0 引　言

联合精确进近着舰系统（JPALS）将用于陆军、海军、空军、海军陆战队和海岸警卫队，不仅能实现有人飞机的精确着舰和着陆，还能执行无人机的着舰任务，并能与民用系统协同工作。联合精确进近着舰系统有助于提高美国部队的联合作战能力，使其在不同气象条件下完成固定基地、战术、特殊任务和舰艇上的着陆/着舰，如图1所示。对于航母舰载机的着舰来说，联合精确进近着舰系统将取代现役航母上的海上战术空中导航系统（TACAN）和AN/SPN-46雷达，负责舰载机的进近和着舰控制^{[1 - 2]}。

2023年3月16日，美国已交付了23套联合精确进近着舰系统，该系统目前已部署在美国所有航母和两栖舰上。美国预计联合精确进近着舰系统将于2026财年具备完全作战能力^{[3 - 4]}。

1 联合精确进近着舰系统的技术优势

1）飞机与航母之间能更精确地保持同步

由于航母是一个运动的平台，要想实现舰载机稳定、精确的着舰，首先要解决舰载机与航母飞行甲板精确同步的问题。联合精确进近着舰系统的一个最大特点就是采用了差分GPS技术来实现航母与舰载机之间的稳定、精确同步，有效减小了现役系统的误差，提高了着舰的稳定性、精确性、可靠性和安全性。

2）自动化程度更高，支持无人机自动着舰

现役舰载机着舰引导系统的绝大部分信息处理、指挥与控制工作由舰载系统完成，机载系统只起到辅助作用。联合精确进近着舰系统大幅提高了飞机的自动化程度，使其能够自动调整飞行姿态。另外，在着舰前的最后500 m，机载系统能向航母下传大量详实有效的信息，帮助舰载系统和着舰信号官更加准确地确定飞机飞行姿态数据。联合精确进近着舰系统的这种特点也非常有利于无人机的自动着舰，促进美国海军无人机的发展。

3）既可用于海基也可用于陆基

联合精确进近着舰系统从开发之初就设计用于陆军、海军、空军、海军陆战队和海岸警卫队，执行飞机（无人机）精确着舰和着陆任务，还能与民用系统协同工作。联合精确进近着舰系统将着舰和着陆系统的关键技术攻关合二为一，能够显著减少系统的研发成本，提高系统的经济可承受性。

2 联合精确进近着舰系统的分类

联合精确进近着舰系统分为海基型和陆基型2种，如图2和图3所示。

2.1 海基联合精确进近着舰系统

海基联合精确进近着舰系统将利用相对差分GPS技术，协助固定翼和旋翼飞机进近着舰。该系统可执行战术飞机导航功能，为200 n mile以内的100架飞机提供空中交通管制；同时能够替代现役精确进近着舰系统中AN/SPN-46雷达的功能，为20 n mile以内的4架飞机提供精确进近与着舰服务。20 n mile以内该系统的精确度为0.3 m，20~50 n mile内精确度为2 m，50~200 n mile内精确度为5 m（见图4）。

海基联合精确进近着舰系统分为舰载系统和机载系统，二者通过双向低截获率数据链互连，如图5所示。舰载系统包括了舰载相对GPS和惯性导航系统，通过GPS接收机接收来自GPS卫星的定位信息，计算得到航母的航线，并将航线信息通过数据链传到飞机上的机载系统。在装有舰载相对GPS的情况下，航母和其他舰船能够更隐蔽地与飞机联系，不必使用塔康系统和雷达信号，并把话音通信减到最小程度^{[5 - 6]}。

由于航母在海上不断运动，包括纵摇、横摇、升沉、横移、摇首、纵移、位移（见图6），因此舰载系统还需要处理航母甲板运动补偿数据。通过航母惯性导航系统收集甲板惯性运动信息，并进行航母航向稳定性滤波，将滤波后的信息上传到机载系统。

机载系统接收舰载系统上传的各项数据，进行计算，为飞机的成功进近和着舰提供引导和控制。同时，舰载系统还能通过数据链路从机载系统得到飞机的航程和航速，并与航母稳定航向数据共同加入算法进行计算，为飞机的进近和着舰提供引导。

精确进近时，所有校正飞机航路的计算都在飞机上进行。在进近的最后500 m内，安装了相对差分GPS的飞机将下传大量的信息，以帮助航母着舰信号官预测飞机的运动。飞机下传的信息包括飞机的相对位置、速度、加速度、特征角度、相对于预期下滑航路的偏差、油门和控制杆的位置、重要航空电子设备的状态，以及是否接通自动驾驶方式。

海基联合精确进近着舰系统将应用于美国航母、两栖舰、DDG 1000驱逐舰和联合战斗攻击机（JSF）、海军作战无人机（UCAS），以及航空联队飞机，包括F/A-18E/F、EA-18G、C-2A、E-2C、E-2D 、MH-60R/S等。

