電視制導

電視制導是利用電視來控制和導引飛彈飛向目標的技術，有兩種制導方式，一種是電視指令制導，另一種是電視尋的制導。按照所攝取目標輻射或反射光的波長，電視制導可分為可見光電視制導和紅外電視制導。

電視制導體系是目前國際、國內都在努力研究、並且是目前作為以往各種精確制導武器在末制導階段的一種有利輔助措施，或是作為新式武器以及已有武器在升級換代時的備選方案之一。電視（圖像）通過一次性獲得目標區域的全方位信息，從而為精確打擊提供了更有效、實時的目標精確導引措施。電視制導的優點是利用目標的圖像信息對飛彈進行制導，目標難以隱蔽，有較高的制導精度；缺點是不能獲得距離信息，飛彈的作用距離受大氣能見度的限制，不適於全天候工作。隨著硬體技術的不斷發展與完善，使得圖像處理，尤其是實時圖像處理，得到了巨大而空前的發展。

基本介紹

• 中文名：電視制導
• 外文名：television guidance
• 制導方式：電視指令制導，電視尋的制導
• 套用：飛彈/炸彈制導
• 型號：kab-500kr電視制導炸彈
• 分類：可見光電視制導，紅外電視制導

制導方式及原理

電視制導屬於被動式制導，是光電制導的一種。作為飛彈末制導設備的電視制導是由彈上電視導引頭利用目標反射的可見光信息實現對目標捕獲跟蹤，由電視攝像機接受來自目標的光輻射能量並轉化為電信號，導引飛彈命中目標的被動尋的制導技術。它能夠穩定跟蹤和精確瞄準定位，並具有抗干擾性強、隱蔽性好、解析度高和成本低等特點，對於低空或超低空目標也具有良好的跟蹤性能，並且能實時顯示運動目標圖像。電視制導有兩種制導方式，一種是電視指令制導，另一種是電視尋的制導。

電視指令制導系統

電視指令制導系統是早期的電視制導系統，藉助人工完成識別和跟蹤目標的任務。它由裝在飛彈上的電視攝像機、電視發射機、發射天線、指令接收天線、指令接收機、自動駕駛儀以及裝在載機上的電視接收天線、電視接收機、計算機、指令發射機、發射天線等組成。飛彈上的電視攝像機將所攝取的目標圖像用無線電波傳送到載機，飛機上操縱人員得到目標的直觀圖像，從多個目標中選取需要攻擊的目標，然後用無線電指令形式傳送給飛彈，通過飛彈上的自動駕駛儀控制飛彈，使它跟蹤並飛向所選定的目標。

電視指令制導示意圖

電視尋的制導系統

電視尋的制導系統是近期發展的電視制導系統，它與紅外自動尋的制導系統相似。飛彈從載機上發射後就與載機失去聯繫,完全依靠飛彈上的電子光學系統(電視自動尋的頭)自動跟蹤目標,並通過飛彈自動駕駛儀控制飛彈飛向目標。電視尋的制導系統全部裝在飛彈上，由電視自動尋的頭和自動駕駛儀等組成。電視自動尋的頭是系統的核心部件，它由電視攝像機、圖像信息處理裝置、跟蹤伺服機構等組成。在外界可見光照射下，外界景物經過光學系統和電視攝像管變為視頻電信號，信息處理裝置按視頻信號的特點判定視場內是否存在目標。無目標時，攝像機中的光學系統反覆掃描；有目標時停止掃描並給出目標方位與光學系統軸線之間的偏差信號。跟蹤伺服機構根據這個信號調整光學系統，使光軸對準並跟蹤目標。與此同時這個偏差信號送入自動駕駛儀，按一定的導引規律控制飛彈飛向目標。80年代以電荷耦合器件代替攝像管，使圖像靈敏度和清晰度大為提高。以圖像識別系統代替原有的簡單圖像信息處理裝置，在背景比較複雜和目標形成的電平無顯著特徵的情況下，也能識別目標。

分類及特點

按照所攝取目標輻射或反射光的波長，電視制導可分為可見光電視制導和紅外電視制導。

可見光電視制導

可見光電視制導具有技術上比紅外電視制導成熟的優點，由於電視解析度高，能提供清晰的目標圖像，便於鑑別真假目標，制導精度很高。但因為電視制導是利用目標反射可見光信息進行制導的，所以在煙、霧、塵等能見度差的情況下，作戰效能下降，且夜間不能使用。機載發射的可見光電視制導和紅外電視制導的反坦克飛彈均已研製成功。

紅外電視制導

紅外電視制導是利用飛彈頭部的熱成像儀攝取目標圖像信息，利用數字計算機對目標圖像信息進行處理，形成控制信號來控制飛彈飛行的制導方法。由於採用紅外波段，白天、黑夜或是目標有簡單的偽裝時，紅外圖像制導的飛彈仍能正常工作，具有較好的全天候作戰能力。但是，紅外熱成像的技術難度大，成本較高。

