坦克裝甲車輛綜合電子系統(tǒng)

20世紀(jì)80年代后期，電子信息技術(shù)的發(fā)展標(biāo)志著工業(yè)時(shí)代向信息時(shí)代的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)代高技術(shù)條件下的戰(zhàn)場將是信息化、數(shù)字化的戰(zhàn)場。在信息化的戰(zhàn)場上，戰(zhàn)爭的結(jié)果越來越取決于對戰(zhàn)場信息地獲取、傳輸、控制和有效利用。

軍事電子信息系統(tǒng)是一種綜合性的人機(jī)交互系統(tǒng)，用數(shù)字技術(shù)來完成信息的收集、傳輸、控制、處理和利用，以發(fā)揮作戰(zhàn)部隊(duì)和武器系統(tǒng)的最大效能。

軍事電子信息系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：

①20世紀(jì)70年代至80年代，軍事電子信息系統(tǒng)概念形成階段。在此階段為分立的系統(tǒng)，美國稱之為C3I（指揮、控制、通信、情報(bào)）系統(tǒng)，前蘇聯(lián)稱之為指揮自動(dòng)化系統(tǒng)。

②海灣戰(zhàn)爭后到20世紀(jì)90年代中期，軍事電子信息系統(tǒng)走向綜合化。美國稱之為C4I（指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)、情報(bào)）系統(tǒng)和IC4I（綜合化指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)、情報(bào)）系統(tǒng)。

③1994年以后，軍事電子信息系統(tǒng)走向一體化、信息化和數(shù)字化。其代表為美國的C4ISR（指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)、情報(bào)、監(jiān)視和偵察）系統(tǒng)和數(shù)字化部隊(duì)信息系統(tǒng)。

軍事電子信息系統(tǒng)包括戰(zhàn)略級(jí)軍事電子信息系統(tǒng)、戰(zhàn)術(shù)級(jí)軍事電子信息系統(tǒng)和武器平臺(tái)電子信息系統(tǒng)。

坦克裝甲車輛電子信息系統(tǒng)是軍事電子信息系統(tǒng)的重要組成部分，它是以坦克裝甲車輛為主要載體和平臺(tái)的軍事電子信息系統(tǒng)。坦克裝甲車輛電子信息系統(tǒng)包括裝甲戰(zhàn)術(shù)級(jí)電子信息系統(tǒng)和坦克裝甲車輛綜合電子系統(tǒng)。

下面我們主要來聊聊關(guān)于坦克裝甲車輛綜合電子系統(tǒng)五個(gè)方面的內(nèi)容:

1.裝甲車輛綜合電子技術(shù)的發(fā)展概況;

2.裝甲車輛綜合電子系統(tǒng)的組成;

3.車輛綜合電子系統(tǒng)的功能要求;

4.多路傳輸數(shù)據(jù)總線技術(shù);

5.坦克裝甲車輛綜合電子子系統(tǒng)及其數(shù)字化技術(shù);

一、裝甲車輛綜合電子技術(shù)的發(fā)展概況

綜合電子技術(shù)是首先在美國航空界發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，相應(yīng)學(xué)科稱為航空電子學(xué)，以后應(yīng)用到坦克裝甲車輛上，成為車輛綜合電子技術(shù)，與之相應(yīng)的學(xué)科稱為車輛電子學(xué)。1976年開始美軍按美軍標(biāo)MIL-STD-1553A和MIL-STD-1553B（飛機(jī)內(nèi)部時(shí)分制指令/響應(yīng)式多路傳輸數(shù)據(jù)總線軍用標(biāo)準(zhǔn)）研制“電源管理與分配系統(tǒng)”，以后裝入M1A1坦克。

 海灣戰(zhàn)爭中馳騁在伊拉克沙漠的M1A1主戰(zhàn)坦克

20世紀(jì)80年代中期，美國陸軍坦克自動(dòng)車輛司令部制定了標(biāo)準(zhǔn)陸軍車輛電子學(xué)結(jié)構(gòu)（SAVA），同時(shí)還提出了“戰(zhàn)場管理系統(tǒng)”的構(gòu)想，這些為車輛綜合電子系統(tǒng)的研制提供了基礎(chǔ)。

首次正式應(yīng)用車輛綜合電子技術(shù)的是美國的M1A2坦克，稱之為“車際信息系統(tǒng)”（IVIS）。該系統(tǒng)用MIL-STD-1553B多路傳輸數(shù)據(jù)總線將車輛的主計(jì)算機(jī)和通信裝置與乘員顯示控制裝置、車長獨(dú)立熱成像瞄準(zhǔn)鏡、火控系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)字式電子控制裝置、定位/導(dǎo)航等有關(guān)電子分系統(tǒng)連成一體。實(shí)現(xiàn)了各分系統(tǒng)信息交換及數(shù)據(jù)共享，并用來控制數(shù)據(jù)傳遞順序，有次序有選擇地向乘員提供系統(tǒng)的工作狀況和參數(shù)。還可通過電臺(tái)將車輛主要信息傳送到上級(jí)指揮車輛。

