位置。同時(shí)隨著信息技術(shù)發(fā)展，各作戰(zhàn)單元可以借助高速數(shù)據(jù)鏈，形成聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)系統(tǒng)，也需要導(dǎo)航系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)的高精度坐標(biāo)信息，以便各作戰(zhàn)單元迅速利用網(wǎng)絡(luò)交流。因此衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與INS復(fù)合制導(dǎo)系統(tǒng)憑借無可比擬的優(yōu)勢，迅速成為新一代制導(dǎo)方式的主流。

軍事價(jià)值

以當(dāng)今最流行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GPS為例，GPS/INS復(fù)合制導(dǎo)在精確制導(dǎo)武器領(lǐng)域的首次重大運(yùn)用就是聯(lián)合直接攻擊武器（JDAM）——通過為常規(guī)炸彈加裝GPS/INS復(fù)合制導(dǎo)組件，具備了全天候作戰(zhàn)能力。而隨著電子技術(shù)進(jìn)步，JDAM的單價(jià)也越來越低，根據(jù)相關(guān)資料，當(dāng)前JDAM單價(jià)已不足2萬美元，相比之下，同級別的激光制導(dǎo)炸彈單價(jià)仍超過5萬美元，這還不包括地面照射器在內(nèi)。所以有人指出，JDAM最大的貢獻(xiàn)就是將精確制導(dǎo)武器普及化，而這很大程度上是GPS/INS復(fù)合制導(dǎo)系統(tǒng)的功勞。

GPS/INS復(fù)合制導(dǎo)還可以有效提高導(dǎo)彈的攻擊距離，因?yàn)槠鋵?dǎo)航精度可以確保導(dǎo)彈的末制導(dǎo)系統(tǒng)開機(jī)時(shí)，目標(biāo)處于其探測范圍之內(nèi)，這樣就不需要復(fù)雜的導(dǎo)航糾偏系統(tǒng)。最典型的例子就是美國“戰(zhàn)斧”巡航導(dǎo)彈，原本使用地形匹配系統(tǒng)的“戰(zhàn)斧”采用了GPS/INS復(fù)合制導(dǎo)后，發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間縮短，射程延伸，指揮控制系統(tǒng)還可以通過數(shù)據(jù)鏈更新目標(biāo)信息，具備更靈活的遠(yuǎn)程打擊能力。

綜上所述，GPS/INS復(fù)合制導(dǎo)的應(yīng)用發(fā)展趨勢一是更加經(jīng)濟(jì)地延長武器的射程，提高防區(qū)外攻擊能力（如為JDAM增加升力彈翼甚至微型動(dòng)力裝置），二是通過加裝數(shù)據(jù)鏈和末端制導(dǎo)系統(tǒng)，讓精確制導(dǎo)武器具備重新選擇目標(biāo)的能力，甚至在提高打擊精度的前提下，具備攻擊移動(dòng)目標(biāo)的能力。

中國早期進(jìn)展

我軍過去也曾受制于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不足，進(jìn)而影響了精確打擊能力，官方曾承認(rèn)新一代遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈研制過程中，就曾被衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)“拖累”。

實(shí)際上，我國早已突破GPS/INS復(fù)合制導(dǎo)相關(guān)技術(shù)，曾在珠海航展上多次展示國產(chǎn)衛(wèi)星制導(dǎo)炸彈。如“飛騰”（FT）系列精確制導(dǎo)炸彈就與JDAM類似，在常規(guī)炸彈的基礎(chǔ)上去掉尾翼，配備裝有GPS/INS復(fù)合制導(dǎo)系統(tǒng)的新型尾翼和邊條翼，改裝方便，只要載機(jī)有常規(guī)慣導(dǎo)就可使用。在5000米以上高度，以M0.8速度投放時(shí)，F(xiàn)T系列射程接近20公里，命中精度約30米（主要受制于GPS系統(tǒng)民碼精度問題）。

考慮到當(dāng)代防空武器系統(tǒng)的進(jìn)步，我國相關(guān)單位也開展了精確制導(dǎo)武器的增程工作，“雷石”（LS）-6滑翔制導(dǎo)炸彈就是其中代表，其是在普通炸彈的基礎(chǔ)上加裝大展弦比增升彈翼、GPS/INS復(fù)合制導(dǎo)系統(tǒng)等構(gòu)成，用于攻擊機(jī)場、港口、橋梁、指揮中心等固定地面目標(biāo)，在8000米高空投放時(shí)，射程約50公里，命中精度達(dá)15米，如果在萬米高空投放，射程延伸到60公里，已經(jīng)超過了許多中程防空武器的射程范圍。據(jù)資料介紹，LS-6發(fā)射前由載機(jī)進(jìn)行慣導(dǎo)系統(tǒng)的初始對準(zhǔn)，然后輸入攻擊航線等參數(shù)，炸彈投放后，彈翼展開，沿著預(yù)定航線飛行，期間GPS/INS復(fù)合制導(dǎo)系統(tǒng)不斷測量炸彈當(dāng)前坐標(biāo)，計(jì)算出與預(yù)定航線的偏離量，進(jìn)而糾偏直至命中。最新披露的LS系列已經(jīng)配備了紅外成像導(dǎo)引頭，制導(dǎo)精度進(jìn)一步提高，必要時(shí)配合數(shù)據(jù)鏈，甚至具備攻擊移動(dòng)目標(biāo)的能力。

