某型飛機(jī)航彈CCRP 投彈精度分析

胡 鋼，熊宏錦

（海裝駐南昌地區(qū)軍事代表室，江西 南昌，330024）

0 引 言

圖1 使用雷達(dá)的CCRP 數(shù)據(jù)流

某型飛機(jī)由于加裝機(jī)載火控雷達(dá)，故在鑒定試飛中要求武器系統(tǒng)結(jié)合雷達(dá)進(jìn)行功能驗(yàn)證，開(kāi)展了航箭、250-3 航彈CCIP 攻擊方式鑒定試飛，以及500-3航彈的CCRP 攻擊方式鑒定試飛。其中航箭、250-3航彈CCIP 攻擊方式精度均滿(mǎn)足要求。500-3 航彈的CCRP 攻擊方式共投放兩枚，航彈均正常投放，但投放偏差分別為430m 和475m，不滿(mǎn)足最大偏差115m的精度要求，通過(guò)修正，最終滿(mǎn)足精度要求。

圖2 雷達(dá)空地測(cè)距

1 航彈CCRP 投彈原理

CCRP(連續(xù)計(jì)算投放點(diǎn))是一種普通武器空地投放方式。本次考核是火控系統(tǒng)使用雷達(dá)AGR 測(cè)距值作為解算參數(shù)，考核CCRP 投放功能，數(shù)據(jù)流見(jiàn)圖1。

1）飛行員在平視顯示器（HUD）上通過(guò)游標(biāo)標(biāo)定目標(biāo)位置，任務(wù)機(jī)將目標(biāo)指向角送雷達(dá)；

2）雷達(dá)根據(jù)任務(wù)機(jī)計(jì)算的靶標(biāo)俯仰、方位角將天線(xiàn)指向靶標(biāo)，并進(jìn)行AGR 測(cè)距，測(cè)距示意圖見(jiàn)圖

3）雷達(dá)將測(cè)距值反饋任務(wù)機(jī)，任務(wù)機(jī)根據(jù)AGR測(cè)距值和速度、姿態(tài)等其它傳感器參數(shù)，解算出飛機(jī)待投時(shí)間和待投距離在HUD 上顯示，飛行員操縱飛機(jī)飛到任務(wù)機(jī)解算的投放點(diǎn)，按壓投放按鈕，炸彈即掉落。

2 數(shù)據(jù)分析

影響500-3 航彈CCRP 靶試精度的因素主要有：

1）平顯及雷達(dá)的安裝誤差；

2）平顯顯示精度誤差；

3）彈道誤差；

4）慣導(dǎo)/大氣機(jī)等機(jī)載傳感器的誤差；

5）雷達(dá)AGR 測(cè)距誤差。

在靶試過(guò)程中，一般通過(guò)調(diào)整火控參數(shù)修正上述綜合誤差，以提高靶試精度。

進(jìn)行500-3 航彈CCRP 靶試后，投放偏差分別為456m 和316m，不滿(mǎn)足要求。經(jīng)分析記錄數(shù)據(jù)和視頻，發(fā)現(xiàn)雷達(dá)AGR 測(cè)距存在一定偏差，鑒于該型機(jī)250-3 航彈CCIP、90-1 航箭CCIP 靶試精度較高，表明平顯及雷達(dá)的安裝誤差、平顯顯示精度誤差、彈道誤差、慣導(dǎo)/大氣機(jī)等機(jī)載傳感器的誤差較小。經(jīng)分析認(rèn)為調(diào)整火控參數(shù)可修正包含雷達(dá)AGR 測(cè)距偏差在內(nèi)的系統(tǒng)綜合誤差，故對(duì)火控參數(shù)進(jìn)行修正，火控修參理論分析如圖3。

圖3 中，O 為載機(jī)標(biāo)定時(shí)刻位置，A 為彈著點(diǎn)，B為靶標(biāo)，OA 為雷達(dá)AGR 測(cè)距，OB 為根據(jù)載機(jī)GPS和靶標(biāo)GPS 解算的理論斜距，OC 為GPS 高度，∠α為雷達(dá)天線(xiàn)指向角修正量，∠α=∠OBC-∠OAC?！螼BC=arcsin（OC/OB），∠OAC=雷達(dá)天線(xiàn)俯仰角-載機(jī)俯仰角。對(duì)兩次標(biāo)定時(shí)刻數(shù)據(jù)進(jìn)行了仿真計(jì)算，得出兩組數(shù)據(jù)的修正量∠α 分別為3.43mrad 和4.32mrad，求平均值并取整后取4mrad?；鹂匦拚走_(dá)指向后預(yù)期AGR 測(cè)距=OC/sin（∠OAC+4mrad），分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

使用標(biāo)定時(shí)刻數(shù)據(jù)計(jì)算為例，OA=7708m，OB=7193m，OC=836.83m，∠OBC=arcsin（OC/OB）=6.7 度。

對(duì)雷達(dá)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)雷達(dá)輸出至任務(wù)機(jī)的測(cè)距值與雷達(dá)記錄儀中的測(cè)距值偏差較大，雷達(dá)記錄測(cè)距值更接近理論斜距。

表1 火控修參理論分析數(shù)據(jù)