高速機(jī)動(dòng)中的M1A2SEP主戰(zhàn)坦克

在1994年4月美軍通過了M1A2坦克“系統(tǒng)改進(jìn)計(jì)劃”，重點(diǎn)是改進(jìn)計(jì)算機(jī)的核心部分，以便能采用陸軍的指揮控制的軟件和操作系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。其最主要硬件改進(jìn)包括：第二代熱成像瞄準(zhǔn)鏡、增強(qiáng)型定位報(bào)告電臺(tái)、全球定位系統(tǒng)、發(fā)電/冷卻系統(tǒng)、高性能的顯示器、戰(zhàn)場戰(zhàn)斗識(shí)別系統(tǒng)及多用途化檢測器。

M1A2ESP主戰(zhàn)坦克內(nèi)部炮手位的觀瞄裝置

1987年英國皇家武器與發(fā)展中心（現(xiàn)在的國防研究局）開始從事“車輛電子學(xué)研究防務(wù)倡議（VERDI）計(jì)劃”，在“武士”戰(zhàn)車上設(shè)計(jì)安裝一套超級(jí)模塊化的車輛電子學(xué)設(shè)備，做成了一臺(tái)技術(shù)表演用的偵察車，該車命名為“跟蹤者”（TRACER）偵察車。VERDI結(jié)構(gòu)有四個(gè)主要部分：視頻總線、指揮控制總線、公用設(shè)備總線和通信總線，所有四個(gè)部件通過標(biāo)準(zhǔn)總線相連接。總線將傳感器平臺(tái)、武器平臺(tái)、乘員顯示裝置及通信設(shè)備結(jié)合成一體。5名乘員各配有兩個(gè)多功能顯示終端，可由此獲得信息并通過終端進(jìn)行操縱，傳感器等信息可通過電臺(tái)實(shí)時(shí)地告之后方。后來，英國又將車輛綜合電子技術(shù)應(yīng)用到挑戰(zhàn)者2主戰(zhàn)坦克上。

一輛披甲上陣的挑戰(zhàn)者2主戰(zhàn)坦克

法國勒克萊爾坦克1983年開始進(jìn)行設(shè)計(jì)，是從設(shè)計(jì)階段就開始采用綜合電子技術(shù)的第一種主戰(zhàn)坦克。勒克萊爾坦克所有電子部件和設(shè)備均采用全數(shù)字化集成電子元件，并通過GAMT101多路傳輸數(shù)據(jù)總線相互連接，系統(tǒng)有兩臺(tái)主計(jì)算機(jī)，一臺(tái)用于火控系統(tǒng)，并兼任總線控制器，另一臺(tái)供伺服裝置使用的計(jì)算機(jī)作為備份的總線控制器。全車共采用了30個(gè)帶有8位、16位和32位微處理機(jī)的計(jì)算機(jī)單元。無論車體內(nèi)還是炮塔內(nèi)，數(shù)據(jù)總線都保證傳感器、計(jì)算機(jī)、定位導(dǎo)航、動(dòng)力傳動(dòng)裝置之間的所有信息傳遞，這些信息不僅可傳遞給乘員，還可通過電臺(tái)傳遞給其他坦克或指揮所。

準(zhǔn)備參加閱兵的勒克萊爾主戰(zhàn)坦克

隨著美、法、英坦克的數(shù)字化發(fā)展趨勢，以色列坦克采用了一種稱為“戰(zhàn)斗車輛綜合系統(tǒng)”的綜合電子系統(tǒng)，該系統(tǒng)的核心部分是雙重顯示裝置，安裝于車長位置，一個(gè)顯示器讀取地圖、敵/友位置信息及后勤狀態(tài)信息，另一個(gè)顯示器上讀取靜態(tài)目標(biāo)圖像，透明圖上可顯示車載儀器及傳感器輸入數(shù)據(jù)，使車長可履行其通常操縱車輛與武器的職能。利用車載電臺(tái)，車長還可以向下屬車輛或上級(jí)司令部門傳送圖像。車長位置與車上其他系統(tǒng)及傳感器的聯(lián)通是通過一套標(biāo)準(zhǔn)化的1553B多路傳輸數(shù)據(jù)總線和專用的高速數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)的。

二、裝甲車輛綜合電子系統(tǒng)的組成

隨著電子技術(shù)與車輛技術(shù)的發(fā)展，在一些國家的第三代和第四代主戰(zhàn)坦克，如美國M1A2坦克、法國的勒克萊爾坦克、英國挑戰(zhàn)者2坦克中出現(xiàn)了車輛綜合電子系統(tǒng)。該系統(tǒng)為開放體系結(jié)構(gòu)，它以數(shù)據(jù)總線為核心，將車內(nèi)原有的電子電氣系統(tǒng)和新增的指揮、控制、計(jì)算機(jī)、情報(bào)監(jiān)視、偵察等設(shè)備或子系統(tǒng)綜合成一個(gè)大系統(tǒng)，形成一個(gè)分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，以單車為基點(diǎn)實(shí)現(xiàn)指揮自動(dòng)化，并通過車際信息系統(tǒng)與上級(jí)電子信息系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)車內(nèi)、車際信息共享。通過數(shù)字化的顯示控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)了良好的人機(jī)信息交換。圖1為“勒克萊爾”坦克綜合電子系統(tǒng)的示意圖。

