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【深度解析】美战略警告能力现状与展望

 liubazhang 2017-03-19



美战略预警能力现状与展望


美国基于全球战略和针对俄、中以及所谓“无赖国家”的威胁,经过多年的发展建设,建立了手段先进、部署广泛,覆盖全球重点区域,集防空预警、弹道导弹预警、空间目标监视于一体的空天预警体系。


基于全球信息栅格和全球指挥控制系统等建设,建立了可部署于指挥所的指挥控制/战场管理和通信(C2BMC)系统,并与国土防空、地基中段防御和末段高低层防御等作战系统集成为有机整体,实现了防空与反导预警、指挥决策、防空与反导防御作战的一体化。


防空与反导预警探测系统能够及时探测发现美国本土及周边500公里(重点区域3500公里)以远范围内的空中目标、南纬60度以北范围内各种弹道导弹,可在全球范围内监视各种卫星目标;C2BMC系统接收汇集防空、弹道导弹预警、空间目标监视等预警和情报信息,形成综合空天态势,为战略决策和指挥防空与反导防御、空间目标攻击等作战提供预警信息支持。


图1  美军预警、指挥、防空反导体系构成示意图


(一)  防空预警系统


美国把北美大陆按地理位置划分为美国大陆、加拿大和阿拉斯加三个防空区。这三个地区空战中心分别位于佛罗里达州的延德尔空军基地、北湾市和埃尔门道夫空军基地,负责各个地区的平时和战时的防空作战指挥与控制任务,自动搜集和处理来袭目标的动态情报,掌握本区的战况,识别来袭目标,指挥引导防空武器进行拦截,通过防空数据通信网接收分区空战中心传送来的空情,并及时向北美防空防天司令部和有关部门通报空情。


防空预警系统主要包括北方预警系统、近程预警系统、联合监视系统和空中预警系统等四部分,主要职责是对威胁北美领空的战略轰炸机和巡航导弹等空中目标实施预警探测。美军的防空预警系统呈现“两线、三边”的特点,如图2所示。“两线”指沿北美大陆北纬70和49度部署的防空情报雷达形成的两条监视北方的预警线,“三边”指预警机巡逻在美国本土东、西海岸的两个边,气球载雷达在南海岸。


图2 美军的防空预警系统部署


美国防空预警装备主要包括空基、地基和海基防空预警装备。其中,空基防空预警装备主要包括E-2、E-3预警机,以及系留航空器雷达系统(TARS)等。地基防空预警装备主要包括联合监视系统(JSS,AN/FPS-130雷达)、北方预警系统(DEW,15部AN/FPS-117 、39部AN/FPS-124雷达)、可搬迁重建式(ROTH,3部AN/TPS-71)超视距雷达、冰岛防空系统(IADS)的警戒探测系统、加勒比海盆地雷达网(CBRN)。海基防空预警装备主要包括AN/SPS-29对空警戒雷达、AN/SPS-40对空警戒雷达、AN/SPS-48E对空警戒雷达、AN/SPS-49(V)对空警戒雷达、AN/SPS-58/65搜索与目标采集雷达、AN/SPS-67(V)搜索雷达、AN/SPY-1多功能雷达等。


此外,美国还在东西海岸部署了AN/FPS-118超视距雷达,但目前东海岸的雷达每周只间歇运作40个小时,西海岸的系统也仅保持在热储备状态。


以雷达和预警机为主体、以浮空器为补充,形成由地面到临近空间立体化的防空预警网,可有效探测来自主要战略方向的战斗机、轰炸机等各类威胁目标。“北方预警系统”可以形成从阿拉斯加、经加拿大、至南拉布拉多绵延4800千米、宽320千米的雷达网,但自上世纪70年代以后,由于轰炸机等空中目标不再是美国本土预警的重点,因此该系统已较少发挥作用。中部则主要是联邦航空局和美空军共同管理的“空中航线监视雷达”。空基预警装备可跟踪较小的隐蔽目标,对低空、超低空目标探测距离可达300~400千米,对中、高空目标的探测距离达500~600千米。



1. 弹道导弹预警系统

90年代以来,美国弹道导弹防御能力突飞猛进,对于美国的反导系统而言,早期预警是实现反导作战的关键,尽早发现对手发射弹道导弹是拦截的前提条件,美国不但发展预警卫星对全球弹道导弹发射实施24小时不间断监视,部署陆基远程预警雷达对来袭美国本土的弹道导弹实施全方位覆盖。同时,还发展可前置部署X波段雷达、海基可机动部署的X波段雷达以及在重点地区部署P波段远程预警雷达,利用通信中继卫星和光缆将这些预警装备连成一体,组成全球导弹预警网,通过情报共享的方式获取重点地区的导弹发射活动,以增加导弹发射的预警时间。


