卫星定位技术对提升自航水雷作战使用能力浅析

人气指数:点发布时间:2013-11-21 14:04 来源：http://www.zgqkk.com 作者：米庆等

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　　摘要：由于自航水雷采用卫星定位新技术，使得其在发射初期、航路全程、布雷方法和布雷精度上均发生了很大的变化。通过对传统自航水雷特点分析，卫星定位技术对布雷精度的影响，以及定位校准点的次数和最后校准点的距离的分析，阐述了对其作战使用能力提升的研究，对新型自航水雷在部队尽快形成战斗力，提高布雷封锁的成功率和减少布雷误差具有重要意义。

　　关键词：自航水雷卫星定位校准点选择

　　中图分类号：TJ610文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）08-0186-02

　　水雷武器以其隐蔽性好、使用广泛和破坏威力大等特点，在历次海战中发挥了巨大作用，成为了世界各国海军重点研发的武器之一。而现代布雷方式以潜艇布雷最为隐蔽，为此各军事强国都研制了能穿越敌方反潜设施的潜布自航水雷，实现以兵器的深入代替兵力的深入，在无人损伤的前提下，达到布雷封锁战略意图。但在信息化、网络化时代，探测、侦察的手段比过去更加先进，使作战空间几乎呈现透明，采用过去的自航水雷及其战术模式已很难实现攻势布雷。现代最新式自航水雷融合了卫星导航技术，使其朝着大航程、高精度、具有自主纠正航向功能的方向发展。而这一技术的应用，使自航水雷的布雷理念、布设方法和布放精度都有了较大程度的提升[1]。

　　1现役自航水雷的特点

　　1.1现役子航水雷的优点

　　美国和苏联/俄罗斯是最早研制自航水雷的国家，这两个军事强国都采用了一种较为稳妥的研制方法，即利用现役的鱼雷进行改装。保留原来的推进系统，去掉鱼雷的自导系统，增大装药量，加装声、磁、水压联合引信和信号处理系统，这就是现役及早期的自航水雷。我国也依照这种设计思路研制了自航水雷。

　　这种自航水雷一个突出优点是装药量大，使得水雷破坏威力大，封锁半径大，只需一到两枚水雷就能对目标造成致命伤害。其次是实现了兵器的深入代替兵力的深入，能够在无人损伤的情况下达到布雷封锁意图，这对水雷无论是从技术上还是从战术使用上都有了很大的提升。再次能够在距水雷布放点一定距离上布放水雷，使潜艇布雷隐蔽性大大增加，在提高了前提安全性同时，敌方很难发现布放水雷的准确位置。另外，现役自航水雷是用鱼雷改装而来，其推进技术和引信技术较为成熟，研发成本低。这为其大范围使用和推广创造了良好的条件。

　　1.1现役自航水雷的不足

　　现役自航水雷改变了传统的水雷战模式和理念，但由于其研发是从鱼雷改装而来，也存在了一些不足之处。

　　首先现役自航水雷的航行散布误差较大，具体表现为自航水雷的航向误差和航程误差。上述误差一部分是自航水雷自身技术性能引起的，是由于在航行过程中，雷体结构、内部机械转动精度误差等一系列技术条件限制造成水雷的偏差。同时，自航水雷在有海流的水域中航行时，不可避免的要受到海流产生的流压的作用，使自航水雷偏离预定航路和航向[2]。受这两大因素的影响，传统自航水雷最后会产生数百米甚至上千米的误差，使其作用大打折扣。

　　其次由于我现役自航水雷由于定位手段有限，导航组件精度较低，对布雷潜艇艇位的准确性、发射时航向航速的保持、发射阵位的选择以及海流资料的精确度等均有较高的要求，这些要求限制了潜艇机动，削弱了潜艇良好的隐蔽性。部分要求甚至较苛刻，在现有保障条件下难以满足，也直接导致潜艇使用现役自航水雷对港口航线封锁存在较大困难。

　　2我国卫星定位技术分析

　　目前我国北斗导航定位系统是全天候、全天时提供导航信息的区域性导航系统，将来会进一步发展为全球导航定位系统。改系统的应用，对我国国防安全将有重大提升。

　　北斗导航定位系统在国际电信联盟登记的频段为卫星无线电定位业务频段，上行为L频段（频率1610～1626.5MHZ），下行为S频段（频率2483.5～2500MHZ）。它将导航定位、双向数据通信和精密授时结合在一起，系统自身包含广域查分标校以提高定位精度。当用户提出申请获按预定间隔时间进行定位时，不仅用户知道自己的测定位置，而且其调度指挥或其他有关单位也可得知用户所在位置。

　　当下列条件之一满足时可通过适当的数学运算确定出目标三位坐标分量。这些条件是：已知目标所处位置的维度；已知目标位置的大地高程，及其在某一家给定时刻位于赤道平面的南侧或北侧；目标处于匀速运动状态，且已知其起始位置；

　　目标处于匀速运动状态，且已知其初始位置坐标分量；可以建立起目标的运动学/动力学模型，并可确定其初态。同时，我国卫星定位系统不仅拥有精确的定位能力，还有强大的数据传输能力，可以瞬时收发120字以内的汉字或其他信息。