不過必須承認(rèn)，在FT和LS系列精確制導(dǎo)彈藥研發(fā)時(shí)期，我國“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)還不完善，無法為戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈這樣的小型載體提供導(dǎo)航定位。另一方面，我國無法利用高精度的美國GPS軍碼，使用民碼不但降低了相關(guān)武器的精度，戰(zhàn)時(shí)還要承擔(dān)被敵方壓制甚至關(guān)閉信號服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)。正因如此，雖然我國早已經(jīng)研制出GPS/INS復(fù)合制導(dǎo)武器，但基本用于出口，缺乏自主的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)則是其根本原因。

“北斗”新時(shí)代

隨著“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)逐漸建成，我軍發(fā)展衛(wèi)星制導(dǎo)打擊能力不再受制于人，也意味著我軍將迎來精確打擊的新時(shí)代。

首先，這為國產(chǎn)衛(wèi)星/慣性復(fù)合制導(dǎo)武器的普及掃清了障礙，我國空軍將擁有“中國版JDAM”，獲取經(jīng)濟(jì)性更好的精確打擊能力——可以通過相關(guān)組件升級空軍大量庫存的普通炸彈，載機(jī)只需有常規(guī)慣導(dǎo)系統(tǒng)和戰(zhàn)術(shù)外掛管理系統(tǒng)就可投放，而這些都是我國空軍新一代戰(zhàn)機(jī)的標(biāo)配，完全支持空軍方便快捷地強(qiáng)化精確打擊能力。

其次，我軍空基防區(qū)外攻擊能力將有質(zhì)的提升。目前我國空軍的防區(qū)外打擊能力主要集中在蘇-30MKK、殲轟-7A等機(jī)型，配備武器多為KH-59ME、KD-88等電視/紅外制導(dǎo)空地導(dǎo)彈，不僅容易受干擾，并且發(fā)射后需要載機(jī)長時(shí)間提供制導(dǎo)信息，這在日益復(fù)雜的現(xiàn)代戰(zhàn)場上，戰(zhàn)機(jī)生存能力堪憂。而“北斗”系統(tǒng)逐漸完善后，就為遠(yuǎn)程防區(qū)外攻擊武器的裝備鋪平了道路，“發(fā)射后不管”能力使得戰(zhàn)機(jī)投放后即可脫離，單座戰(zhàn)斗機(jī)也可完成同類任務(wù)。除空地武器外，“北斗”系統(tǒng)還為我國其他平臺的遠(yuǎn)程攻擊系統(tǒng)，如戰(zhàn)術(shù)火箭炮、戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈、遠(yuǎn)程反艦導(dǎo)彈等射程和精度的提高打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

更重要的是，“北斗”的意義并不僅僅體現(xiàn)在精確打擊方面，我軍正在建設(shè)的綜合信息網(wǎng)、全軍綜合數(shù)據(jù)鏈等也依賴其提供高精度坐標(biāo)信息。如果沒有導(dǎo)航系統(tǒng)提供相關(guān)坐標(biāo)和授時(shí)，很多偵察和監(jiān)測設(shè)備將無法生成統(tǒng)一的目標(biāo)航跡，進(jìn)而無法合成戰(zhàn)場態(tài)勢圖，必將阻礙指揮官宏觀決策。所以說，導(dǎo)航系統(tǒng)的能力是C4ISR系統(tǒng)的關(guān)鍵。

此外，“北斗”系統(tǒng)在民用領(lǐng)域（特別是電信、金融等）也應(yīng)用前景廣泛，很多國民經(jīng)濟(jì)核心行業(yè)也需要衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位和授時(shí)信息，而目前我國相關(guān)行業(yè)嚴(yán)重依賴GPS信號，因此“北斗”逐漸完善也是維護(hù)我國經(jīng)濟(jì)安全的重要保障。

當(dāng)然，“北斗”系統(tǒng)目前10顆衛(wèi)星只能提供25米的民用定位精度，尚不如GPS指標(biāo)，不過規(guī)劃到2012年年底經(jīng)過補(bǔ)充發(fā)射，“北斗”民用定位精度將達(dá)到10米級，在亞太區(qū)域與GPS相當(dāng)，而到2020年“北斗”系統(tǒng)最終完成時(shí)，將在全球范圍內(nèi)具備相當(dāng)于甚至強(qiáng)于GPS的定位能力，屆時(shí)中國將在衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域真正邁入世界先進(jìn)行列。