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天基侦察监视系统发展现状与军事应用分析-兵器装备工程学报pdf

发布时间:2019-07-09 17:21 来源:未知 编辑:admin

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  第31卷第11期 四 川 兵 工 学 报 2010年11月  【其他研究】 天基侦察监视系统发展现状与军事应用分析 a b 王春阳 ,陈浩光 (装备指挥技术学院a.研究生管理大队;b.试验指挥系,北京101416) 摘要:在阐述了天基侦察监视系统优点的基础上,介绍了美军天基侦察监视系统的发展现状,重点分析了天基侦 察监视系统的军事任务和军事应用,并对天基侦察监视系统的战役、战术应用进行了分析。 关键词:空间;天基侦察监视系统;军事应用 中图分类号:TN955 文献标识码:A 文章编号:1006-0707(2010)11-0140-04 兵法曰:“知己知彼,百战不殆”。自古以来,人类的每 系统”(SBIRS)、“空间雷达”(SR)、“快速攻击识别、探测和 一场战争无一不是以“知己知彼”的情报获取为先导的。 报告系统”(RAIDRS)和“天基空间监视系统”(SBSSS)等 随着科技的进步,情报获取的手段也发生了很大的变化。 多个系统。 1960年8月,美国人发射了世界上第 1颗照相侦察卫星, 1)未来成像体系(FIA)。该计划于1996年被提出, 它使侦察手段发生了质的突变,也标志着天基侦察监视时 主要目的是用体积更小、重量更轻、数量更多、功能更强的 代的来临。目前,对天基侦察监视系统(也有文章称为空 卫星组成成像侦察卫星星座系统,用以代替原有笨重的、 间侦察监视系统)的关键技术、能力、效能等方面的研究已 性能弱的卫星。FIA包括可见光/近红外传输型详查卫星 [2] 经取得了一定的成果,但随着航天技术的发展,天基侦察 和合成孔径雷达卫星2部分,采用太阳同步轨道 ,设计 监视系统的发展日新月异,其在作战中的应用也越来越广 寿命为8年,重量不足 KH-12卫星的一半,整个星座由 泛和深入。 10~12颗卫星组成。该系统的优点是大幅度降低了单星 发射成本,并通过增加卫星数量使卫星的重访率由原系统 1天基侦察监视系统的优点 的2~3天1次提高到1天2次以上,同时,其星载相机的 分辨率提高到6~7m,定位精度提高到1m,拍摄速度提高 侦察卫星是发展最早、数量最多、应用最广的一种军 到原有系统的8~20倍。但由于该计划在经费、科研进度 用卫星[1]。侦察卫星目前已成为各军事大国获取战略情 及一些关键技术问题上的影响而最终被取消[3]。 报的最有效工具,成为现代作战指挥系统和战略武器系统 2)天基红外系统(SBIRS)。SBIRS主要担负红外监视 的重要组成部分,并在其他诸多领域日益成为不可替代的 与跟踪导弹发射全过程的任务,可同时探测来袭的战略导 侦察工具。这是因为卫星侦察与其他侦察手段相比,具有 弹和战术导弹,能够提供导弹预警、导弹防御、技术情报侦 突出的优势:范围广,不间断,限制少,时效性强。 察以及空间特征描述等功能。SBIRS由高轨卫星和低轨卫 星两部分组成。高轨部分由4颗地球同步轨道卫星、1颗 2天基侦察监视系统发展现状 备份星和2颗大椭圆轨道卫星组成,主要用于探测、发现和 跟踪助推段的导弹。高轨卫星上带有扫描型和凝视型两 由于卫星侦察比其他侦查手段具有更多优势,因此, 种红外探测器。扫描型探测器可以快速的建立全球覆盖, 各军事大国都纷纷不遗余力地发展天基侦察监视系统。 对导弹发射时喷出的尾焰进行初始探测,然后将探测结果 其中,美国依靠其雄厚的经济技术基础,建立了技术先进、 提供给凝视型探测器,后者进行精确跟踪,确定弹道方位 功能强大、历经战火考验的天基侦察监视系统,代表了当 角以及导弹进入弹道时的高度和速度。低轨部分又称为 前天基侦察监视系统的最高水平。