引　言 坦克被人們稱(chēng)作“地面戰(zhàn)場(chǎng)之王”。現(xiàn)代主戰(zhàn)坦克具有強(qiáng)大的火力、高度的機(jī)動(dòng)性和堅(jiān)強(qiáng)的裝甲防護(hù)力。長(zhǎng)期以來(lái)，各國(guó)主要把坦克作為一種進(jìn)攻性武器。為了滿足進(jìn)攻作戰(zhàn)的要求，在研制坦克時(shí)，始終把火力放在首位。 　　坦克的火力是指坦克全部武器的威力。它是指坦克在通常的作戰(zhàn)距離內(nèi)迅速命中、擊毀和殺傷敵裝甲目標(biāo)、步兵反坦克武器、野戰(zhàn)工事及有生力量的能力。坦克火力是用在最短的時(shí)間內(nèi)，以最少的彈藥消耗摧毀或壓制各種目標(biāo)的能力來(lái)評(píng)定的。坦克火力的強(qiáng)弱取決于兩個(gè)方面，一是坦克武器本身的性能；二是坦克火控系統(tǒng)的性能。在坦克武器性能一定的條件下，坦克火控技術(shù)的高低是制約坦克火力發(fā)展的關(guān)鍵因素。 1　坦克火控系統(tǒng)的發(fā)展及裝備現(xiàn)狀 1.1　坦克火控系統(tǒng)及其發(fā)展 　　廣義地說(shuō)，火控系統(tǒng)是一套使被控武器發(fā)揮最大效能的裝備。坦克火控系統(tǒng)是指安裝在坦克內(nèi)，能迅速地完成觀察、瞄準(zhǔn)、跟蹤、測(cè)距、提供彈道修正量、解算射擊諸元、自動(dòng)裝表、控制武器指向并完成射擊等功能的一套裝置。它主要由以下三個(gè)分系統(tǒng)組成： 　　a.測(cè)距、瞄準(zhǔn)和夜視、夜瞄系統(tǒng) 　　該系統(tǒng)保證坦克能夠在全天候條件下，迅速地發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，準(zhǔn)確地測(cè)出目標(biāo)距離并進(jìn)行精確的瞄準(zhǔn)。 　　b.坦克炮的操縱和穩(wěn)定系統(tǒng) 　　該系統(tǒng)保證坦克在行進(jìn)間射擊時(shí)坦克炮所賦予的高低和方向角度不受車(chē)體振動(dòng)的影響；同時(shí)使一炮手操縱火炮輕便。 　　c.火控計(jì)算機(jī)和傳感器系統(tǒng) 　　該系統(tǒng)用來(lái)對(duì)影響坦克炮射擊準(zhǔn)確度的各種因素的自動(dòng)修正，保證一炮手瞄到哪里，就打到哪里。 　　上述三個(gè)分系統(tǒng)是相聯(lián)的，實(shí)際上是一個(gè)以火控計(jì)算機(jī)為中心的綜合控制系統(tǒng)。 　　坦克火控系統(tǒng)的發(fā)展和任何事物一樣，也經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程。從第二次世界大戰(zhàn)末期到現(xiàn)在，其發(fā)展共經(jīng)歷了四個(gè)階段。 　　第一代坦克火控系統(tǒng)只配有一個(gè)簡(jiǎn)單的光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡，目測(cè)判定距離，手動(dòng)裝定瞄準(zhǔn)角，命中率較低。50年代在第二代坦克火控系統(tǒng)上增裝了光學(xué)測(cè)距儀和機(jī)械式彈道計(jì)算機(jī)，使首發(fā)命中率有所提高。60年代國(guó)外裝備的第三代坦克火控系統(tǒng)采用了機(jī)電模擬式彈道計(jì)算機(jī)及一些修正彈道的傳感器，在1400m的距離上，坦克“靜-靜”射擊時(shí)首發(fā)命中率達(dá)50%。上述三代坦克火控系統(tǒng)都是初級(jí)的火控系統(tǒng)，不能預(yù)測(cè)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)射擊的提前量。坦克在短停和行進(jìn)間都不能準(zhǔn)確射擊運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。到60年代后期，美國(guó)首先研制成功有激光測(cè)距儀、數(shù)模混合式火控計(jì)算機(jī)的第四代綜合火控系統(tǒng)，使坦克在2000m的距離上“靜-靜”射擊時(shí)的首發(fā)命中率提高到90%。 　　現(xiàn)代坦克的綜合火控系統(tǒng)是高新技術(shù)的產(chǎn)物，它和自動(dòng)控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光技術(shù)、紅外技術(shù)等有密切的聯(lián)系。綜合火控系統(tǒng)以火控計(jì)算機(jī)為核心，綜合了晝夜觀瞄儀器，測(cè)距儀和各種傳感器傳來(lái)的信息，計(jì)算出火炮的高低瞄準(zhǔn)角和方位提前角，炮長(zhǎng)、車(chē)長(zhǎng)通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)控制穩(wěn)定器對(duì)火炮進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，完成精確的瞄準(zhǔn)、射擊。 1.2　坦克火控系統(tǒng)裝備現(xiàn)狀 　　目前，各國(guó)主戰(zhàn)坦克裝備的綜合火控系統(tǒng)按瞄準(zhǔn)控制方式可分為擾動(dòng)式、非擾動(dòng)式和指揮儀式三種。 　　擾動(dòng)式坦克火控系統(tǒng) 　　在擾動(dòng)式坦克火控系統(tǒng)中，瞄準(zhǔn)鏡與火炮剛性連接，靜態(tài)時(shí)瞄準(zhǔn)線與坦克炮軸線是經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)而一起對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)的。