冯培德院士畅谈我国航空惯性导航发展

相对于现在应用广泛的GPS导航，惯性导航则是普通民众相对比较陌生的名词。但是在军事领域，惯性导航则是用于飞机、导弹、舰艇、战车的关键系统。尽管现在GPS导航的精确度可以达到厘米级的水准，但是惯性导航在军事上有着异乎寻常的重要性。因为惯性导航是一种完全自主的导航系统，不需要外部参考与支持，这一特点使它自然地不受外界的干扰或欺骗。因此现在飞机，潜艇，导弹和各种航天器上，除了安装有GPS导航系统，也都装备精密的惯性导航系统。需要指出的是，现在能够自行研制精密惯性导航系统的国家，仍然只有少数的几个军事强国而已。

所谓惯性导航系统是一个使用加速计和陀螺仪来测量物体的加速度和角速度，并用计算机来连续估算运动物体位置、姿态和速度的辅助导航系统。冯培德院士解释说，陀螺的角速度测量用于在运动载体上建立测量参考系，加速度计在惯性参照系中用于测量载体的线加速度。通过这两组数据，再结合起始位置，根据运动学积分方程就可以得到位置信息。

“应该说，在飞机机载设备当中，惯导系统是难度很大的，也是极关键的系统。”冯院士这样解释惯导系统在航空装备研制中的地位，“所以八十年代后期为推动机载惯导的发展，国家主管部门曾经把发动机、惯性导航系统和雷达系统这三个系统单独立项，不是和飞机型号立项放在一起的。大家形成共识认为这三个产品难度更大一点、重要性更高一点，是花钱也买不到的技术，不‘开小灶’恐难突破，现在看来这一决策十分正确，最难的两项机载设备终于突破了，已经走上良性发展之路，同时也造就了机载设备行业两名院士。”

那么，机载惯导系统性能的差别，好一点或者差一点对这个飞机的战斗性能会有什么影响？冯院士认为，最初对导航系统的要求就是解决飞机能够飞到预定的目标区并最终能返场，随着现代飞机超视距发射武器、高空精确空投以及高超音速、远程、跨越临近空间等一系列新使命提出的需求，惯导系统提供飞机精确的位置、姿态和速度信息变得越来越重要。近年来卫星导航取得突破性发展，可提供高精度位置信息，其接收机又十分便宜，但战时一旦它被干扰或受到袭击，就还得靠完全自主式的高精度惯性导航系统。因此各类现代军用运载器都装卫星导航系统，但都不敢依赖它，有些执行重大使命的运载器甚至要装两、三套惯导。

作为中国航空惯性导航系统老一代的学术带头人，冯培德几乎见证了新中国航空惯导技术从无到有的发展历程：“我们在六十年代末也从研发采用液浮陀螺的第一代惯导系统起步，很快完成样机研制和试飞，但没多久我们就转向采用挠性陀螺、挠性加速度计的第二代惯导的研制，在试探可能的国际合作时都受阻后，我们自主研发完成了二代惯导系统的设计定型，达到了国外产品的水平，批量装备主战机种。而70年代末我们又开始了为第三代惯导系统配套的激光陀螺的研制工作。经过二十几年三代人的努力，我们终于交出了满意的答卷。相比西方发达国家，我们的惯导技术和航空工业一样，已经由过去的望尘莫及，逐渐到了现在的望其项背，进而在向并驾齐驱发展。”冯院士在访谈中欣慰地总结道。

作为一名德高望重的院士、我国惯性导航领域屈指可数的专家，冯培德近年来把培养年轻一代科技工作者当成头等大事。他制订的“培养百名研究生”计划，已接近实现，他现在还带领他的团队真刀真枪的干，引领着惯导系统的发展。在访谈的最后，冯培德说：“我觉得经过几十年的努力，我们已经奠定了一个较好的技术基础，也有了一直可以信赖的队伍，已经到了扔掉拐棍走自己道路的时候了。我本人虽然已年过七旬，但仍然强烈追求在最终冲刺阶段在自主创新方面上一个台阶。可以告诉大家我们的团队已经在惯导技术途径创新上取得了重要突破。我对这项工作的前景十分看好。当然我也更加坚信在党中央‘创新驱动’战略指引下，我们的强军之梦定能早日实现！”