機載光電瞄準系統

機載光電瞄準系統主要作用是對空目標探測、跟蹤，對地目標搜尋、跟蹤，戰場態勢感知、飛彈來襲告警、輔助導航與起飛著陸等。光電瞄準系統的優勢隨著航空火控系統向航空綜合電子系統的轉化得到進一步的體現。未來的光電瞄準系統不僅是一種目標探測、搜尋和跟蹤,武器制導的必備手段，更是一種夜間導航，戰機告警、威脅判斷的重要手段。

基本介紹

• 中文名：機載光電瞄準系統
• 外文名：Airborne electro-optical sighting system
• 作用領域：目標探測、跟蹤、瞄準等
• 套用學科：航空航天
• 主要部件：光電探測感測器
• 發展趨勢：結構合併，數據融合

概況

目前，世界各先進的火控系統幾乎都配有光電裝置，從地炮和高炮的光電坐標儀、坦克的夜視瞄準具、海軍用的光電反導系統到空軍的光電制導平台和吊艙，它們都是現代戰爭的寵兒。在航空火控系統中，在現代空戰中，航空光電探測已成為滿足“先敵開火，首發命中”的新型戰機戰技要求和提高新型戰機戰鬥性能的有效手段。短短40年的發展，光電瞄準系統從雷達系統的輔助系統發展為與之具有同等重要的地位，甚至有取而代之的趨勢。

光電探測系統套用現狀

光電探測系統目前的主要作用是對空目標探測、跟蹤，對地目標搜尋、跟蹤，戰場態勢感知、飛彈來襲告警、輔助導航與起飛著陸等。典型的套用有用於對空作戰的紅外搜尋跟蹤系統(IRSTS)和用於對地作戰的瞄準吊艙(SP)。

光電探測系統也稱為光雷達(OR)，一般由光學系統、雷射測距器、紅外探測儀和控制部件組成，可用於搜尋、發現、截獲和自動跟蹤空中目標，並且在自動跟蹤時進行雷射測距，它一般都是機內安裝，是一種被動式目標探測設備，因而可用於無線電靜默突防，在近距格鬥時可配合頭盔瞄準具精確測定目標參數。光雷達中性能比較優越的有俄羅斯的ТⅡ熱定向器和ОЛС光學雷達，美國的AN/AWG-9。由於光雷達突出的抗干擾能力和隱蔽性，下一代先進的戰鬥機如美國的F-22飛機、俄羅斯的СУ-35都將裝備這種系統。

瞄準吊艙集光機電高新技術於一體，將探測裝置(電視或/和前視紅外系統)、計算裝置(圖像處理機、吊艙控制計算機)、穩定跟蹤裝置(陀螺平台和隨動系統)、測距和指示裝置(雷射測距、目標指示器)和環境控制系統等高密集的組合在一起，採用標準的機械和電氣接口，適合不同型號的飛機使用。瞄準吊艙除了具有紅外搜尋跟蹤系統的某些作用之外，最突出的作用便是控制對地精確制導武器(諸如雷射制導炸彈)的投放，以及用於夜間偵察和光電對抗。瞄準吊艙中性能優越的有美國的LANTIRN和AN/ASS-38，英國的TLALD,以色列的LITENING等。

光電探測技術的另一突出套用便是夜間導航系統。這種系統的開發始於美國的B-52H/G安裝的光電觀察系統(EVS)，它使飛機適合於夜間低空突防。A-7E攻擊機上的AN/AAR-42和F-111F戰鬥機上的AN/AVQ-26便是這種套用的典範。AH-64武裝直升機的TADS/PNVS轉塔開始同時採用兩個紅外感測器，兼顧夜間導航和火控，LANTRIN在固定翼飛機上的套用也採用了這種方案。

我國的光電火控系統的研究相對比較滯後，但是近年來隨著對紅外、雷射、電視等基礎技術的研究和各種光電制導武器的引進，光電火控系統的某些技術漸趨成熟，比如艦載光電火控系統H/ZGJ-!A，H/ZGJ-!A均已裝備部隊。相信我國自主研發的航空光電火控系統將在偵察、制導、遙感、預警、通信、訓練模擬和光電對抗等領域取得長足的進步和發展。