該系統(tǒng)中炮長(zhǎng)通過(guò)操縱裝置直接調(diào)動(dòng)的是火炮，瞄準(zhǔn)鏡則隨動(dòng)于火炮。因此，炮長(zhǎng)在通過(guò)瞄準(zhǔn)鏡觀測(cè)目標(biāo)進(jìn)行瞄準(zhǔn)和跟蹤時(shí)，而操縱的卻是火炮。在瞄準(zhǔn)和跟蹤過(guò)程中，進(jìn)行測(cè)距和采集目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，隨之火控計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的距離、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、耳軸傾斜角和各種彈道修正量參數(shù)等計(jì)算出相對(duì)提前角，即瞄準(zhǔn)線相對(duì)于火炮軸線的偏移角。然后，該提前角信息僅輸送到瞄準(zhǔn)鏡的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，控制瞄準(zhǔn)線偏移。其偏移量應(yīng)等于提前量，而偏移的方向則和火炮將要運(yùn)動(dòng)的方向相反，當(dāng)炮長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)瞄準(zhǔn)線偏離目標(biāo)時(shí)，又通過(guò)操縱控制裝置調(diào)動(dòng)火炮，使偏離后的瞄準(zhǔn)線重新瞄準(zhǔn)目標(biāo)，這時(shí)就賦予了火炮以應(yīng)有的提前量，射擊準(zhǔn)備完畢，即可對(duì)目標(biāo)實(shí)施射擊。這種瞄準(zhǔn)線從“偏移”到“重新對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)”的過(guò)程，稱(chēng)為擾動(dòng)過(guò)程。因而這種控制方式就稱(chēng)為擾動(dòng)式。 　　采用擾動(dòng)式火控系統(tǒng)的坦克有英國(guó)的“酋長(zhǎng)”、“挑戰(zhàn)者”1、美國(guó)的M60A1、M60A2、M60A3，日本的74式，中國(guó)的59D、79式、88式等坦克。 　　非擾動(dòng)式坦克火控系統(tǒng) 　　非擾動(dòng)式火控系統(tǒng)是在擾動(dòng)式火控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的。兩者相比，非擾動(dòng)式火控系統(tǒng)主要增加了計(jì)算機(jī)對(duì)火炮的控制裝置。該控制裝置接受計(jì)算機(jī)輸出的前提角信息，將其放大并用以對(duì)炮塔和火炮驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（即雙向穩(wěn)定器）進(jìn)行控制。有了這一控制裝置，計(jì)算機(jī)計(jì)算出的提前角信息，除了輸送到瞄準(zhǔn)鏡驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外，還輸送到火炮的這一控制裝置，使火炮自動(dòng)調(diào)動(dòng)到提前位置上。因瞄準(zhǔn)線和火炮軸線移動(dòng)的同時(shí)受提前角信息的控制，而且移動(dòng)的大小相等，方向相反，這樣瞄準(zhǔn)線仍能基本上對(duì)著目標(biāo)，看不出擾動(dòng)過(guò)程，所以，將此工作方式稱(chēng)之為非擾動(dòng)式。 　　采用非擾動(dòng)式火控系統(tǒng)的坦克有法國(guó)的AMX30B2、AMX-40和美國(guó)的一些改進(jìn)型坦克等。 　　.指揮儀式坦克火控系統(tǒng)（穩(wěn)像式火控系統(tǒng)） 　　指揮儀式火控系統(tǒng)的出現(xiàn)是坦克火控系統(tǒng)的重大發(fā)展。安裝有指揮儀式火控系統(tǒng)的坦克，一炮手在坦克行進(jìn)間從瞄準(zhǔn)鏡向外觀察，目標(biāo)和背景幾乎是不動(dòng)的，所以這種系統(tǒng)有時(shí)又稱(chēng)為“穩(wěn)像式”火控系統(tǒng)。一炮手使用這種系統(tǒng)可以在坦克行進(jìn)間實(shí)施射擊，而且射擊時(shí)只需要一次瞄準(zhǔn)，也就是一炮手將瞄準(zhǔn)指標(biāo)瞄到目標(biāo)中心，并發(fā)射激光進(jìn)行測(cè)距后，瞄準(zhǔn)線不會(huì)再有什么擾動(dòng)。只需繼續(xù)瞄準(zhǔn)目標(biāo)，就可以進(jìn)行射擊。 　　指揮儀式火控系統(tǒng)之所以有上述功能，是由于它采用了新的控制方式。在這種系統(tǒng)中，瞄準(zhǔn)鏡與火炮分開(kāi)，瞄準(zhǔn)線是獨(dú)立穩(wěn)定的，并作為系統(tǒng)工作的基準(zhǔn)。瞄準(zhǔn)線的穩(wěn)定，是通過(guò)陀螺儀穩(wěn)定瞄準(zhǔn)鏡中的反射棱鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在瞄準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)，一炮手用手控裝置驅(qū)動(dòng)瞄準(zhǔn)鏡的瞄準(zhǔn)線，使瞄準(zhǔn)線跟蹤、瞄準(zhǔn)目標(biāo)，而火炮則隨動(dòng)于瞄準(zhǔn)線；在射擊時(shí)，火控計(jì)算機(jī)計(jì)算出的射擊提前角，只傳輸給火炮和炮塔傳動(dòng)裝置，使火炮自動(dòng)調(diào)轉(zhuǎn)到提前角位置，而瞄準(zhǔn)線仍然保持跟蹤和瞄準(zhǔn)目標(biāo)；此外，指揮儀式火控系統(tǒng)通常配有火炮重合射擊裝置，當(dāng)火炮調(diào)轉(zhuǎn)到要求的提前位置上時(shí)，該裝置自動(dòng)輸出允許射擊信號(hào)，如果這時(shí)一炮手已按下射擊按鈕，坦克炮會(huì)自動(dòng)發(fā)射。 　　