圖1 “勒克萊爾”坦克綜合電子系統(tǒng)示意圖

在車輛綜合電子系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)、顯示系統(tǒng)加上人構(gòu)成車輛的“大腦”，數(shù)據(jù)總線構(gòu)成車輛的“神經(jīng)”，其他各功能系統(tǒng)構(gòu)成車輛的“器官”，由此使坦克裝甲車輛成為一個(gè)功能完備、協(xié)調(diào)的智能化整體，從而實(shí)現(xiàn)坦克裝甲車輛的綜合化、數(shù)字化與智能化。

車輛綜合電子系統(tǒng)按功能分為四個(gè)部分：

①數(shù)據(jù)控制和分配分系統(tǒng)。該系統(tǒng)也稱數(shù)據(jù)總線，負(fù)責(zé)車內(nèi)信息調(diào)度與傳輸。

②乘員控制和顯示分系統(tǒng)。該系統(tǒng)為系統(tǒng)的人-機(jī)接口部分。

③計(jì)算機(jī)資源分系統(tǒng)。該分系統(tǒng)為車輛各功能分系統(tǒng)提供了智能資源、數(shù)據(jù)和信號(hào)處理及控制功能。

④電源管理和分配分系統(tǒng)。該分系統(tǒng)負(fù)責(zé)將電能分配給車輛上所有分系統(tǒng)，并對其進(jìn)行開關(guān)控制。

三、車輛綜合電子系統(tǒng)的功能要求

①采用先進(jìn)的多路傳輸數(shù)據(jù)總線和數(shù)字傳輸技術(shù)，構(gòu)成車內(nèi)信息高速公路。如以美國M1A2主戰(zhàn)坦克的MIL-STD-1553B和法國“勒克萊爾”坦克GAMT-101為代表的指令響應(yīng)式多路傳輸數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)，它能在車輛綜合電子系統(tǒng)中起著神經(jīng)中樞的作用，將全車連接成一個(gè)完整的信息網(wǎng)絡(luò)。

②具有數(shù)字式數(shù)據(jù)輸出能力，以便能夠構(gòu)成全車信息系統(tǒng)，這些主要車載功能系統(tǒng)和部件包括武器系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、防護(hù)系統(tǒng)、通信設(shè)備、電氣系統(tǒng)和定位導(dǎo)航系統(tǒng)等。

③可適時(shí)采集本車位置、車輛狀態(tài)、敵方目標(biāo)攻擊信息和位置信息等，實(shí)時(shí)在車長顯示器上顯示并傳輸給上級(jí)指揮機(jī)構(gòu)，接收上級(jí)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膽?zhàn)場態(tài)勢、導(dǎo)航等各種信息，從而可大大提高戰(zhàn)場透明度。

④通過大范圍的數(shù)據(jù)共享的多媒體手段，能夠適時(shí)地實(shí)施指揮與協(xié)同，以單車為基點(diǎn)實(shí)現(xiàn)指揮自動(dòng)化，大幅度地提高部（分）隊(duì)的整體作戰(zhàn)能力。

⑤采用具有數(shù)字傳輸能力的電臺(tái)，這是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸能力的必不可少的條件。

⑥在條件具備時(shí)，系統(tǒng)中應(yīng)增加自動(dòng)故障診斷和檢測子系統(tǒng)，使坦克裝甲車輛的綜合電子系統(tǒng)具有故障診斷和檢測功能，電子部件采用模塊結(jié)構(gòu)以便于換件修理。

⑦有的國家（如法國和美國）在綜合電子系統(tǒng)中增加了一個(gè)子系統(tǒng)——車載射擊模擬訓(xùn)練子系統(tǒng)。這樣將可使乘員隨時(shí)在車上進(jìn)行模擬訓(xùn)練，并可通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與友鄰車輛進(jìn)行聯(lián)合模擬訓(xùn)練。

四、多路傳輸數(shù)據(jù)總線技術(shù)

裝甲車輛綜合電子系統(tǒng)中的總線有多路傳輸數(shù)據(jù)總線、電源管理分配總線、視頻總線、車內(nèi)通話總線等多種。不同國家的裝甲車輛綜合電子系統(tǒng)總線種類與數(shù)量不盡相同，但多路傳輸數(shù)據(jù)總線是必不可少的，它負(fù)責(zé)裝甲車輛綜合電子系統(tǒng)內(nèi)部的信息管理，是綜合電子系統(tǒng)的“脊梁”。其他幾種總線在某些裝甲車輛綜合電子系統(tǒng)中也有應(yīng)用，其中電源管理分配總線負(fù)責(zé)車輛電源系統(tǒng)管理，視頻總線用于熱成像或電視圖像傳輸，車內(nèi)通話總線負(fù)責(zé)車內(nèi)話音通信。

多路傳輸數(shù)據(jù)總線是一種軍用總線型集中管理的分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，按中國軍標(biāo)和美國軍標(biāo)全稱為“飛機(jī)內(nèi)部時(shí)分制指令/響應(yīng)式多路傳輸數(shù)據(jù)總線”，多路傳輸數(shù)據(jù)總線按傳輸介質(zhì)分為電總線和光總線，目前各國坦克裝甲車輛上多用電總線。多路傳輸數(shù)據(jù)總線的功能是實(shí)現(xiàn)車內(nèi)各分系統(tǒng)之間信息的傳輸和調(diào)度。