發展與套用

電視導引系統的出現可以追溯到二戰時期，最早使用的電視體制制導武器是曾經在第二次世界大戰中德國使用的Hs294D 型空地制飛彈。二戰後，美俄等國都推出了其自成體系的電視制導武器系統。在七十年代越南戰場上，美國使用的電視制導武器是AGM-62 Walleye 型電視制導滑行炸彈，以極高的命中精度摧毀了越南眾多軍事目標而聞名世界。在1973 年第四次中東戰爭中，以色列使用的美制電視制導的“小牛”空地飛彈和有線制導“陶”式反坦克飛彈，作戰效果引人注目。其後，又有GBU-15 人在迴路型電視制導無動力炸彈，於1975 年測試通過並一直沿用至今。可以換裝紅外圖像制導頭以供夜間使用。該制導炸彈在沙漠風暴行動中共投放71 發，全部命中目標，取得了理想的戰略效果。

AGM-65 Maverick（幼畜）型是AGM 系列的改進型，主要執行近空支持，以及近空火力壓制的任務。AGM-65 系列中A、B 型都是採用電視制導體制，由美國空軍研製。由於A 型的光電設備的老化和不斷的落後而被淘汰，目前仍在使用的是B 型CCD 電視制導飛彈。在沙漠風暴中大量使用了改型飛彈，命中率在85%左右。AGM-130 系列電視制導炸彈是一種類似GBU-15的高性能制導炸彈。採用了GPS/INS 作為其中的制導手段，而在末端採用電視作為精確制導手段。A 型於1984 年研製成功，並於1994 年首次裝備並使用。其餘的改進型MCG、LW 以及C 型都是在此基礎上發展起來的多用途制導炸彈系列。AMG-142Raptor（猛禽）是AMG 系列的中程空地電視制導飛彈，主要裝備B-52轟炸機，以提高轟炸機的生存能力和轟炸精度。其控制採用人在迴路設計，即由飛行員進行目標搜尋和鎖定，並引導飛彈最終命中目標。

AGM-130式空地飛彈

Kh-59 系列是目前較成熟並廣泛使用的電視制導空地飛彈,由俄國Raduga 設計局設計的，其主要攻擊大型地面固定目標，具有較高的命中精度。改進型Kh-59ME 主要用來裝備先進的Su-30MKK 型戰鬥機。英國設計製造的Bristol RP8 也是一款高精度空地電視制導飛彈。

kh-59空地飛彈

我國電視制導技術方面的研究和套用起步較晚。80 年代初期開始電視制導武器系統的立項研製,90 年代末成功研製了我國第一代空對地電視制導飛彈，2000 年先後開始了KD-XXX 電視制導飛彈的研製和俄某型電視制導飛彈的仿製。

可以看出，在國際國內軍事領域，圖像制導尤其是電視體制末制導已經占有相當分量。或者成為有力的輔助制導方式，或者成為一種可供替換的精確制導方式。

未來發展趨勢

早期由於光電轉換器件發展水平和圖像處理技術的限制，電視制導技術的發展緩慢。隨著此類器件從超正析攝像管、光導攝像管到CCD 器件的發展和超級DSP 器件的套用，電視制導技術又得到了充分的發展。雖然目前電視制導並不比雷達制導套用廣泛。但隨CCD 器 件、光導纖維和超大規模積體電路圖像處理技術的出現和發展，很多方法的成熟和這些算法的工程實現的不斷發展，使得這些新的算法能夠被套用在武器制導方面。

這些方法主要有：鏈碼圖像理解、數學形態學、小波變換、分形方法和模板匹配等，在武器制導方而均獲得了廣泛的套用，並且獲得了理想的效果。

數學形態學主要套用在圖像邊界提取領域，通過膨脹、腐蝕以及開閉算法獲得圖像中目標可能區域的閉合曲線。該方法獲得的圖像邊界清晰、簡潔，同時可以排除大量的干擾因素，獲得更可靠的邊界。但同時其計算量十分可觀，通常數學形態學算法僅通過一兩次處理是不能獲得理想效果的，一般都要使用不同的模板進行多次處理才能得到較理想的結果。故而在使用領域眾多採用它的簡化方法，既然是簡化算法，效果就會大打折扣，目前，其工程試用算法仍在研究階段。

小波變換方法使得多解析度處理在圖像處理中獲得成功使用。小波變換是頻域變換工具中的短時傅立葉變換的一個變形，早先是用來進行時頻分析的工具。由於在圖像領域套用的條件不斷成熟，特別是硬體條件的不斷成熟，使得其能夠在圖像處理領域得以套用。

SIFT(尺度不變特徵變換)算法是近年來提出的一種新的匹配算法，它通過提取尺度和旋轉不變特徵解決了目標在尺度和旋轉變化下的匹配問題，在對比度、亮度變化下具有很強的穩定性，對於拍攝角度的變化也有一定的適應能力。SIFT 匹配算法利用局部尺度不變特徵進行圖像匹配，首先進行尺度不變特徵點的檢測，然後計算尺度不變特徵描述運算元，最後根據特徵描述向量進行特徵點的匹配。

先進的高速器件及其並行處理技術，既可以用於複雜的相關匹配算法，也可以用於開發新一代的目標特徵匹配跟蹤器，更容易實現複合模式的自動制導。尋求合適的跟蹤算法，採用最新的高速微處理器，是電視制導智慧型化、小型化技術進步的必然趨勢。