目前，先進(jìn)的主戰(zhàn)坦克大都裝有穩(wěn)像式火控系統(tǒng)。如日本的90式坦克，德國(guó)的“豹”2坦克，美國(guó)的M1A1、M1A2坦克，英國(guó)的“挑戰(zhàn)者”2坦克，法國(guó)的“勒克萊爾”坦克，俄羅斯的T-90坦克，以色列的“梅卡瓦”3型坦克，意大利C1“公羊”坦克等等。我國(guó)新型主戰(zhàn)坦克88A、88B、88C和WZ123主戰(zhàn)坦克上安裝的即是我國(guó)自行研制的指揮儀式坦克火控系統(tǒng)，并已習(xí)慣上稱(chēng)為“穩(wěn)像式火控系統(tǒng)”。 2　發(fā)展我國(guó)坦克火控技術(shù)的對(duì)策 2.1　發(fā)展大閉環(huán)火控系統(tǒng)，提高次發(fā)射彈的命中率 　　盡管現(xiàn)代坦克火控系統(tǒng)考慮的射擊準(zhǔn)備誤差已多達(dá)數(shù)十種，大大地提高了坦克炮的首發(fā)命中率，然而，再高的首發(fā)命中率也不能保證射彈在任何距離上都能首發(fā)命中目標(biāo)，那么，就存在一個(gè)次發(fā)射彈的射擊修正問(wèn)題。目前，我國(guó)現(xiàn)裝備的最先進(jìn)的穩(wěn)像式坦克火控系統(tǒng)，并沒(méi)有解決這一問(wèn)題。因坦克炮的交戰(zhàn)距離愈來(lái)愈遠(yuǎn)，憑肉眼觀察彈著點(diǎn)的難度越來(lái)越大，尤其是在行進(jìn)間射擊時(shí)，甚至無(wú)法觀察到炸點(diǎn)，所以，次發(fā)射彈的修正便無(wú)依據(jù)，往往是一炮手憑自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而進(jìn)行修正。這樣，很難保證次發(fā)射彈有很高的命中率。從對(duì)抗的角度來(lái)看，裝有先進(jìn)火控系統(tǒng)的現(xiàn)代主戰(zhàn)坦克進(jìn)行輪流對(duì)抗射擊，一般情況下很難有發(fā)射第三發(fā)炮彈的機(jī)會(huì)。也就是說(shuō)，如果前兩發(fā)炮彈還未能將對(duì)方擊毀的話，那么，很可能就會(huì)在發(fā)射第三發(fā)炮彈之前被對(duì)方擊毀。由此看來(lái)，先敵開(kāi)火，首發(fā)命中或者是次發(fā)命中目標(biāo)，是何等的重要。因此，我國(guó)的主戰(zhàn)坦克上迫切需要裝備大閉環(huán)火控系統(tǒng)。 　　大閉環(huán)控制原理是國(guó)外70年代發(fā)展起來(lái)的新原理。它已成功地應(yīng)用于美國(guó)“密集陣”艦載高炮火控系統(tǒng)，并且在美國(guó)90年代主戰(zhàn)坦克的HIMAG試驗(yàn)車(chē)上作了試驗(yàn)。所謂大閉環(huán)控制原理，就是利用彈丸跟蹤測(cè)角和測(cè)距裝置實(shí)時(shí)測(cè)出坦克炮前一發(fā)彈射擊的脫靶偏差量，并自動(dòng)輸入火控計(jì)算機(jī)進(jìn)行后一發(fā)彈的修正計(jì)算，然后坦克炮根據(jù)火控計(jì)算機(jī)修正的射擊諸元進(jìn)行后一發(fā)彈的射擊。由此可見(jiàn)，大閉環(huán)坦克火控系統(tǒng)實(shí)際上是對(duì)彈丸的脫靶偏差量進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和實(shí)時(shí)修正。要應(yīng)用這種原理，坦克火控系統(tǒng)除必須配備目標(biāo)自動(dòng)跟蹤裝置以及彈丸跟蹤測(cè)角和測(cè)距裝置之外，還必須采用數(shù)字式火控計(jì)算機(jī)，因?yàn)樗艽鎯?chǔ)所計(jì)算的射擊諸元，并且能根據(jù)所測(cè)定的脫靶距離實(shí)時(shí)修正坦克炮射擊諸元。從目前國(guó)外的研究和試驗(yàn)情況來(lái)看，目標(biāo)自動(dòng)跟蹤裝置可以采用閉路電視和熱成像儀，彈丸跟蹤測(cè)角和測(cè)距裝置可以采用無(wú)線電定位傳感器和其它光電傳感器。我國(guó)最新主戰(zhàn)坦克WZ123車(chē)已經(jīng)裝備了熱成像儀，無(wú)線電定位技術(shù)也是成熟技術(shù)，所以具備了發(fā)展大閉環(huán)火控系統(tǒng)的技術(shù)條件，發(fā)展大閉環(huán)火控系統(tǒng)不僅是可能的，而且也是非常現(xiàn)實(shí)的。 　　坦克火控系統(tǒng)采用大閉環(huán)控制原理，可以提高次發(fā)射彈的命中率，特別是可以大幅度地提高對(duì)在越野地形上作高速機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)命中率，減少?gòu)椀绤?shù)自動(dòng)修正傳感器和人工裝定的各種環(huán)境數(shù)據(jù)修正量，從而縮短坦克炮射擊準(zhǔn)備的時(shí)間。但是，它要求坦克炮的射速要高，彈丸的飛行時(shí)間要短。 