美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-1553B是目前國際公認(rèn)的多路傳輸數(shù)據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn)，在世界上得到廣泛應(yīng)用。中國的軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB 289—87也以其為藍(lán)本。為適應(yīng)采用光纖作為總線傳輸介質(zhì)的發(fā)展，在1553B的基礎(chǔ)上又定出MIL-STD-1773和MIL-STD-1773A（高速光總線）。1773和1553通信協(xié)議相同，除傳輸介質(zhì)和傳輸速率外，其余部分無明顯差別。

M1A2坦克的1553B數(shù)據(jù)總線的傳輸介質(zhì)為兩根雙絞屏蔽電纜，全長不超過100m。總線中有若干個(gè)遠(yuǎn)程終端（RT）與各子系統(tǒng)相連。按1553B規(guī)定RT最多可有32個(gè)。1553B總線的工作頻率為1MHz，總線上數(shù)據(jù)傳輸順序由總線控制器控制，總線控制器不斷地發(fā)出控制指令，控制數(shù)據(jù)的存取。各遠(yuǎn)程終端按照總線控制器的指令變換發(fā)送或接收狀態(tài)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。1553B數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)中還有一個(gè)總線監(jiān)控器對總線工作狀況進(jìn)行監(jiān)控。

1553B標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)規(guī)定了整個(gè)總線的技術(shù)要求，包括總線控制器（BC）、遠(yuǎn)程終端（RT）、總線監(jiān)控器（MT）和總線的技術(shù)要求，同時(shí)確定了多路傳輸數(shù)據(jù)總線的工作原理和總線上的信息格式。1553B規(guī)定總線系統(tǒng)以指令/響應(yīng)方式異步運(yùn)行，半雙工方式傳輸，總線上信息傳輸控制權(quán)歸總線控制器（BC）。

信息的傳輸方式為時(shí)分制多路傳輸，在此方式中通信系統(tǒng)對來自不同信號(hào)源的不同信號(hào)在時(shí)間上錯(cuò)開來，形成一個(gè)組合的脈沖序列。

總線上的信息流由消息組成，消息以串行字的形式調(diào)制成曼徹斯特碼進(jìn)行傳送（圖2）?？偩€中的字有三種：指令字、狀態(tài)字和數(shù)據(jù)字，每個(gè)字20位，其中前3位為字同步，有效信息16位，最后一位是奇偶校驗(yàn)位（圖3）。其消息傳輸格式見圖4。

圖2　1553B數(shù)據(jù)編碼格式

圖3　1553B字格式

圖4　1553B消息傳輸格式

多路傳輸數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)：

1.RT數(shù)目　<32；

2.傳輸碼型　曼徹斯特碼；

3.傳輸字型　指令字、狀態(tài)字、數(shù)據(jù)字；

4.字格式　字長16位加同步位、奇偶位；

5.數(shù)據(jù)傳輸速率　≥1Mbps；

6.誤碼率　≤10-9；

7.誤字率　≤10-7；

8.消息間隔　最小4μs；

9.消息響應(yīng)時(shí)間　4～12μs；

11.通信協(xié)議　GJB 289—87或MIL-STD-1533B

或MIL-STD-1773或MIL-STD-1773A；

12.總線物理層　雙絞線（電纜）或光纖（光纜）；

13.數(shù)據(jù)分配和控制功能　數(shù)據(jù)傳送功能BC→RT、RT→BC、RT←→RT。方式指令功能、廣播方式功能。

五、坦克裝甲車輛綜合電子子系統(tǒng)及其數(shù)字化技術(shù)

1.指揮控制與顯示子系統(tǒng)

坦克裝甲車輛指揮控制與顯示子系統(tǒng)主要用于指揮員進(jìn)行指揮及乘員操作與控制車內(nèi)各主要設(shè)備，并用于觀察和顯示車內(nèi)外有關(guān)戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)狀況，是保證坦克裝甲車輛完成作戰(zhàn)、機(jī)動(dòng)、防護(hù)與通信的主要系統(tǒng)之一，也是車輛綜合電子系統(tǒng)的重要組成部分。

勒克萊爾坦克的指揮控制與顯示子系統(tǒng)分為三部分，即車長、炮長和駕駛員的控制顯示系統(tǒng)。車長控制與顯示系統(tǒng)主要由三塊控制面板，一臺(tái)監(jiān)視器，一個(gè)鍵盤、信號(hào)處理裝置及操縱臺(tái)和電臺(tái)等組成。一塊面板用于總線控制和監(jiān)控裝置，面板上裝有控制炮塔、火控系統(tǒng)、瞄準(zhǔn)鏡、熱像儀和自動(dòng)裝彈機(jī)的總開關(guān)。另一塊面板用于控制數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，該傳輸系統(tǒng)可用于組成表格化信息，并可利用鍵盤進(jìn)行修改，面板上電源控制開關(guān)可控制電源系統(tǒng)正常工作或控制耗電量，使其在低功耗情況下工作。還有一塊面板包括輔助武器控制系統(tǒng)、傳感器輸入系統(tǒng)、綜合防御系統(tǒng)的控制器、車長顯示系統(tǒng)與總線接口，采用菜單方式，為車長顯示各種信息，并供車長檢查故障、手工輸入?yún)?shù)及傳送信息之用。

