自主导航控制及惯性技术发展趋势

0 引言

随着高新技术的发展和进步，赛博概念从防御转为进攻，美国国防部2014年11月发布 《国防创新倡议备忘录》，还提出了 “第三次抵消战略”的概念和基本构架，制定了以高超声速、自主化为方向，颠覆性技术为核心的 《长期研究和发展计划》。2016年12月，美国又对 《国防部太空政策》进一步修订，并发布了 《建设太空任务部队，训练明日的太空战士》白皮书，明确了太空政策的4大目标，阐明了实施太空威慑、提升太空任务有效性的4项措施，指明了太空力量与其他军事力量共同实施太空威慑、协同作战的途径，从应对冲突的角度提出了确保太空任务有效性的3个等级。新兴 “自主协同”“太空备战”和“太空控制”倾向昭然若揭。俄罗斯2015年发布的 《2020年前俄罗斯国家安全战略》也表明，俄罗斯将加速发展高超声速飞行器、采用创新技术的核弹头和空天防御体系，明确 “信息技术已成为推动国家经济快速发展和构建信息社会的重要因素，越来越多地被用来达成地域政治、军事和战略稳定等目的”，“信息安全体系已成为国家安全保障体系的重要组成部分”。

由此，“强大对手、高端冲突”“全球公域介入与机动联合”“跨域作战、空天融合、全域融合”“大纵深、深尺度”“一弹多能、一弹多用”“齐射竞争”等新的战事概念不断涌现。未来隐形战略新常态和太空竞争新趋势即见端倪，空间探测、空间竞争和空间安全升温，多维跨域立体交叉高端冲突、无人智能多信息融合和多模式能量对抗的新型战略战役模式逐渐形成。世界各国必将对未来国防武器装备应对网络化战场条件下的“智能精准化、一体协同化、小型体系化”以及“远程跨域、自主作战”形成新的 “跨域式”期望，其中自主导航控制及其核心惯性技术也就成为未来发展的关键。

1 自主导航控制是未来战略新常态下武器装备的新需求

21世纪以来，随着新兴计算科学的形成，信息网络、物联网＋、云计算、大数据、微光电子、微纳系统等技术的深化、融合和集成，又孕育着新一轮生命科学、脑科学、仿生工程、量子、超材料、无人智能、机器人等技术的创新，有力地推动了 “多维跨界域立体交叉高端冲突、无人智能多信息融合和多模式能量对抗”的新型战略战役模式的形成。未来战场空间无疑向无边界扩大，向空天融合、大纵深、深尺度方向发展，武器装备的飞行速度、飞行域、打击域也相应拓展，而这又再次推动武器装备向高超声速、自主智能、多平台协同以及精准化方向跨越发展。大数据是智能的基础，而云计算则是智能的实现手段。尽管政治军事目的不同、作战使命不同、武器装备的基础也不同，但国防前沿技术与颠覆性技术发展迅猛的趋势是一致的，对于新兴武器装备适应新兴战略全球化模式的牵引和推动也是一致的。

1.1 协同化、体系化、一体化适应未来战争的信息化

如美国海军舰载 “标准”6舰空导弹系统通过 “协同作战能力”（CEC）数据链获得预警机侦察数据，成为协同超视距拦截的典型代表，如图1所示。欧美合作开发的 “中程增程防空系统”（MEADS），就是以导弹自成体系的新型地空导弹武器系统。欧洲新一代模块化多任务空射导弹“FlexiS”，则是根据实战需求针对性地灵活组装模块，从而实现特定作战目的。以上都是模块化、系列化发展的重要体现，通过实现弹载设备一体化、发射装置一体化，进而实现装备协同化，而其基础就是系统的信息化、智能化。

图1 美国 “标准”6依靠预警机提供信息进行超视距拦截Fig.1 The U.S standard 6 over-the-horizon intercept function with early warning aircraft

1.2 跨域化、高速化、多用化适应未来战争的立体多维化

由于空空导弹、飞航导弹武器需要打击空、天、地等不同区中的各种高超或超声速飞行目标，因此，各种战略/战术高超声速常规导弹是美俄发展的重点技术。如美国的助推滑翔高超声速导弹“先进高超声速武器”（AHW），号称是 “一小时能打击世界各地”的反介入/区域作战利器。其典型的多用导弹，不仅能拦截各种战机，而且可直接打击巡航导弹、近程弹道导弹和水面舰艇，满足大范围控制和超远程作战需求；俄罗斯也加速开展高超声速武器系统的研发，以应对未来复杂战场下的多元目标威胁。

1.3 自主化、平台化、小型化适应未来战争的无人智能化

近年来，美国国防部预先研究计划局（DARPA）正在开展大量无人自主系统核心通用技术和基础性技术研究，相关项目包括“自主机器人操作”（ARM）、“快速轻量自主”（FLA）和 “感知开发与执行中的数字”（MSEE）等。其中，FLA项目第一阶段已于2017年6月结束。此外，美国还出台了一系列无人系统技术发展规划，包括《自主地平线》《无人系统自主技术路线图》《美国地面无人系统路线图》《美国机器人技术路线图》等。根据这些文件可预测，到2020年将完成先进自主技术的两个阶段；2025年将为地面无人系统提供脑机接口和全自主组件，实现自主操作和有人/无人编队作战；2035年无人自主系统技术成熟，实现全自主和协同作战能力。而平台化的武器系统包括在联合空地防区外导弹（JASSM）基础上发展起来的空射、舰射、潜射远程反舰导弹（LRASM）。对于这些自主化、平台化的作战平台，无人智能、小型化是基础。

文章来源：《中国惯性技术学报》 网址: http://www.zggxjsxbzz.cn/qikandaodu/2021/0717/745.html