2.2　發(fā)展目標(biāo)自動(dòng)跟蹤火控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)搜索、識(shí)別和跟蹤自動(dòng)化 　　我國(guó)最新型的主戰(zhàn)坦克88A、88B、88C和WZ123坦克裝備的穩(wěn)像式火控系統(tǒng)，其自動(dòng)化程度還比較低，對(duì)目標(biāo)的搜索和識(shí)別完全依靠坦克乘員用肉眼借助光電傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)目標(biāo)的跟蹤也是依靠一炮手進(jìn)行手動(dòng)控制跟蹤。由于偽裝和隱身技術(shù)的廣泛運(yùn)用，在未來(lái)高技術(shù)條件下的局部戰(zhàn)爭(zhēng)中，不僅坦克乘員搜索、發(fā)現(xiàn)、識(shí)別目標(biāo)更加困難，而且在許多情況下，坦克乘員要在對(duì)目標(biāo)作戰(zhàn)的瞬間內(nèi)處理大量的信息。這就需要一個(gè)將傳感器、處理機(jī)和顯示器等裝置結(jié)合在一起的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)能從復(fù)雜的和混亂的散射干擾背景中更迅速、更可靠地提取目標(biāo)，從而使乘員能更快地對(duì)目標(biāo)開(kāi)火。 　　另外，國(guó)產(chǎn)穩(wěn)像式坦克火控系統(tǒng)，僅僅穩(wěn)定了瞄準(zhǔn)線和火炮，而車(chē)體和乘員沒(méi)有被穩(wěn)定，因此，一炮手或車(chē)長(zhǎng)捕捉到目標(biāo)識(shí)別后跟蹤目標(biāo)的精度較低，尤其是對(duì)作機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)不僅跟蹤誤差大，而且需花費(fèi)較長(zhǎng)的跟蹤/精瞄時(shí)間。如果識(shí)別辨認(rèn)目標(biāo)之后，火控系統(tǒng)能自動(dòng)控制瞄準(zhǔn)線跟蹤目標(biāo)，就能消除車(chē)體和人工跟蹤不穩(wěn)定導(dǎo)致的跟蹤/精瞄誤差，從而提高坦克在行進(jìn)間跟蹤運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的精度和縮短跟蹤/精瞄目標(biāo)的時(shí)間，進(jìn)一步縮短射擊反應(yīng)時(shí)間，提高命中率和大大減輕車(chē)長(zhǎng)/炮長(zhǎng)的工作負(fù)擔(dān)。因此，國(guó)產(chǎn)坦克火控系統(tǒng)，迫切需要提高自動(dòng)化程度，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)搜索、識(shí)別和跟蹤自動(dòng)化。目標(biāo)自動(dòng)跟蹤火控系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)，是在指揮儀式火控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上疊加了目標(biāo)跟蹤線的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)——跟蹤線——瞄準(zhǔn)線——火炮軸線的控制主線的開(kāi)環(huán)控制，使火控系統(tǒng)的技術(shù)性能提高到新的水平。在坦克火控系統(tǒng)中，可作為目標(biāo)自動(dòng)跟蹤的技術(shù)方案有：采用電視和熱成像傳感器的視頻跟蹤、毫米波雷達(dá)跟蹤以及激光雷達(dá)跟蹤等，但其中以視頻跟蹤方案最為成熟。所謂視頻跟蹤，是利用可見(jiàn)光的圖象傳感器（即電視攝像機(jī)）或熱成像傳感器攝取目標(biāo)的視頻圖像信號(hào)，進(jìn)行圖像跟蹤。在白天，可根據(jù)目標(biāo)圖象的可見(jiàn)特征跟蹤；在夜間或能見(jiàn)度差時(shí)，則可利用熱成像傳感器，根據(jù)目標(biāo)的熱特性進(jìn)行跟蹤，實(shí)現(xiàn)了晝夜兼用。其跟蹤過(guò)程是這樣的：裝在瞄準(zhǔn)鏡內(nèi)的圖象傳感器或熱成像傳感器將攝取的目標(biāo)可見(jiàn)特征或熱特征的圖象信號(hào)，或直接進(jìn)行視頻信號(hào)的處理，或送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理和分析，從場(chǎng)景圖像中識(shí)別出目標(biāo)，并經(jīng)過(guò)Kalman濾波確定出跟蹤線的位置后，計(jì)算出誤差，自動(dòng)控制瞄準(zhǔn)線對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤。同時(shí)，圖像信號(hào)還要送入顯示器，對(duì)目標(biāo)的圖像進(jìn)行顯示，供車(chē)長(zhǎng)和炮長(zhǎng)觀察和作出必要的判斷。 　　為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)自動(dòng)跟蹤器對(duì)跟蹤線和瞄準(zhǔn)線的控制，根據(jù)有關(guān)資料表明，有采用PI（比例加積分）控制方式，也有采用最優(yōu)控制方式的。不管哪種方式，在其控制過(guò)程中都有目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)器的環(huán)節(jié)存在，其作用是在自動(dòng)跟蹤器中的計(jì)算機(jī)根據(jù)圖像識(shí)別測(cè)量出目標(biāo)狀態(tài)參數(shù)（例如目標(biāo)速度等）之后，再對(duì)這些變量進(jìn)行最佳線性濾波即卡爾曼濾波計(jì)算，以便求出目標(biāo)狀態(tài)參數(shù)的最佳估計(jì)值，使火控計(jì)算機(jī)的重要輸入數(shù)據(jù)得到有效的預(yù)處理。 　　