由于輸出至任務(wù)機(jī)的測(cè)距值是對(duì)記錄的測(cè)距值進(jìn)行了數(shù)據(jù)濾波處理，將當(dāng)前測(cè)量值與前面的20 次測(cè)量值進(jìn)行了數(shù)據(jù)濾波處理，雷達(dá)當(dāng)前的真實(shí)測(cè)量結(jié)果不能準(zhǔn)確輸出，因此可以認(rèn)為雷達(dá)測(cè)距精度差是由數(shù)據(jù)濾波處理引起。僅通過(guò)調(diào)整火控參數(shù)無(wú)法修正雷達(dá)AGR 測(cè)距的偏差。

3 誤差原因分析

3.1 AGR 測(cè)距原理

AGR 是受火控角度控制進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電測(cè)距的，根據(jù)比相天線(xiàn)原理，利用雷達(dá)天線(xiàn)和差方向圖特性，在指定的角度找和路信號(hào)最大、差路信號(hào)最小的位置，可知天線(xiàn)俯仰差波束角誤差為零就是波束中心指向位置。因此，波束擦地角大，則波束集中，覆蓋面小，測(cè)距精度高。

3.2 雷達(dá)AGR 處理方法

雷達(dá)輸出的測(cè)距值是輸出前n 次測(cè)距值進(jìn)行平滑濾波的結(jié)果。

式（1）中，R 實(shí)際輸出(tn)為tn 時(shí)刻雷達(dá)向任務(wù)機(jī)輸出的測(cè)距結(jié)果，F(xiàn)（n）為平滑濾波函數(shù)，[Rt1,……，Rtn]為n 次實(shí)時(shí)測(cè)距結(jié)果，n 為濾波器長(zhǎng)度。

為消除標(biāo)定誤差等帶來(lái)的數(shù)據(jù)波動(dòng)，保證標(biāo)定時(shí)刻后連續(xù)數(shù)據(jù)的絕大部分有效，目前n 取值為20。n取值越大，數(shù)據(jù)更新響應(yīng)越慢，而CCRP 模式投彈需要的是雷達(dá)標(biāo)定時(shí)刻的測(cè)距結(jié)果，n 取值較大會(huì)導(dǎo)致雷達(dá)不能將標(biāo)定時(shí)刻的準(zhǔn)確測(cè)距數(shù)據(jù)發(fā)送給火控系統(tǒng)，尤其是針對(duì)CCRP 模式下標(biāo)定目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)時(shí)，導(dǎo)致標(biāo)定時(shí)刻的雷達(dá)測(cè)距偏差變大。

3.3 分析結(jié)果

數(shù)據(jù)分析表明，雷達(dá)測(cè)距數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)平滑濾波后，在標(biāo)定時(shí)刻跟隨性變差，指向收斂變慢，導(dǎo)致CCRP模式下標(biāo)定測(cè)距誤差較大。

4 解決措施

在目前地靶標(biāo)定準(zhǔn)確，火控算法優(yōu)化后，火控精度誤差很小的情況下，測(cè)距數(shù)據(jù)波動(dòng)減小，雷達(dá)輸出測(cè)距信息不會(huì)因某一幀數(shù)據(jù)大的變化而出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，而雷達(dá)數(shù)據(jù)處理平滑濾波設(shè)置過(guò)長(zhǎng)，即公式（1）中的取值較大，會(huì)使測(cè)距變化趨勢(shì)變化過(guò)慢，誤差加大。

為了使測(cè)距變化趨勢(shì)加快，應(yīng)降低n 的取值，雷達(dá)內(nèi)部算法要求n 應(yīng)為偶數(shù)，n 最小可取值為2。按照公式（1）進(jìn)行仿真，n 為2 和4 時(shí)，誤差基本相當(dāng)，n 為6 時(shí)，誤差增大到約150m 量級(jí)。因此可將公式（1）中n 取值調(diào)整為4，此時(shí)可使雷達(dá)測(cè)距信息輸出收斂變快，加快測(cè)距信息趨勢(shì)變化的跟隨性，滿(mǎn)足CCRP 投彈要求。

5 結(jié) 論

根據(jù)雷達(dá)測(cè)距調(diào)整結(jié)果，結(jié)合標(biāo)定時(shí)刻參數(shù)，對(duì)投彈偏差進(jìn)行仿真，如圖4 所示，O 為標(biāo)定時(shí)刻載機(jī)位置，A 為彈著點(diǎn)，B 為仿真彈著點(diǎn)，θ 為雷達(dá)擦地角，BC 為AGR 測(cè)距修正量，AB 為彈著點(diǎn)修正量。一般來(lái)說(shuō)θ 小于10°，可近似認(rèn)為AB=BC×cosθ。計(jì)算結(jié)果如表2 所示。

圖4 AGR 測(cè)距變化對(duì)彈著點(diǎn)影響分析

表2 雷達(dá)AGR 修正后彈著點(diǎn)偏差預(yù)計(jì)

AGR 測(cè)距修正后，通過(guò)仿真計(jì)算，彈著點(diǎn)偏差最大74 米，雷達(dá)測(cè)距誤差隨動(dòng)火控系統(tǒng)誤差，實(shí)驗(yàn)仿真的測(cè)量數(shù)據(jù)在標(biāo)定時(shí)刻的誤差值滿(mǎn)足CCRP 投彈要求。