2.2 陆基联合精确进近着舰系统

根据美国国防部的优先安排和需求，联合精确进近着舰系统陆基能力将作为后续任务进行开发。陆基联合精确进近着舰系统将会安装在美国国防部所有需要仪表导航进近能力的固定式机场。同时，还将具备机动能力，以满足临时或远征机场的需求。陆基系统将与民用地基增强系统（GBAS）实现互连互通，为飞机进近着陆提供精确引导。

3 联合精确进近着舰系统的构成

联合精确进近着舰系统分为3部分：地面/舰载设备、机载设备和数据传输设备，如图7所示。其中，地面/舰载设备接收GPS卫星定位系统的信息，并将自己的位置及状态信息通过数据传输设备传给飞机上的机载设备。机载设备也能够通过GPS系统获得自己的位置信息，并与地面/舰载设备传来的信息进行比较，得到自己与航母或陆上基地的相对位置；同时，机载设备也会将自己的位置以及状态信息通过数据传输设备传回地面/舰载设备。地面设备使用单向甚高频信号（VHF）传输数据，而舰载设备使用双向特高频信号（UHF）传输数据。在地面设备中，民用机场使用的是C/A码GPS导航数据，执行战略或者特别任务时使用Y/M码GPS导航数据，而舰载设备使用Y/M码GPS导航数据^{[7 - 8]}。

4 联合精确进近着舰系统的关键技术

1）舰机同步技术

舰机同步技术主要通过在舰载机系统中增加相对差分GPS技术来校正舰机相对运动带来的系统误差，确保着舰的稳定性和精确性。由于联合精确进近着舰系统工作环境特殊，为了保证系统正常工作、信息传输可靠，必须克服衰减、多径效应等异常对系统造成的严重干扰。

GPS系统由导航星座、地面台站和GPS接收机3部分组成。导航星座由21颗工作星和3颗备用星，分布在6条轨道上，轨道呈圆形，偏心率为0.01，轨道高度20200 km，倾角55°，运行周期为12 h，每颗星以频率1575.42 Hz和1227.60 Hz为军事用户播发加密的高精度导航数据（P码），定位精度可达10 m，测速精度0.1 m/s，授时精度为10 m，同时以1575.42 Hz的频率为民用用户播发精度较低的导航数据（C/A码），定位精度100 m。

2）高速数据传输技术

由于联合精确进近着舰系统要时刻保证飞机和航母之间的信息交互，尤其在飞机进近的最后500 m距离内，飞机需要向航母下传大量数据。因此，舰机之间必须具有高速传输数据链，保证对飞机提供必要的稳定和控制。该链路能够支持36 km外的10架飞机和18 km内的6架飞机进近。

数据链采用无线网络通信技术和应用协议，实现机载、陆基和舰载战术数据系统之间的数据信息交换，从而最大限度地发挥战术系统的效能。数据链可以形成点对点数据链路和网状数据链路，使作战区域内各种指挥控制系统和作战平台的计算机系统组成战术数据传输/交换和信息处理网络，为作战指挥人员和战斗人员提供有关的数据和完整的战场战术态势图。

5 联合精确进近着舰系统的研制情况

联合精确进近着舰系统的研发分为2个阶段，1998−2008年7月都属于第一阶段—概念与技术开发阶段；2008年7月以后属于SDD阶段—工程型号研制阶段。2001年7月，美国海军利用F/A-18飞机对联合精确进近着舰系统进行了首次自动化着陆试验，试验了联合精确进近着舰系统在陆上应用的有效性。2008年7月17日，美国海军授予雷声公司联合精确进近着舰系统的工程应用开发合同，标志着系统进入了工程型号研制阶段。2018年，美海军陆战队运用联合精确进近着舰系统引导F-35B战斗机在“黄蜂”级两栖攻击舰上成功着舰。2019年5月，美国海军授予雷声公司一份生产合同，为美国核动力航母和两栖攻击舰提供23套联合精确进近着舰系统，标志着该系统完成了工程型号研制，进入生产阶段。2023年3月16日，美国完成了23套联合精确进近着舰系统的交付，至此，该系统已部署在美国所有航母和两栖舰上。美国预计联合精确进近着舰系统将于2026财年具备完全作战能力。

6 结　语

按照美国公开资料显示，联合精确进近着舰系统能够实现全天候、全自动的飞机着舰和着陆，飞行员可以做到全程不干预而完成降落过程。该系统不仅能完成有人飞机降落，还能够执行无人机的着舰任务。这实际上是对航母现有着舰模式的一次全面革命，目前世界上大多数航母采用的着舰引导系统仅能起到引导作用，失误复飞率高，甚至舰载机坠海事故也时有发生。而联合精确进近着舰系统能够大大提高舰载机着舰精度，并最大限度的解放飞行员，极大提升舰载机着舰成功率。美国目前已实现联合精确进近着舰系统在所有航母和两栖舰上的部署，这将使美国航母和两栖舰的舰载机出动回收能力以及作战能力产生重大变化。