目標(biāo)自動(dòng)跟蹤器的核心是圖像跟蹤。在目標(biāo)圖像的跟蹤技術(shù)中，波門(mén)跟蹤與相關(guān)跟蹤是最常見(jiàn)的跟蹤技術(shù)。波門(mén)跟蹤主要是模擬圖像的跟蹤，它能在場(chǎng)景圖像中根據(jù)目標(biāo)的某些特征，確定目標(biāo)的位置，并且從所辨別的目標(biāo)信息中產(chǎn)生跟蹤信號(hào)，其具體的跟蹤原理有邊緣跟蹤、形心跟蹤等。相關(guān)跟蹤則是將場(chǎng)景圖像數(shù)字化后，利用現(xiàn)場(chǎng)圖像與前一時(shí)刻所選定的樣板圖像的相關(guān)函數(shù)來(lái)確定兩個(gè)圖像的最佳匹配位置，從而確定目標(biāo)的位置。相關(guān)跟蹤比波門(mén)跟蹤能利用更多的圖像信息，可用來(lái)跟蹤相當(dāng)小的目標(biāo)和在復(fù)雜背景條件下實(shí)現(xiàn)跟蹤，是目前較先進(jìn)的一種跟蹤技術(shù)。而近期受到人們重視的多特征視頻跟蹤技術(shù)，又將相關(guān)跟蹤與邊緣跟蹤或相關(guān)跟蹤與形心跟蹤融合在一個(gè)跟蹤器中，可明顯提高目標(biāo)跟蹤的可靠性。與指揮儀式火控系統(tǒng)相比，目標(biāo)自動(dòng)跟蹤火控系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)： 　　a.大大縮短了火控系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間 　　指揮儀式火控系統(tǒng)依靠人工進(jìn)行跟蹤和瞄準(zhǔn)，跟蹤過(guò)程與測(cè)定目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度所需的跟蹤時(shí)間較長(zhǎng)；而目標(biāo)自動(dòng)跟蹤火控系統(tǒng)依靠目標(biāo)自動(dòng)跟蹤器自動(dòng)進(jìn)行跟蹤與瞄準(zhǔn)，跟蹤過(guò)程與測(cè)量運(yùn)動(dòng)參數(shù)的時(shí)間短，因而縮短了系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間。據(jù)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)表明，目標(biāo)自動(dòng)跟蹤火控系統(tǒng)攔截目標(biāo)的時(shí)間僅為人工跟蹤的1/5～1/10。 　　b.提高了行進(jìn)間射擊的命中率 　　指揮儀式火控系統(tǒng)雖然穩(wěn)定了瞄準(zhǔn)線和火炮，但在行進(jìn)間的人工跟蹤過(guò)程中由于車(chē)體運(yùn)動(dòng)和人為因素，還會(huì)給目標(biāo)速度的測(cè)量帶來(lái)誤差。而目標(biāo)自動(dòng)跟蹤火控系統(tǒng)或是在圖像跟蹤過(guò)程中自動(dòng)快速測(cè)定目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度，或是在已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤的情況下通過(guò)速度傳感器進(jìn)行測(cè)量，而且又采用了目標(biāo)狀態(tài)估計(jì)的Kalman濾波器，既可以減少目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)量誤差，跟蹤精度又可比人工跟蹤顯著提高，因此明顯地提高了行進(jìn)間射擊的命中率。 　　c.提高了坦克的持續(xù)作戰(zhàn)能力 　　坦克上的人力資源是最重要的資源。由于實(shí)現(xiàn)了跟蹤和瞄準(zhǔn)的自動(dòng)化，減輕了一炮手的工作負(fù)擔(dān)，在自動(dòng)跟蹤目標(biāo)時(shí)，一炮手無(wú)須執(zhí)行行進(jìn)間射擊的復(fù)雜操縱程序，只須簡(jiǎn)單操作并監(jiān)視目標(biāo)自動(dòng)跟蹤的工作情況即可。人力資源的節(jié)約，必將促進(jìn)坦克持續(xù)作戰(zhàn)能力的加強(qiáng)。 　　日本的90式主戰(zhàn)坦克火控系統(tǒng)具有先進(jìn)的自動(dòng)跟蹤能力。它是利用熱成像儀的輸出信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤的。自動(dòng)跟蹤器能有效地跟蹤地面目標(biāo)，特別是能有效地跟蹤像直升機(jī)那樣的空中目標(biāo)。在坦克停止間或行進(jìn)時(shí)它都可使用。當(dāng)不用自動(dòng)跟蹤器進(jìn)行跟蹤時(shí)，炮長(zhǎng)或車(chē)長(zhǎng)使用他們的手動(dòng)控制器跟蹤目標(biāo)。使用自動(dòng)跟蹤器時(shí)，在捕捉到目標(biāo)之后炮長(zhǎng)唯一要做的操作是：一旦目標(biāo)進(jìn)入瞄準(zhǔn)鏡的跟蹤門(mén)，就按壓一下鎖定開(kāi)關(guān)，如果目標(biāo)暫時(shí)丟失（當(dāng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)到掩蔽物之后），瞄準(zhǔn)鏡還會(huì)以同樣的速度繼續(xù)跟蹤。當(dāng)目標(biāo)重新出現(xiàn)時(shí)，一炮手就可迅速地再次鎖定目標(biāo)而進(jìn)行自動(dòng)跟蹤。 　　目前，除日本的90式主戰(zhàn)坦克具有自動(dòng)跟蹤目標(biāo)的功能外，以色列的“梅卡瓦”3型主戰(zhàn)坦克也裝有自動(dòng)跟蹤器。它們代表了坦克火控的發(fā)展方向，有可能取代指揮儀式坦克火控系統(tǒng)。 