炮長控制與顯示系統(tǒng)主要包括兩塊控制面板、監(jiān)視器、鍵盤、信號(hào)處理裝置及操縱臺(tái)等。

駕駛員控制與顯示系統(tǒng)裝在駕駛艙內(nèi)，所顯示的主要信息和信號(hào)有里程數(shù)、燃油量、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、蓄電池電壓、使用排擋、工作狀態(tài)以及有關(guān)輔助系統(tǒng)、分配系統(tǒng)或發(fā)動(dòng)機(jī)組可能出現(xiàn)的故障等。

勒克萊爾主戰(zhàn)坦克的炮手坐席

M1A2坦克車長綜合顯示器由車長獨(dú)立熱像儀顯示器、戰(zhàn)術(shù)信息顯示器和面板/鍵盤三部分組成。車長獨(dú)立熱像儀顯示器用于觀察并向炮長傳遞目標(biāo)信息，戰(zhàn)術(shù)信息顯示器采用帶觸摸屏的陰極射線管顯示屏，尺寸為7×5.75in ，顯示器通過電臺(tái)接口裝置（RIU）可以收發(fā)、存儲(chǔ)數(shù)字報(bào)告，并具有數(shù)字疊加的功能。能以規(guī)定的數(shù)字格式編制通信、射擊請求、火力校正、位置、彈藥和態(tài)勢報(bào)告等，接收并處理炮長和車長激光測距儀輸入的數(shù)據(jù)，提供準(zhǔn)確的目標(biāo)位置數(shù)據(jù)。

顯示器的左半部是戰(zhàn)術(shù)地圖區(qū)，可顯示彩色地形圖。顯示器根據(jù)定位導(dǎo)航系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)在地圖上示出本車位置及行駛方向，并能繪制、顯示行軍路線。可將這些信息發(fā)送給友鄰車輛，或顯示在本車駕駛員顯示器上，為駕駛員導(dǎo)航。顯示器的左上角是信息顯示區(qū)，可以顯示日期、時(shí)間、車輛呼號(hào)、本車方位和以6位數(shù)字表示的車輛坐標(biāo)位置等狀態(tài)信息。車輛在行駛時(shí)，車輛狀態(tài)信息大約每10s更新一次。另外，顯示器能顯示友鄰車輛的位置及后勤狀況，供指揮員及時(shí)了解部隊(duì)情況。顯示器下方設(shè)有功能鍵，車長可用觸摸感應(yīng)屏或控制手柄上的拇指控制器操縱光標(biāo)選擇所需菜單。

豹2坦克車長綜合信息顯示器為25.4cm高清晰度彩色顯示器，可用鍵盤、光筆、觸摸屏輸入數(shù)據(jù)，顯示器的數(shù)字地圖能顯示本車位置等。該顯示器采用彩色陰極射線管顯示屏，能顯示地圖和圖像，可代車長編寫信息，選擇電臺(tái)網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)地圖標(biāo)識(shí)，或用觸摸屏改變炮手瞄準(zhǔn)鏡的瞄準(zhǔn)點(diǎn)。

正在開火的豹2主戰(zhàn)坦克

2.定位導(dǎo)航子系統(tǒng)

該系統(tǒng)可為指揮員和駕駛員實(shí)時(shí)提供定位、導(dǎo)航、航跡等信息。例如M1A2主戰(zhàn)坦克采用的一種航空電子導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用位置導(dǎo)航技術(shù)，車長通過顯示器了解本車所處位置和行駛方向，駕駛員綜合顯示器能顯示全部導(dǎo)航資料及車長下達(dá)的導(dǎo)航命令。采用新型的數(shù)字式控制單元，可根據(jù)不同的行駛速度有效控制燃油消耗，并與內(nèi)部自檢系統(tǒng)溝通，及時(shí)向駕駛員提供可能出現(xiàn)故障的信息，以預(yù)防故障。車輛行駛里程，可由一個(gè)里程計(jì)根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪或履帶的輸出軸轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算出來，或由慣性加速表測量。

定位導(dǎo)航系統(tǒng)還能輸入準(zhǔn)確的地域邊界數(shù)據(jù)，劃定安全區(qū)域，一旦車輛駛出安全區(qū)，即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒停止前進(jìn)，并顯示出返回安全區(qū)域的路線。必要時(shí)可與衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)（GPS）配合使用。

在美軍試驗(yàn)中，定位導(dǎo)航系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的使用效果。在試驗(yàn)中，其定位導(dǎo)航精度達(dá)到行進(jìn)路線的2%，到達(dá)領(lǐng)航點(diǎn)的精度提高到96%。利用該系統(tǒng)，公路行軍時(shí)間縮短了42%，33%的行軍路線避開了核、生、化污染區(qū)。油耗比規(guī)定指標(biāo)降低了12%，任務(wù)行駛里程減少了10%，車輛方位報(bào)告精度提高到99%。