下面就以美军为例,对 空间跟踪与监视系统,由24颗小型、低轨道、大倾角卫星组 天基侦察监视系统的发展现状进行分析。 成,主要任务是提供弹道中段的精确跟踪与识别。高轨部 自20世纪苏联解体后,美军的侦察与预警卫星的应用 分将导弹助推段跟踪信息交班给低轨部分后,低轨部分对 逐步由战略侦察与预警转向战术应用。为了满足情报和 主动段和中段飞行的弹道导弹进行跟踪和识别,为地基雷 战略需求,相继开发了“未来成像体系”(FIA)、“天基红外 达捕获来袭导弹和弹头提供信息,然后继续跟踪弹头,监 收稿日期:2010-06-29 作者简介:王春阳(1983—),男,硕士,主要从事空间作战与军事运筹研究。 王春阳,等:天基侦察监视系统发展现状与军事应用分析 141  [4] 测其飞行状态 。“天基红外系统”的低轨部分将在2010 有报道称,该系统将使美国对地球静止轨道卫星的跟踪能 年完全投入使用。 力提高50%。 3)空间雷达(SR)。“空间雷达”(spaceradar)是美国 第一个真正意义上面向战术应用的侦察卫星系统,对于美 3天基侦察监视系统军事应用分析 军的天基侦察监视系统的发展具有划时代的意义,同时该 计划也是所有卫星系统中最昂贵、技术挑战性最大的项 3.1天基侦察监视系统军事任务分析 目,据美国联邦审计署报告的预估,“空间雷达”项目的总 天基侦察监视系统根据侦察监视对象的不同可分为 成本为230亿美元,星座规模为22颗。在“空间雷达”的 空间侦察监视系统和环境探测系统。 设计中有2种方案:一种是低轨道(LEO)方案;另一种是中 空间侦察监视系统的作战任务主要有: 空间探测。 ① 轨道(MEO)方案。低轨道方案的卫星轨道高度低,因而对 发现并跟踪各种空间飞行器,准确测定其轨道参数,随之 雷达的功率-孔径积要求较低,且受空间辐射影响小。但 掌握其飞行状态和位置;获取各种弹道导弹和空间轨道目 同时也由于卫星轨道低,使单颗卫星覆盖能力有限,持续 标的发射和运行情况,及时判明其出处、用途及威胁程度; 探测目标的时间也仅为8~12min,从而增大了目标探测和 监视跟踪弹道导弹和其他空间目标的发射和运行情况,提 跟踪的难度及卫星间任务移交的频率,大大增加了卫星的 供各种参数。 电子监听。通过跟踪、搜集电子、雷达及 ② 操作和任务移交的复杂程度。中轨道方案由于卫星轨道 无线电参数,确定地面防空雷达、反导雷达、军用电台的精 较高,覆盖区域较大,因而所需卫星数量较少,当卫星数量 确位置、信号特征和作用距离,并对成像侦察结果进行验 到达12颗时便可以基本实现连续覆盖和部分地区的多重 证。 战场态势感知。利用天基侦察监视系统对主要战 ③ 覆盖。但中轨道卫星所需的雷达功率 -孔径积约为低轨 场范围内的敌方指挥机构、指挥通信系统、预警防空系统、 卫星的50倍,并且卫星处于强辐射带内,为卫星上的电子 电子战系统、战役战术导弹等高技术武器系统,海空军基 设备和加固带来一定困难。 地及飞机、舰艇活动情况、重兵集团、岸防体系、后方基地 目前,美国采用的是低轨道方案,但同时也对中轨道 等实施严密的多普勒成像;电子信号等多手段侦察,监视 方案进行了积极探索。该计划预计将于2015年发射首颗 战场准备情况和变化动态。 战略预警。及时、准确的在 ④ [5] 工作型空间雷达卫星 。 尽可能远的距离探测来袭的各种导弹、战略轰炸机等目 4)快速攻击识别、探测和报告系统(RAIDRS)。美 标,辨别其真伪,并测定有关参数,处理相关信息;在和平 空军航天司令部正致力于一项名为“快速攻击识别、探测 时期负责监视敌方导弹试验和航天发射情况,提供准确的 和报告系统”的计划,由地基和星载传感器、信息处理网 落点预报信息,为反导作战提供信息支援。 海洋监视。 ⑤ 络,以及一个“报告体系”组成。主要用于探测对军用空间 对海上舰艇、潜艇等进行探测、跟踪、定位和识别,监视其 平台发起的攻击并进行报告,诸如向指挥官报告“系统遭 行动,以获取有价值的情报。