2.3　發(fā)展高平結(jié)合、彈炮一體化的火控系統(tǒng)，提高主戰(zhàn)坦克的空射和遠(yuǎn)戰(zhàn)能力 　　在未來(lái)高技術(shù)條件下的局部戰(zhàn)爭(zhēng)中，對(duì)主戰(zhàn)坦克的威脅不僅來(lái)自地面的反坦克武器，而且來(lái)自空中的威脅較之地面有過(guò)之而無(wú)不及。尤其是目前各國(guó)均注重武裝直升機(jī)的發(fā)展和作戰(zhàn)應(yīng)用，這無(wú)疑對(duì)坦克構(gòu)成了致命的威脅。反坦克武裝直升機(jī)具有獨(dú)特的飛行能力，優(yōu)越的機(jī)動(dòng)性能，良好的視野條件和強(qiáng)大的火力系統(tǒng)。具有遠(yuǎn)距離（6000m～7000m）攻擊能力和發(fā)射后不用管的自動(dòng)尋的導(dǎo)彈。如法國(guó)裝有“霍特”導(dǎo)彈的小羚羊攻擊直升機(jī)對(duì)坦克的命中概率為81%，摧毀坦克的概率為100%。美軍的AH—64攻擊直升機(jī)裝有一門(mén)30mm航炮，16枚反坦克導(dǎo)彈或4個(gè)火箭發(fā)射器或空對(duì)空導(dǎo)彈。據(jù)美、英、法、俄等國(guó)的多次模擬作戰(zhàn)對(duì)抗試驗(yàn)表明：反坦克武裝直升機(jī)和坦克的損失比一般在1：14～1：20之間，平均為1：17.3最高達(dá)0：20，武裝直升機(jī)已成為主戰(zhàn)坦克的天敵。因此，我軍主戰(zhàn)坦克的空射能力亟待提高，而單靠12.7mm坦克高射機(jī)槍是不能勝任對(duì)空防御作戰(zhàn)任務(wù)的。發(fā)展既能對(duì)地攻擊，又能對(duì)空射擊的一體化火控系統(tǒng)，提高主戰(zhàn)坦克的空射能力，從而提高主戰(zhàn)坦克戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。不僅是坦克火控系統(tǒng)發(fā)展的需要，也是打贏未來(lái)高技術(shù)條件下局部戰(zhàn)爭(zhēng)的需要。 　　彈炮結(jié)合一體化，既解決了近距離的坦克炮射擊問(wèn)題，又提高了主戰(zhàn)坦克的遠(yuǎn)戰(zhàn)能力（對(duì)空和對(duì)地射擊的能力），通過(guò)遠(yuǎn)近結(jié)合，彈炮互補(bǔ)，可以大大地提高坦克的整體作戰(zhàn)效能，因此，今后應(yīng)注重發(fā)展多能型坦克火控系統(tǒng)，努力實(shí)現(xiàn)高平結(jié)合、曲直結(jié)合和彈炮結(jié)合。俄軍為了提高其主戰(zhàn)坦克的遠(yuǎn)戰(zhàn)能力，一直堅(jiān)持一炮多用，彈炮結(jié)合。其T-90E主戰(zhàn)坦克裝備的125mm2A46A1滑膛炮，既能發(fā)射普通炮彈，又能發(fā)射激光制導(dǎo)的AT-11“狙擊手”反坦克導(dǎo)彈，攻擊距離可達(dá)5000m。T-80主戰(zhàn)坦克125mm滑膛炮既能發(fā)射普通炮彈，又能發(fā)射AT-88（鳴禽）無(wú)線電指令制導(dǎo)的、半自主式指令有線瞄準(zhǔn)式炮射導(dǎo)彈，最大射程達(dá)4000m。另外，T-72、T-62主戰(zhàn)坦克也分別裝有炮射導(dǎo)彈，其技術(shù)已相當(dāng)成熟，不僅適用于坦克內(nèi)的自動(dòng)裝彈機(jī)，而且具有較高的飛行速度，因此不僅能有效地對(duì)抗帶有爆炸式反應(yīng)裝甲的坦克，而且還能用于攻擊直升飛機(jī)，極大地提高了坦克的對(duì)空和對(duì)地的攻擊距離。美軍為M1A1和M1A2坦克研制的XM872火箭助推靈巧動(dòng)能穿甲彈可將攻擊距離增至10km，而XM943靈巧的目標(biāo)激活發(fā)射后就不管（STAFF）炮彈可實(shí)現(xiàn)間瞄發(fā)射和對(duì)隱敝目標(biāo)的攻擊，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)頂部裝甲的攻擊。由此可以看出，世界強(qiáng)國(guó)都非常注重提高主戰(zhàn)坦克的遠(yuǎn)戰(zhàn)能力。 2.4　發(fā)展CO2激光測(cè)距儀，提高坦克的全天侯作戰(zhàn)能力 2.4.1　Nd：YAG激光測(cè)距儀的缺陷 　　目前，我國(guó)主戰(zhàn)坦克裝備的激光測(cè)距儀均為Nd：YAG激光測(cè)距儀，它屬于第二代激光測(cè)距儀，其波長(zhǎng)為1.06μm，是不可見(jiàn)的近紅外光。與第一代紅寶石激光測(cè)距儀相比，其電光轉(zhuǎn)換效率高、閾值低、能在高重復(fù)頻率下工作，電耗降低、體積減小，且具有隱敝性，因而獲得廣泛應(yīng)用，成為海、陸、空三軍大量裝備的主要軍用激光測(cè)距儀。然而，Nd：YAG激光測(cè)距儀存在下述三點(diǎn)嚴(yán)重缺陷： 　　①對(duì)人的眼睛損傷較大。Nd：YAG激光測(cè)距儀發(fā)出的激光能量能通過(guò)人眼被聚焦在視網(wǎng)膜上，在近距離能使人眼致盲，在遠(yuǎn)距離時(shí)能損傷人眼，因而給訓(xùn)練和試驗(yàn)帶來(lái)了很大的困難。 　　②全天候測(cè)距能力低。3～5μm（中紅外線）波長(zhǎng)域和8～14μm（遠(yuǎn)紅外線）波長(zhǎng)域，是紅外線的兩個(gè)大氣窗口，而Nd：YAG激光測(cè)距儀產(chǎn)生的激光波長(zhǎng)是1.06μm，該波長(zhǎng)不位于紅外線大氣窗口的波長(zhǎng)域內(nèi)，因此其在大氣中的傳播能力低，易受干擾。在有霧、霾的氣象條件下和戰(zhàn)場(chǎng)煙塵的環(huán)境中，不僅測(cè)距的精度和質(zhì)量不能保證，甚至根本無(wú)法實(shí)施測(cè)距。