“挑戰(zhàn)者”2型主戰(zhàn)坦克裝有英國GEC費(fèi)倫蒂公司生產(chǎn)的FIN1155型慣性定位導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)由3個(gè)主要部分組成，一是慣性測量裝置（IMU），主要包括慣性平臺(tái)、電子裝置、電源組件和車輛接口板（VIP）等；二是里程計(jì)傳感器，主要用于向系統(tǒng)提供速度信息，提供的信息通過卡爾曼濾波器形式與來自慣性測量裝置的數(shù)據(jù)相結(jié)合；三是內(nèi)部電纜裝置，既可與乘員控制的顯示系統(tǒng)接口，也可與火控計(jì)算機(jī)等其他系統(tǒng)接口，數(shù)據(jù)通過串聯(lián)數(shù)據(jù)鏈傳輸。慣性測量裝置與提供角度輸出基準(zhǔn)的安裝板嚴(yán)格對齊。安裝板相對于車輛軸線的角度是預(yù)先調(diào)整好的，并永久固定，從而簡化了慣性測量裝置的安裝和程序交換。

FIN1155系統(tǒng)主要用于連續(xù)輸出與導(dǎo)航和定位有關(guān)的位置，方向及姿態(tài)等信息，其速度和姿態(tài)變化也可供其他系統(tǒng)使用，如坦克主炮的瞄準(zhǔn)和穩(wěn)定系統(tǒng)。系統(tǒng)有兩種工作形式，即定位和導(dǎo)航。系統(tǒng)啟動(dòng)后自動(dòng)進(jìn)入定位工作方式。此時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)顯示分辨率為1m的坐標(biāo)圖格位置、分辨率為1″的方位（緯度和經(jīng)度）、方向、縱搖和俯仰等數(shù)據(jù)信息，以及坐標(biāo)會(huì)聚角。

FIN1155系統(tǒng)能減少慣性定位時(shí)間。也可能由于存儲(chǔ)或輸入的方向等原因，需要很短的啟動(dòng)時(shí)間，因此，在某些戰(zhàn)術(shù)條件下，允許車輛有很短的響應(yīng)時(shí)間。

該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)陀螺半羅盤在靜止和運(yùn)動(dòng)車輛上的精確裝訂。這種狀態(tài)的校準(zhǔn)能力具有顯著優(yōu)點(diǎn)，即無論在車輛處于靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)時(shí)，車輛的運(yùn)動(dòng)都不會(huì)影響羅盤的裝定，因而大大提高了方位精度。在臨時(shí)停車時(shí)，其優(yōu)勢更為突出，因?yàn)闊o論在運(yùn)動(dòng)還是在靜止時(shí)，該系統(tǒng)都能接收不斷變化的位置信息。該系統(tǒng)還具有預(yù)置坐標(biāo)的能力，可用于快速校正已知道路和地點(diǎn)。

FIN1155系統(tǒng)能接收或輸出坐標(biāo)網(wǎng)格格式或地理格式數(shù)據(jù)，還能提供可全球使用的地圖坐標(biāo)網(wǎng)格/球體。為了提高使用效能，該系統(tǒng)還備有已知地點(diǎn)的位置信息綜合數(shù)據(jù)庫。

3.火控子系統(tǒng)

坦克的火控系統(tǒng)一般是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。而在新一代坦克中，已將火控系統(tǒng)作為車輛綜合電子系統(tǒng)的組成部分，火控計(jì)算機(jī)同時(shí)也是多路傳輸數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)中的主計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)總線中信息的調(diào)度，同時(shí)火控系統(tǒng)內(nèi)各部件也通過數(shù)據(jù)總線相連。即火控系統(tǒng)已與多路傳輸數(shù)據(jù)總線緊密結(jié)合在一起。最具代表性的是勒克萊爾坦克。

勒克萊爾坦克的火控系統(tǒng)為數(shù)字式綜合型火控系統(tǒng)。其組成主要有車長瞄準(zhǔn)鏡、炮長瞄準(zhǔn)鏡、火控計(jì)算機(jī)、CCD攝像機(jī)、激光測距儀、熱像儀、陀螺穩(wěn)定器、動(dòng)態(tài)炮口基準(zhǔn)系統(tǒng)、車/炮長視頻監(jiān)視器、操縱臺(tái)、操作鍵盤及各種傳感器等，通過數(shù)據(jù)總線將各種設(shè)備連接在一起，使其相互之間進(jìn)行對話，發(fā)揮綜合作用，以實(shí)現(xiàn)對多目標(biāo)的搜索、識(shí)別和定位；保證坦克主要武器在運(yùn)動(dòng)中和在停止間，在晝夜全天候條件下，對固定目標(biāo)和運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行射擊，并保證其具有對多目標(biāo)作戰(zhàn)的能力，提高火炮的命中率。

勒克萊爾坦克的火控計(jì)算機(jī)用于該坦克綜合電子系統(tǒng)的管理和為火控系統(tǒng)提供必要的計(jì)算能力。在瞄準(zhǔn)功能中，保證對瞄準(zhǔn)鏡的控制以及根據(jù)乘員操作確定伺服方式；管理炮長/車長的射擊優(yōu)先權(quán)，并向伺服計(jì)算機(jī)提供用于瞄準(zhǔn)的基準(zhǔn)和射擊修正值；負(fù)責(zé)記錄時(shí)間和已完成的作戰(zhàn)任務(wù)；同時(shí)對數(shù)據(jù)總線進(jìn)行管理，并通過總線系統(tǒng)管理坦克內(nèi)各主要設(shè)備之間的信息交換，如炮長瞄準(zhǔn)鏡、車長瞄準(zhǔn)鏡、偽裝武器、自動(dòng)裝彈機(jī)、駕駛員控制與顯示系統(tǒng)、外部數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)炮口基準(zhǔn)系統(tǒng)、氣象中心、車/炮長對話設(shè)備、電臺(tái)等，因此成為勒克萊爾坦克綜合電子系統(tǒng)的“大腦”，是坦克炮塔系統(tǒng)的“樂隊(duì)指揮”。