　　通过对以上卫星定位系统的分析，可知这为我们进行自航水雷定位提供了技术支撑，完全可以在自航水雷上加装我国的定位系统，从而提高其作战效能。

　　3卫星定位技术对自航水雷作战使用性能的提升

　　3.1自航水雷布放精度提高

　　所谓水雷布放精度，是指水雷落在预定位置的误差度。由于潜艇布放自航水雷时存在的艇位误差、航向误差、水雷导航、控制系统误差、以及海流影响等多种因素，造成水雷落点与预定点存在一定偏差。从现有自航水雷导航方式中可以看出，惯导方式和多普勒计程仪的应用，一定程度上提高了自航水雷的导航精度。而新型远程自航水雷采用卫星定位方式，使得自航水雷发射起点的误差和航行过程中由于惯性器件引起的误差都可以通过外部导航信息校正，可以较好的解决自航水雷散布误差的积累问题。从理论上计算，每次上浮定位，都可以把前一航段的误差清零，这大大提高了其布放精度[3][4]。

　　3.2减小对布放潜艇的要求

　　远程自航水雷发射时应尽量不改变或少改变潜艇的巡航状态、不牺牲潜艇的隐蔽性，以便于布雷潜艇机动和保持良好的隐蔽性。目前现役潜布水雷对潜艇发射时水深、姿态以及发射阵地等均有一定的要求，限制了潜艇的机动。

　　采用卫星定位技术，布雷时不限制潜艇的机动性和不破坏其隐蔽性，只需在发射前潜艇稳定航行一段时间，同时利用水雷的远航程及航路规划功能，可以自主绕开发射阵地与预定落点间的岛礁和反潜严密区域，以隐蔽布入敌海区。

　　4卫星定位校准点的确定

　　4.1校准点个数的确定

　　卫星定位技术使自航水雷在航行过程中可设定浮起校准点，对航行过程产生的误差进行校准。这样布雷潜艇在占领布雷发射点时的推算航行误差以及水雷在自航段中采用的流向、流速与实际流向、流速的偏差所引起的雷阵中心偏移都能消除，使得自航水雷能更加精确地进入预定雷障位置。

　　但是过多浮起校准会对电池电量产生一定的消耗，而且增加自航水雷被发现的概率。所以还要合理设定浮起校准点的位置和数量。

　　根据自航水雷弹道的特点，为保证发射精度及安全，在水雷发射初始阶段有一定的管制距离。因此在管制阶段结束后水雷需进行一次浮起校准，这样能及时消除发射平台对水雷航行误差的影响。在航渡过程中，自航水雷的航行累积误差与某段规划航路中距离障碍物的最近距离确定是否需要浮起校准，对不太复杂的战场环境，经仿真计算一般不宜较多。而在接近敌防区准备布雷时，为降低布雷散布误差，应进行最后校准。

　　4.2最后校准点距离的确定

　　最后上浮校准距离的选择，决定布雷点精度，距离布雷点越近精度越高。但距离布雷点越近，被敌近岸的雷达等探测装备发现的概率会越大。由自航水雷指标性能可知自航水雷的航行误差为。理论上距布雷点越近布雷误差越小。但从航行误差计算，自航水雷布雷点会有几十到数百米左右的误差，从误差大小看，距离远点或近点，不会对自航水雷障碍封锁效果产生较大的影响，关键是当自航水雷浮到水面进行卫星定位校准时，不被敌方雷达或目力发现，或被发现的概率最小。

　　综合考虑自航水雷的航行误差散布，以及敌观察设备发现的最大距离和反潜搜索的区域，自航水雷最后上浮定位校准距离不宜进入连续警戒海区范围。

　　为降低被敌方发现的概率，自航水雷的战斗使用方面要充分利用厚云层、降雨、较差的海况和大风等天气，选择最佳时机实施布雷。

　　5结束语

　　本文通过对传统自航水雷特点分析，卫星定位对自航水雷布雷点精度的影响，以及敌对海警戒雷达发现和搜索海面自航水雷雷体能力的综合分析，确定了卫星定位校准点的次数和最后校准点的距离的标准和范围，对应用卫星定位技术的新型自航水雷确定战技参数提供理论依据，对提高布雷封锁的成功率和准确控制布雷具有重要意义。

　　参考文献

　　[1]初军田.自航水雷战斗使用的若干问题[J].潜艇学术研究，1993.03.

　　[2]邓又辉，徐晓刚，邱继进等.海流对自航水雷运动的影响分析[J].舰船论证参考，2009，No.1.

　　[3]冷相文，赵晓哲，张旭，朱红波.自航水雷落入预定障碍区域模型[J].鱼雷技术，2011，19（1）：59～62.

　　[4]刘剑，黄文斌.一种自航水雷散布概率的计算方法[J].鱼雷技术，2005，13（3）：43～45.

　　[5]冷相文，滕兆新.试论自航水雷在封锁作战中的应用[J].作战辅助决策与军事系统工程，2008.

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