這意味著Nd：YAG激光測(cè)距儀受能見(jiàn)度的影響很大，降低了主戰(zhàn)坦克全天侯作戰(zhàn)的能力。 　　③兼容性差。我國(guó)新型主戰(zhàn)坦克WZ123車(chē)已裝備了熱成像儀，為了提高我軍裝甲兵的夜戰(zhàn)能力，今后必將大量裝備熱像儀。由于熱成像儀的工作波段是8～12μm，故1.06μm的Nd：YAG激光測(cè)距儀與其兼容性差。因?yàn)樗鼈児ぷ髟诓煌牟ǘ危圆粌H不能實(shí)現(xiàn)部件和元件的共用，而且用熱像儀能觀察到的目標(biāo)，不一定能用Nd：YAG激光測(cè)距儀測(cè)到它的距離（因?yàn)闊岢上駜x具有較強(qiáng)的穿透煙、霧、雪、塵埃的能力，而Nd：YAG激光測(cè)距儀的穿透能力則較低）。為此需進(jìn)一步發(fā)展能量轉(zhuǎn)換效率和輸出功率更高且對(duì)人眼安全的新型坦克激光測(cè)距儀，而CO2激光測(cè)距儀便是符合這一要求的激光測(cè)距儀之一。 2.4.2　CO2激光測(cè)距儀的優(yōu)點(diǎn) 　　波長(zhǎng)為10.59μm的CO2激光測(cè)距儀與1.06μm的Nd：YAG激光測(cè)距儀相比，其具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)： 　　①傳輸能力強(qiáng) 　　CO2激光測(cè)距儀的工作波長(zhǎng)是10.59μm，該波長(zhǎng)正好位于8～14μm的遠(yuǎn)紅外線大氣窗口，故其大氣傳輸性能好，透過(guò)大氣霧、霾和戰(zhàn)場(chǎng)煙塵的能力強(qiáng)，能見(jiàn)度對(duì)其影響很小。 　　②對(duì)人眼安全 　　中小功率的CO2激光器的10.59μm波長(zhǎng)遠(yuǎn)離眼睛的透射波長(zhǎng)（可見(jiàn)光和近紅外波段），它由角膜吸收，不損傷視網(wǎng)膜，因而不會(huì)損傷或致盲受到照射的人眼，在訓(xùn)練與演習(xí)中不受安全性的限制，不必配帶防護(hù)鏡和在儀器內(nèi)加裝防護(hù)濾光片。 　　③與熱像儀（工作波長(zhǎng)）8～12μm）兼容性好 　　CO2激光測(cè)距儀與熱像儀可以共用光學(xué)系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)、接受機(jī)和電源，從而使組合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積縮小，重量減輕，成本降低。此外，它們?cè)谛阅苌弦蚕嗳荨? 　　④效率高 　　燈泵Nd：YAG效率一般為1～3%，最高不超過(guò)5%，而CO2激光器的效率一般為10～20%，高的可達(dá)25%，從而可減小整機(jī)的重量和體積。 　　目前，世界上戰(zhàn)技性能先進(jìn)的主戰(zhàn)坦克，已裝備了CO2激光測(cè)距儀。如美國(guó)的M1A1、M1A2，韓國(guó)的88式，英國(guó)的“挑戰(zhàn)者”2等等，CO2坦克激光測(cè)距儀的良好性能在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中得到了充分的驗(yàn)證，可以預(yù)測(cè)，CO2激光測(cè)距儀將逐漸取代Nd：YAG激光測(cè)距儀。 2.5　將坦克火控系統(tǒng)納入車(chē)輛綜合電子系統(tǒng) 　　現(xiàn)代坦克火控系統(tǒng)的電子元件和電氣系統(tǒng)較多，從而導(dǎo)致車(chē)內(nèi)布線錯(cuò)縱復(fù)雜，不僅占用大量的空間，而且其防護(hù)性能和可靠性也隨之降低。若將坦克火控系統(tǒng)融于車(chē)輛綜合電子系統(tǒng)，即以數(shù)據(jù)總線為脈絡(luò)，將所有電子電氣系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)綜合系統(tǒng)，并為今后將要使用的電子系統(tǒng)留有接口，將目標(biāo)探測(cè)與跟蹤、火炮控制、炮彈自動(dòng)裝填、部件工況監(jiān)控、各種信息獲取與傳輸、戰(zhàn)場(chǎng)指揮與控制、定位導(dǎo)航等等，均納入車(chē)輛綜合電子系統(tǒng)，充分利用系統(tǒng)的冗余度設(shè)計(jì)提高各子系統(tǒng)乃至整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，利用數(shù)字傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn)縮短反應(yīng)時(shí)間和提高保密性，通過(guò)快速傳遞信息，就能充分調(diào)動(dòng)各個(gè)作戰(zhàn)單元的作戰(zhàn)效能以達(dá)到提高整體作戰(zhàn)效能的目的。 　　法國(guó)的勒克萊爾坦克是按照車(chē)輛電子系統(tǒng)一體化的思想來(lái)設(shè)計(jì)的。它的電子設(shè)備是圍繞著一條數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線配置的，大約有30臺(tái)8位、16位或32位微處理機(jī)用來(lái)控制各部件的工作和對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。通過(guò)數(shù)據(jù)總線，各設(shè)備之間可以連續(xù)地交換數(shù)據(jù)，并且當(dāng)部件發(fā)生故障或損壞時(shí)，可以對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)重新安排。