因此,空间侦察监视系统的 [6] 到攻击、被激光照射、遭到物理攻击”等情况 。该系统于 军事任务主要有侦察监视目标、跟踪定位目标、电子信息 2005年开始研究,2007财年具备初始作战能力,美军希望 监听、导弹落点侦察、探测核武器试验、支持高端决策、作 该系统完成后能够发现、识别、标识并定位这些传感器报 战毁伤评估、遏制对手军事行动、导弹预警、海洋监视、支 告的攻击。美军这一举措充分显示其更积极的军事航天 援导弹防御和支援一体化作战。 姿态。美国在“空间控制”方面的首要任务是空间态势感 环境探测系统的主要任务有: 气象观测。通过对地 ① 知,以确保所需的感知能力以及保护空间资产的能力。 球和大气层进行气象观测,获取战场气象信息资料,预报 5)天基空间监视系统(SBSSS)。美国正在研制的 天气变化,为作战部队提供气象保障。 空间测绘。测定 ② “天基空间监视系统”(spacebasedspacesurveillancesys 地面战场表面各种目标的位置、高度和地貌,从而绘制出 tem)是美国为了提高对空间目标侦察监视、跟踪识别能 详细、精确的,为作战部队提供地球形状、地球重 力,增强对空间态势的实时感知能力而研制的,用以支持 力场、地磁场分布状况等资料,用以提高各种精确打击武 空间作战的武器装备。SBSSS是一个使用光电敏感器的卫 器的作战效果。 空间环境探测。发现和识别各种自然 ③ 星星座,用于帮助美空军监视那些可能威胁到美国空间飞 天体和空间碎片,准确测定其运行情况,建立空间碎片资 [7] 行器安全的空间碎片和卫星 ,同时,美空军还希望以此 料库,为保障己方空间力量提供预报信息。因此,环境探 填补在中段空间试验卫星退役后留下的观测空白。第1份 测系统的军事任务主要有空间环境探测、气象预报、海事 天基空间监视系统卫星合同与2004年签署。目前拟议中 信息监测、测绘地图和资源探测。综合空间侦察监视系统 的系统由4~8颗卫星组成,设计寿命为5年,能实现每天 军事任务和环境探测系统军事任务可得天基侦察监视系 对空间目标监视一次并更新大多数卫星的位置数据。经 统军事任务集,如图1所示。 多次推迟延误后,第1颗SBSS卫星计划于2010年底发射。 142 四川 兵 工 学报  图1天基侦察监视系统军事任务集 3.2天基侦察监视系统的战略应用分析 援作战包括支援导弹防御和支援一体化作战。由于对战 天基侦察监视系统的战略应用主要是电子信息侦听、 场态势的感知要贯穿于整个作战过程的,它对作战的部署 战略预警、支持高端决策和战略威慑。这4项军事应用具 和兵力兵器的运用具有极其深远的影响,而这种影响主要 有一定的因果关系。电子信息侦听和战略预警为高端决 源于其为作战提供强大的信息支援。因此,应对战场态势 策提供情报信息,具有一定的信息支持作用,而高端决策 感知的作用进行进一步的分析。 的结果则可能是向对手实施一定程度上的警示性威慑(当 侦察监视的主要作用有3个方面:一是获取目标的光 [8] 然,强大的天基侦察监视能力本身就是一种威慑),从而达 学图像、红外图像和雷达图像 ,服务于作战计划拟定和 到遏制对手军事行动的目的。因为这种因果关系可以理 毁伤分析;二是通过实时的监视和信息监听,及时掌握对 解为电子信息侦听和战略预警对支持高端决策和战略威 手的作战部署的变化,服务于作战计划的修改和紧急态势 慑具有先导作用,所以下面着重对电子信息侦听和战略预 的应急处理;三是用于发现伪装和地下目标。 警的作用进行分析。 跟踪定位的主要作用有2个方面:一是跟踪对手的军 电子信息侦听的作用主要有2个方面:一是通过长期、 事行动,结合侦察信息,推测其功能和意图,完善己方对战 连续不断的对重点地区的通信信号进行监听,使对手或潜 场态势的感知;二是对对手的重要军事目标进行精确的定 在对手始终处于己方的监视之下,并通过分析监听到信息 位,为精确打击类武器提供目标定位信息。 