可能在M1A3主戰(zhàn)坦克上使用的自動(dòng)裝彈機(jī)

4.綜合防御子系統(tǒng)

近年來，激光、紅外、雷達(dá)等光電對抗裝備的發(fā)展，使得能迅速探測威脅源的存在，并指出它的方位和選擇最佳對抗措施的綜合防御子系統(tǒng)成為車輛綜合電子系統(tǒng)的一個(gè)主要子系統(tǒng)。

以色列新型“梅卡瓦”MK3型主戰(zhàn)坦克采用了LWS-2型激光自動(dòng)探測報(bào)警系統(tǒng)和“動(dòng)力驅(qū)動(dòng)多彈種發(fā)射系統(tǒng)”，構(gòu)成了坦克的綜合防御系統(tǒng)。激光報(bào)警系統(tǒng)由3個(gè)光輻射傳感器、1個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和1個(gè)指揮與控制顯示系統(tǒng)組成，用于探測雷達(dá)、紅外探照燈、激光測距儀和激光指示器等。3個(gè)傳感器安裝在炮塔外部，探測范圍360°；數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)用于將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)輸入火控計(jì)算機(jī)；指揮與控制顯示系統(tǒng)安裝在炮塔內(nèi)車長位置上，系統(tǒng)配有電源開關(guān)、音頻靜默開關(guān)、晝/夜亮度開關(guān)和檢測按鈕等，通過數(shù)字或表盤式燈光信號(hào)顯示來襲方向、種類以及系統(tǒng)故障等信息，并可向乘員發(fā)出聲響報(bào)警。該激光報(bào)警系統(tǒng)與坦克上裝備的“動(dòng)力驅(qū)動(dòng)多彈種發(fā)射系統(tǒng)”相連，后者根據(jù)探測到的威脅，自動(dòng)發(fā)射對抗彈藥，增強(qiáng)坦克對制導(dǎo)武器和其他反坦克武器的防護(hù)能力。當(dāng)探測到威脅方位時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)底座可自動(dòng)迅速地將彈藥發(fā)射系統(tǒng)調(diào)整對準(zhǔn)敵來襲方向，并根據(jù)威脅種類選擇發(fā)射煙幕彈、箔條誘餌、照明彈、殺傷榴彈或其他特種彈藥，對坦克實(shí)行屏蔽或?qū)硨?shí)施干擾。系統(tǒng)共有16個(gè)發(fā)射器，每個(gè)發(fā)射器的散布角為20°。

射擊中的梅卡瓦M(jìn)K3主戰(zhàn)坦克

M1A2坦克綜合防御系統(tǒng)在威脅報(bào)警技術(shù)方面取得了很大進(jìn)展。它采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理技術(shù)，接收來自多個(gè)威脅探測器的信息，不僅能向乘員報(bào)警，還能對威脅進(jìn)行分析，選擇實(shí)施最佳對抗措施。該系統(tǒng)具有人工智能功能，使車輛防御系統(tǒng)能自行工作。對抗措施主要包括發(fā)射拋射式煙幕彈，施放干擾金屬箔條或車輛采取規(guī)避動(dòng)作。其顯示器可指示方位360°、仰角6°范圍的所有威脅。

5.電源分配和管理子系統(tǒng)

為了更有效地發(fā)揮綜合電子系統(tǒng)的效能，一些坦克中加裝了電源分配和管理子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)負(fù)責(zé)將電能分配給車輛上所有的分系統(tǒng)，并用于監(jiān)視和控制各功能裝置的電源消耗、車長有計(jì)劃用電、低功耗操作等。該子系統(tǒng)可自動(dòng)檢測系統(tǒng)內(nèi)部故障、隔離故障部分并自動(dòng)重組配電網(wǎng)絡(luò)，以保證最基本的功能。

在M1A2坦克中除采用MIL-STD-1553B數(shù)據(jù)總線外還有一條專門的電源分配和管理總線。在勒克萊爾坦克中則加裝了一個(gè)“電源網(wǎng)絡(luò)管理電子箱”。

6.車輛動(dòng)力、傳動(dòng)電控子系統(tǒng)

發(fā)動(dòng)機(jī)電控子系統(tǒng)由各種傳感器、控制單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，能對燃油噴射時(shí)機(jī)、噴油量、點(diǎn)火時(shí)間和怠速進(jìn)行控制調(diào)節(jié)?？商岣甙l(fā)動(dòng)機(jī)的性能和降低油耗。能通過總線在駕駛員綜合顯示器上顯示動(dòng)力傳動(dòng)裝置的工況檢查和功能故障等信息。

變速器電控子系統(tǒng)對變速器進(jìn)行自動(dòng)控制，可根據(jù)車輛行駛速度和油門開度選擇最佳排擋，同時(shí)可進(jìn)行功能和故障檢測，并可通過總線向駕駛員提供有關(guān)信息。