勒克萊爾坦克的車(chē)輛電子系統(tǒng)能使坦克乘員將重要的信息傳遞給其它坦克和較高級(jí)的指揮機(jī)構(gòu)，也可以從他們中接收信息。這些信息包括坦克的位置坐標(biāo)、已被探測(cè)到的敵方部隊(duì)的規(guī)模和位置、彈藥數(shù)量和油料剩余量、坦克火控系統(tǒng)以及其它各系統(tǒng)的工作狀態(tài)等等。 　　美國(guó)陸軍已將“車(chē)際情報(bào)系統(tǒng)”（IVIS）配置到M1A2主戰(zhàn)坦克上。IVIS的功能是由在標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輛電子系統(tǒng)硬件模塊上運(yùn)行的軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。各部件間的聯(lián)系通過(guò)雙冗余軍用標(biāo)準(zhǔn)1553B數(shù)據(jù)總線。故障管理軟件可以使一種設(shè)備代替另一種已出故障的相應(yīng)的設(shè)備。例如，如果火控系統(tǒng)的炮塔電子系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，車(chē)體電子系統(tǒng)可以承擔(dān)總線控制器的工作，并可以為火控系統(tǒng)提供彈道計(jì)算。 　　另外，美國(guó)M109A6型155mm自行榴彈炮、M2A3型戰(zhàn)車(chē)（由M2A2布雷德利戰(zhàn)車(chē)改進(jìn)）和XM8裝甲戰(zhàn)車(chē)火炮系統(tǒng)也已配備了車(chē)輛電子系統(tǒng)。 　　我軍裝甲兵數(shù)字化試驗(yàn)部隊(duì)的數(shù)字化坦克，也裝有車(chē)輛綜合電子信息系統(tǒng)。通過(guò)數(shù)據(jù)總線將車(chē)內(nèi)的主計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、火控系統(tǒng)、推進(jìn)、防護(hù)等電子系統(tǒng)聯(lián)成一體，實(shí)施信息的傳遞與分配。對(duì)外與連營(yíng)組成信息網(wǎng)，對(duì)內(nèi)采集車(chē)間信息，控制有關(guān)設(shè)備。 　　綜上所述，將坦克火控系統(tǒng)納入車(chē)輛綜合電子系統(tǒng)是未來(lái)主戰(zhàn)坦克火控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，而車(chē)輛綜合電子系統(tǒng)是數(shù)字化坦克不可缺少的核心部件。它不僅可以提高整個(gè)車(chē)輛系統(tǒng)的可靠性，而且還具有良好的可擴(kuò)展性，可減輕坦克乘員的工作負(fù)擔(dān)，便于與整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)C3I系統(tǒng)連接等優(yōu)點(diǎn)，是今后的發(fā)展方向。 2.6　發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化、組件化、小型化的坦克火控系統(tǒng) 　　主戰(zhàn)坦克既是陸戰(zhàn)場(chǎng)上的突擊力量，也是眾多的反坦克武器的眾矢之的。因此，主戰(zhàn)坦克極易遭受到來(lái)自地面和空中武器的攻擊。而坦克火控系統(tǒng)的各種電子部件和連接電纜等又是易損部件，坦克一旦中彈，火控部件的損壞在所難免。坦克火控系統(tǒng)如能實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和組件化，既便于和平時(shí)期的維護(hù)保養(yǎng)，也便于戰(zhàn)時(shí)的勤務(wù)保障，不僅節(jié)約了人力物力和財(cái)力，而且提高了火控系統(tǒng)的再生率，從而提高了主戰(zhàn)坦克的戰(zhàn)斗力和生存力。另外，隨著各種高技術(shù)武器裝備在主戰(zhàn)坦克上的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致主戰(zhàn)坦克的車(chē)內(nèi)空間越來(lái)越狹窄，而火控系統(tǒng)的小型化可有助于緩解這一日益突出的矛盾，從而為坦克乘員提供更大自由度的活動(dòng)空間，為坦克乘員戰(zhàn)斗力的充分發(fā)揮創(chuàng)造更為有利的環(huán)境和條件。 作者簡(jiǎn)介:朱英貴，男，1958年生。副教授，碩士生導(dǎo)師。中國(guó)人民解放軍射擊學(xué)會(huì)會(huì)員，《射擊學(xué)報(bào)》雜志編委。1980年畢業(yè)于蚌埠坦克學(xué)院，現(xiàn)從事坦克火力運(yùn)用理論與實(shí)踐的教學(xué)和科研工作。孔凡清，男，1963年生，講師，1986年畢業(yè)于中國(guó)人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院，從事坦克構(gòu)造學(xué)教學(xué)和坦克火控系統(tǒng)的理論研究及裝備維修工作。李炳志，男，1963年生1987年畢業(yè)于南京陸軍學(xué)院，現(xiàn)為坦克學(xué)院講師。 參考文獻(xiàn) 1　楊培根等.兵工情報(bào)研究報(bào)告.北京：兵器工業(yè)情報(bào)研究所，1994 2　總參裝甲兵部.國(guó)外坦克火控系統(tǒng)與部件.北京：解放軍出版社，1984 3　周啟煌等.坦克火力控制系統(tǒng).北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1997 編輯:何世平