当下,卫星导航系统为我们生活的方方面面提供便捷,但它最初是为国防安全量身定做的。
卫星导航系统的“首秀”是在海湾战争。
1991年,以美军为主的多国部队在全球卫星定位系统(Global Positioning System,以下简称GPS)的带领下,迅速穿过被伊拉克军队视为禁地的沙漠地区,并对其形成包抄,打了对手一个措手不及。
这场起初被预测会打成僵持战的战争,最终以42天的空袭加上100小时的地面作战收尾,伊拉克军队全面溃败。
有了“上帝视角”的加持,军队中海陆空力量的指挥控制、部队调动、物资保障、战场救援和精确制导武器精确打击都成为了可能。
比如,美国国防部采购了价值超过4000万美元的8000部GPS小型接收机,在它的信息保障下,美军机械化步兵分队能够对自身位置进行精度在30米以内的定位,并且可以根据行军规划,生成面向下一个节点的方案。
此后,卫星导航系统在战争中持续发挥着功能:
1995年6月2日,一架美军F-16战机在波黑上空被塞族武装的导弹击落。飞行员奥格雷迪跳伞逃生后落在塞族控制区,在靠蚂蚁、野草和雨水苦熬6天,并躲过了塞族部队的多次搜索后,最终被GPS确定了三维位置而救回。
在科索沃战争中,美军的F-117隐形轰炸机被击落后,依托于飞行员GPS接收机的呼救装置,飞行员在7小时内就被找到并救出。
2004年8月,美军进行了一场异于寻常的空投实验,将降落区的坐标编进程序,进行精准定位,再通过马达牵引线来操纵飞行,最终精准降落,使得投放高度提升到3200米。
注:传统空投的投放精度取决于飞机高度及当时的风速等外界环境因素,一般情况下,普通降落伞低空投放均低于610米,虽然落点准确,但是会将飞机完全暴露给敌方。
无论是“一招制敌”还是敌后救援,卫星导航系统都大大增加了任务成功的概率。不止如此,卫星导航系统还彻底改变了战争形态,贡献了一个新名词——“外科手术式打击”。
“战斧”式巡航导弹的技术革新就是典型案例。
海湾战争中,美国海军向伊拉克本土发射的282枚导弹中,只有142枚打击了50个预定目标中的42个。两年后,美国发射了45枚“战斧”导弹攻击伊拉克南部工业区的7座建筑物,攻击成功率只有64%。
同年,美军又发射23枚“战斧”导弹攻击巴格达的情报机构,只有18枚命中目标。
低命中率源于最初采用的“惯性导航+等高线地形匹配(TERCOM)+数字式景象匹配相关器(DSMAC)”的复合制导方式。
一方面,使用单独的惯性导航,导弹在一千余公里的累计误差能达到十几公里,就算使用“地形匹配制导”辅助修正,如果飞行路径中的地形过于平坦或山脉过多,加之夜间、烟尘和恶劣天气等因素,依旧会影响打击精度。
另一方面,上世纪50年代以来,一直依赖改善陀螺仪和加速度计的方式提升导航性能,这种单纯依靠元器件性能来提高高精度惯性导航的方法越来越困难。
海湾战争之后,美军开始将GPS与惯性导航系统组合使用。
要精准攻击地面固定目标,首先须对目标进行精确的GPS定位。在照相侦察时,用GPS精准确定拍照时刻的轨道位置和高度等,将这些数据作为制导目的数据,或直接装订在制导计算机中,或通过数据链传送给制导计算机,控制导弹飞向预定目标所在区域,再通过成像未制导最后确定目标,实施攻击。
有了GPS,导弹飞行航线的选择也不再依赖地图,也不再受水域和地形特征的制约。
甚至,由于精度提高了,海湾战争中,“战斧”导弹战斗部本来450公斤的重量缩减到320公斤,可携载更多燃料,航程增加50%以上。
在伊拉克战争中,美军宣称由于采用了GPS制导技术,其空中打击能力比海湾战争中提高了6倍,过去摧毁一个目标需要几架次的打击,而现在一架次就能摧毁几个目标。
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