機載光電瞄準系統的發展趨勢

機載光電瞄準系統總的發展趨勢是：結構合併，數據融合。具體到各個分立系統便是：多波長、多波段工作，多目標處理能力。

系統整合的方向是分布孔徑紅外系統

光電瞄準系統近期的發展趨勢是將紅外、雷射、電視等各分立系統綜合到一個系統中，共享通光口徑和信息資源。這便是實現光電探測的全方位、全動態過程的分布孔徑紅外系統(Distributed Apertured Infrared System-DAIRS)。

分布孔徑紅外系統採用一組精心布置在飛機上的感測器陣列實現全方位、全空間敏感，並採用信號處理方法實現地面、空中目標探測、跟蹤、瞄準，威脅告警，戰場殺傷效果評定，夜間與惡劣氣候條件下的輔助導航、著陸等多種功能，從而能夠用一個單一的系統完成目前要多個單獨的專用紅外感測器系統完成的功能。分布孔徑紅外系統所採用的紅外感測器使用了二維大面陣紅外焦平面陣列，直接固定在飛機結構上，可以輸出多個波段的高幀頻圖像，取消了現有的前視紅外瞄準系統、紅外搜尋跟蹤系統等所採用的高成本的穩定瞄準系統，重量、體積、功耗和成本大大降低，具有高可靠性、高生存性、高可支持性的特徵，完全符合新型航空火控系統的要求。

近年來美國諾斯羅普·格魯門等公司正在全力發展這種採用全新信息處理設計理念的分布孔徑紅外系統，已經取得了一定進展。但目前紅外探測器在解析度等上還無法滿足對地攻擊所要求的性能，因此，仍然保留了一個單獨的瞄準用前視紅外系統與分布孔徑紅外系統並列。該系統與雷射等其他光電感測器綜合，以實現目前各類機載瞄準吊艙的功能。

多感測器探測系統以及全面的數據融合

分布孔徑紅外系統的開發，畢竟是牽涉到飛機設計理念的變革，在現有飛機上的信息融合採用多感測器系統可能會更加實際些。

雙色甚至三色紅外成像器件大規模的套用，軍用雷射波長的迅速增多、波段的變寬，多個波段同時工作已成為可能，也為進一步的圖像融合、自動目標探測與識別、自動攻擊與防衛提供了技術基礎。同時，由於光學視窗的構形、光窗材料與加工工藝的進步，光電探測系統在隱身飛機上的實現將取得突破進展。這些新的發展將促使新型航空火控系統採用多感測器探測系統,即傳統的雷達系統、慣導裝置、全球定位系統和多個光電探測裝置的綜合系統，以實現火控系統具有超視距、多目標攻擊能力，及時獲得全面和準確的戰場信息。

為了利用多感測器系統的協合效應，需要採用數據融合技術。多感測器系統的信息雖然有冗餘性，但各個感測器的信息可能具有不同的特徵：可能是實時信息，也可能是非實時信息；可能是快變的，也可能是緩變的；可能是模糊的，也可能是確切的；可能是互補的，也可能是矛盾的等。全面的數據融合可以充分利用各種信息資源，將來自不同感測器和各種信息源的數據和信息進行交聯、相關和組合進行多級別、多方面、多層次的處理，擴大信息的時空覆蓋範圍、增加置信度、減少模糊性、改善探測性能、提高空間分辨力、提高系統可靠性、增加維數、增大電磁譜的偵察範圍，同時發揮隱蔽、高精度、高分辨力和快速的特性，改善系統的可靠性,減輕飛行員工作負荷，提高本機的作戰能力。

全面實現數據融合不僅僅是具有優良的管理軟體的火控計算機的任務，它同時要求各種感測器能夠回響火控系統的探測需求，這些需求往往是為了消除一些信息的不確定度。這樣，大多數光電感測器的被動式探測工作方式需要改進，以便回響火控系統的探測需求。