“挑戰(zhàn)者”2型坦克的動(dòng)力系統(tǒng)有一種數(shù)字式自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)可根據(jù)車輛的負(fù)載情況自動(dòng)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出，使之與傳動(dòng)裝置相匹配，發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)功率的最佳使用效能。此外，該系統(tǒng)還具有自動(dòng)診斷能力，在發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)檢測并顯示故障部位和損壞程度，并能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障程度實(shí)施控制，有效地發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的功能。

7.自動(dòng)裝彈子系統(tǒng)

新型坦克自動(dòng)裝彈機(jī)有機(jī)電式和機(jī)器人式等多種類型，都可用計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理，通過坦克裝甲車輛綜合電子系統(tǒng)可對彈種選擇、自動(dòng)裝彈及彈藥消耗等進(jìn)行自動(dòng)管理。

例如勒克萊爾坦克自動(dòng)裝彈機(jī)是一種機(jī)器人裝置，由M68000系列微機(jī)與火控計(jì)算機(jī)相連，自動(dòng)裝彈機(jī)上還裝有兩個(gè)條形碼閱讀器，用于鑒別和管理彈藥。勒克萊爾坦克自動(dòng)裝彈子系統(tǒng)作為該坦克綜合電子系統(tǒng)的子系統(tǒng)，自動(dòng)裝彈機(jī)計(jì)算機(jī)直接與多路傳輸數(shù)據(jù)總線相連。

8.通信子系統(tǒng)

通信子系統(tǒng)一般包括電臺(tái)及電臺(tái)數(shù)字化接口裝置，可構(gòu)成無線分組數(shù)據(jù)網(wǎng)，可傳輸語音、數(shù)據(jù)、文電和靜態(tài)圖像，該子系統(tǒng)與總線系統(tǒng)相連構(gòu)成完整的車內(nèi)-車際信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車內(nèi)各系統(tǒng)與乘員之間、乘員與乘員之間以及裝甲車輛與鄰車之間的信息交換與共享。

例如M1A2主戰(zhàn)坦克的通信系統(tǒng)由單信道地面和機(jī)載電臺(tái)系統(tǒng)（SINCGARS）、電臺(tái)接口裝置（RIU）和數(shù)字通信裝置（DCS）三部分組成。

單信道地面和機(jī)載電臺(tái)系統(tǒng)（SINCGARS）是一種用于指揮與控制的網(wǎng)絡(luò)式電臺(tái)，具有通信保密性和抗電子干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，并具有數(shù)傳功能。電臺(tái)有背負(fù)、車載和機(jī)載三種型式。

電臺(tái)接口裝置用于發(fā)送大容量數(shù)字式信息（如圖像）和音頻信號(hào)。數(shù)字通信裝置用于將話音轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)發(fā)出，接收再將其還原成話音，通信保密性強(qiáng)。

勒克萊爾坦克上裝置的PR4G電臺(tái)為甚高頻數(shù)字式跳頻電臺(tái)。勒克萊爾坦克可隨時(shí)通過自動(dòng)傳輸系統(tǒng)將數(shù)據(jù)信息發(fā)往鄰車、分隊(duì)指揮車和上級(jí)機(jī)關(guān)，尤其是命令和報(bào)告、車輛的瞬時(shí)位置以及自動(dòng)匯集起來的車輛技術(shù)狀況和后勤情況，達(dá)到信息共享，同步交換的目的。

9.自動(dòng)診斷子系統(tǒng)

由于坦克裝甲車輛各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，部件的可接近性降低，給故障診斷帶來很大困難，這就要求故障的檢測/診斷由敞開式向封閉式發(fā)展。由采用先進(jìn)的微處理機(jī)、傳感器、報(bào)警顯示裝置構(gòu)成的故障檢測/診斷子系統(tǒng)，具有故障感知、邏輯判斷等人工智能。

M1A2主戰(zhàn)坦克的故障檢測/診斷系統(tǒng)能對車長熱像儀和車體/炮塔電子設(shè)備等進(jìn)行系統(tǒng)故障診斷。

車長獨(dú)立熱像儀采用模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分為兩組可在前線更換的組件，即傳感器單元和電子總線。熱像儀的故障檢測分為自檢、內(nèi)部測試和故障診斷三級(jí)。自檢功能實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)的不間斷檢查；內(nèi)部測試功能則對系統(tǒng)的自檢情況進(jìn)行鑒別，并對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測試；故障診斷則能準(zhǔn)確查明故障原因。

車體/炮塔電子設(shè)備采用初級(jí)的“嵌入式”故障測試、診斷裝置，可供車長、炮長和駕駛員對大多數(shù)故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，采取適宜的維修措施。該裝置以“摩托羅拉”68020微處理機(jī)為核心，采用專用內(nèi)部測試、診斷軟件，提高了故障檢測的準(zhǔn)確性。按DOD-STD-2167A標(biāo)準(zhǔn)研制的故障檢測軟件為模塊化設(shè)計(jì)，采用計(jì)算機(jī)輔助軟件程序，內(nèi)部測試采用Ada語言，其他軟件采用“摩托羅拉”68020系統(tǒng)語言編制。其工作原理是：當(dāng)1553模塊接到操作人員的測試指令時(shí)，即對所有可更換件進(jìn)行內(nèi)部測試，所有以處理器為基礎(chǔ)的模塊如1553模塊、系統(tǒng)處理器模塊和應(yīng)用處理器模塊分別執(zhí)行各自的全部測試功能。