圖像匹配製導
正文
通過遙感特徵圖像把飛彈自動引向目標的技術。圖像匹配製導技術是在70年代套用到巡航飛彈和彈道飛彈上的。這種制導方式可把飛彈的命中精度提高到（見飛彈制導和控制系統）10米的量級，是提高飛彈命中精度的重要方法。原理 地面目標（如港口、機場和城鎮等）有許多與地理位置密切相關的特徵信息，如地形起伏、無線電波反射、微波輻射、紅外輻射和地磁場強分布等。圖像匹配製導就是基於地表特徵與地理位置之間的這種對應關係。飛彈上的圖像遙感裝置沿飛行軌跡在預定空域內攝取實際地表特徵圖像（稱實時圖）。在相關器內將實時圖與預先貯存在彈上存貯器內的標準特徵圖（稱基準圖或參考圖）進行匹配（配準），由此確定飛彈實際飛行位置與標準位置的偏差。彈載計算機根據這種偏差按預存的制導程式進行實時運算和發出制導指令，再經信號變換，由執行機構控制發動機推力矢量方向，改變飛彈質心運動軌跡，達到準確命中目標的目的，這是一種自主式制導方式。
圖像匹配製導的關鍵是辨識兩幅由不同遙感裝置在不同時間所攝取的同一景物的圖像。由於在實時圖中往往存在各種測量噪聲、幾何失真和變換誤差，它不可能與標準圖完全一致。為了有效地從一組基準圖中辨識出與實時圖相匹配的基準子圖，通常需要採用相關技術或模式識別技術。在實際制導系統中更多採用相關技術，即套用相關函式值（極大或極小）來度量圖像間相似程度並判斷二者是否匹配，因此圖像匹配技術有時也稱為圖像相關技術。
分類 按圖像空間幾何特徵的不同分為一維、二維和三維匹配，或相應地稱為線匹配、面匹配和立體匹配；按圖像信息特徵的不同分為地形匹配和地圖匹配（景像匹配）；按所用圖像遙感裝置的不同分為光學圖像匹配、雷達圖像匹配、微波輻射圖像匹配；按圖像信息提取方法的不同分為主動式圖像匹配和被動式圖像匹配。在實用中，一般多採取按圖像信息特徵來分類。因而圖像匹配製導分為地形匹配製導和地圖匹配製導兩種方式。
地形匹配製導 以地形輪廓線（等高線）為匹配特徵，通常用雷達（或雷射）高度表作為遙感裝置，把沿飛行軌跡測取的一條地形等高線剖面圖（實時圖）與預先存貯在彈上的若干個地形匹配區的基準圖在相關器內進行匹配。地形匹配製導是一維匹配，制導精度可達到百米量級。它可用於巡航飛彈的全程（間斷的若干區）制導和彈道飛彈的中制導或末制導。地形匹配製導的優點是容易獲得目標特徵，基準源數據穩定，不受氣象變化的影響。缺點是不宜在平原地區使用。
地圖匹配製導 以區域地貌為特徵，採用圖像成像裝置（雷達式、微波輻射式、光學式）攝取沿飛行軌跡或目標區附近的區域地圖並與貯存在飛彈上的基準圖匹配。地圖匹配屬於二維匹配，可以確定飛彈的兩個坐標偏差，實現二維控制，制導精度較一維控制高，比地形匹配製導的精度提高一個數量級，但複雜程度也相應增加。美國“潘興” 2型地地彈道飛彈就採用這類制導。地圖匹配製導的優點是能在平原地區使用，但目標特徵不易獲得，基準源數據受氣候和季節變化的影響，不夠穩定。採用光學匹配時，還受一天內日照變化的影響和氣象條件的限制。
系統組成 圖像匹配製導系統由圖像遙感裝置、圖像存貯器、圖像相關器、彈載計算機和其他一些附屬裝置組成。
①圖像遙感裝置:是系統的敏感部件,具有取圖、成像和處理（或轉播）圖像的功能。通常包括雷達高度表、圖像雷達、微波輻射計和光學成像裝置等。
②圖像存貯器：貯存預先獲得並經處理的基準圖集。基準圖尺寸往往比實時圖大，因此存貯量要求很大。常用的是半導體存貯器、磁芯存貯器、磁帶或磁碟存貯器等。對於光學圖像匹配系統，基準圖可直接存貯在匹配濾波器上。
③圖像相關器：完成實時圖與基準圖的相關運算。確定飛彈當前的配準位置及其相對位移偏差。它是圖像匹配製導的核心，須滿足實時性、可靠性和精確性等要求。圖像相關器通常有光學的、電子模擬的（光電相關管）和數字的幾種形式。數字相關器就是一台高速度、大容量的數字計算機。
④彈載計算機：完成實時制導的運算並發出導引飛彈、關閉發動機等指令。對於數字圖像匹配系統來說，相關器和制導計算機可合為一體。
此外，為構成一個完整的制導系統還應有信號變換裝置和執行機構等。
如果把圖像匹配製導與慣性制導組合起來，可用圖像匹配的高精度定位去修正慣性制導的工具誤差，同時通過慣性制導又可提高圖像匹配的捕獲機率。這樣既可降低慣性器件的精度要求，又可因縮小所需存貯的地形地貌的區域寬度，從而減少所要求的圖像存貯器的容量。