获得其战略意图信息,确保己方始终拥有相对的战略信息 3.4天基侦察监视系统的战术应用分析 优势;二是通过跟踪识别各种电子信号参数,确定对手或 天基侦察监视系统的战术应用主要有导弹落点侦查、 潜在对手的战略部署信息,精确定位其电子信息装备,确 毁伤评估、海洋监视。导弹落点侦查的主要作用是核查导 定相应的信号特征、作用距离等信息,为战役及战术级作 弹命中目标的情况,为毁伤评估提供评估依据。毁伤评估 战提供信息支援。 的主要作用是评估每轮打击的作战效果,分析目标在被打 战略预警的作用主要也有2个方面:一是监视来袭的 击后的毁伤等级,从而确定出需要实施下一轮补充打击的 飞机,为空军防空部队提供情报;二是发现、跟踪来袭的弹 目标。海洋监视的作用要比导弹落点侦查和毁伤评估复 道导弹和巡航导弹等目标,提供其发射点坐标、袭击地域、 杂,下面进行重点分析。 袭击时间,测算其弹道、轨道参数,预报可能来袭的波次及 海洋监视的目的是通过监视海上舰船和潜艇的活动, 每一波次袭击的目标等情况,为及时采取防护和反击措施 侦察舰艇的雷达信号、无线电通信信号和其他通信信号, 提供导弹预警情报信息。 有效的探测和鉴别海上舰船,并准确其性质、测定其位置、 3.3天基侦察监视系统的战役应用分析 航速、航向。最后通过分析所截获信息,并结合对舰艇、潜 天基侦察监视系统的战役应用作为战略应用和战术 艇的持续监视,分析判断出舰艇、潜艇的军事行动或军事 应用之间的中间层,其与战略应用和战术应用均存在一定 意图,为己方军事行动提供详细的行动依据,其流程如图3 交叉,但总体上可以概括为战场态势感知和支援作战。具 所示。 体而言,战场态势感知主要包括侦察监视和跟踪定位,支 王春阳,等:天基侦察监视系统发展现状与军事应用分析 143  图2天基侦察监视系统战役应用流程 图3海洋监视应用流程 分析图3可以发现,海洋监视在整个流程中具有信息 主导作用,对作战的结果具有深刻的影响。我们可以在实 参考文献: 际的作战中找到相应的战例,如美军的“白云”海洋监视卫 星,它曾在英阿马岛海战中为英军提供阿根廷海军“贝尔 [1]总装备部电子信息基础部编.导弹武器与航天器装 格拉诺将军”号的情报;在海湾战争中截获伊拉克舰艇发 备[M].北京:原子能出版社、航空工业出版社、兵器 射的无线电和雷达信号,测定了相关参数并进行连续跟 工业出版社,2003. 踪,同时为多国部队指明海上攻击目标;在科索沃战争期 [2]梁巍,周润松.国外侦察卫星新进展[J].航天器工 间,监听南联盟和俄罗斯舰艇的海上行动情况,有效地阻 程,2007,16(2):30-40. 止了俄罗斯可能向南联盟提供的海上支援。 [3]王景泉.美国成像侦察卫星向何处去[J].国际太空, 2009(5):13-18. 4结束语 [4]陈萱,王家胜.美国天基信息系统发展与未来网络中 心战[J].航天电子对抗,2007,23(6):20-23. 纵观近几场局部战争可以发现,天基侦察监视已成为 [5]魏晨曦.美国的空间侦察监视能力分析[J].外军信 现代战争获取情报信息的主要手段,它使指挥员能够洞悉 息战,2006(2):5-8. 战场上的一切变化,抓住战机,指挥部队对敌实施快速有 [6]何立萍.国外空间侦察监视系统的发展[J].航天电 效的打击,有效的推动了战争的进程。随着航天技术的发 子对抗,2007,23(6):7-11. 展,天基侦察监视系统的功能日臻完善,性能明显提高,其 [7]吴枝.国外航天侦察系统的现状与发展[J].电讯技 军事应用也得到了很大的拓展,即在战时为战略、战术应 术,2009,49(5):108-114. 用提供服务。同时也在和平时期提供例行的战略侦察、协 [8]陈万强,邹振宁.美军侦察卫星能力评析[J].飞航导 助高新武器系统试验、空间碎片预警、测绘地图、资源探测 弹, 2004(4):6-11. 等能力。因此可以预见,在未来的信息化战争中,天基侦 察监视系统必将发挥更大的作用。 (责任编辑陈松)

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