弹道导弹预警系统主要包括天基预警系统、陆基弹道导弹预警系统、其它弹道导弹多功能预警系统等,主要职责是对威胁美国本土的中远程弹道导弹和威胁美国海外战区的中近程弹道导弹实施预警探测。其中,天基预警系统主要包括DSP预警卫星以及新一代天基预警系统,能够对全球陆射和潜射弹道导弹实施全天24小时的不间断探测,能够在洲际和潜射弹道导弹发射20秒后探测到目标,10秒钟内将预警和攻击数据发送给指挥中心。


陆基弹道导弹预警系统通过部署“铺路爪”AN/FPS-115及其改进型等相控阵雷达大型,对攻击美国本土的洲际弹道导弹实现全方位覆盖,对陆射和潜射弹道导弹的远程搜索、截获、跟踪和轨道计算,为指挥所和其它用户提供弹道导弹早期威胁告警与攻击评估信息,提供至少15分钟的预警时间。


其它多功能弹道导弹预警系统包括地基X波段雷达(GBR)、海基X波段雷达(SBX-1)、可前置部署的X波段雷达AN/TPY-2等,这些雷达通过移动部署在需要的地区,既可以担负弹道导弹预警任务,又可以与中段拦截作战系统连接,为其提供弹道导弹目标指示、精密跟踪、真假弹头识别、以及拦截效果等信息。


2.空间监视系统

空间监视系统主要用来对绕地球飞行的各种空间目标(包括各类航天器、末级火箭、导弹、碎片、陨石等)进行探测、跟踪、测量、识别、轨道计算和分类编目,为美国司令部的弹道导弹预警中心提供空间目标轨道预报、发现和识别新目标、对再入大气层目标识别等信息,为拦截系统提供目标指示数据以及拦截结果的观测数据等。美国现在的空间监视系统称为空间监视网(SSN),它以地基为主、天基为辅而形成的可对空间目标进行跟踪和编目的空间目标监视系统。


空间监视系统主要三大类传感器:

(1)美国空间司令部所属的专用空间监视系统,包括AN/FPS-85大型相控阵雷达、一套连续波雷达跟踪系统、地基光电深空监视系统(12部光电望远镜)、机械跟踪雷达和监视卫星等。

(2)兼用空间监视系统,包括5部改进型弹道导弹预警雷达、4部机械跟踪雷达等。

(3)非空间司令部所属的其它监视系统,包括7部远程机械跟踪雷达以及其它远程精密跟踪和识别雷达等,如丹麦“眼镜蛇”雷达和周边搜索雷达等。


空间目标监视系统探测距离可达40000千米,现编目管理近2万个在轨目标,能可靠监视近地轨道上直径10厘米左右目标以及中高轨道上直径30厘米左右的目标,空间目标编目更新周期为7天。但目前的地基空间监视网对小型的空间碎片、高轨的空间目标进行稳定探测、跟踪的能力有限,对空间的覆盖上存在瞬时盲区。“天基空间监视系统”已部署首颗“探路者”卫星,该星将与地基空间目标监视网协同工作,提高对高轨、微小、机动空间目标的及时探测、识别和跟踪能力,标志着天地一体的空间态势感知能力正在形成。


图3 美国弹道导弹预警系统部署及其威力示意图


   3.  指挥控制、战场管理和通信(C2BMC)系统

C2BMC项目于2002年正式启动,其主要任务是负责统筹美军全球26个分散的弹道导弹防御系统作战指挥单元,即通过网络把分布在世界各地的各军种传感器、武器系统、区域BMC2系统有效地集成到一起,所有参与者能根据需要获取特定区域的信息,为分散在各个地方的指挥人员提供综合的共用作战图像并协调武器部署的决策,使指挥人员能运用有效的武器对各飞行阶段的来袭目标进行拦截,实现以网络为中心的一体化、分层弹道导弹防御。


C2BMC系统分为司令部级和基地级,通过网络将各个司令部和基地连接起来形成分布式一体化指挥控制系统。


C2BMC主要提供五个方面能力:

①态势感知:实现传感器组网,最大限度地发挥探测和跟踪各种弹道导弹威胁的能力,融合来自BMDS的各个分系统的数据,提供质量更高的战场图像,使各级指挥层(从作战指挥员到国防部长和总统)获得弹道导弹防御的公共、单一、综合态势感知,支持快速、无模糊的信息共享;


②自适应规划:使作战司令部司令之间相互协作,近实时地和动态地制定BMD计划,以协调和集成战区弹道导弹防御计划、全球弹道导弹防御支援计划,使各种军事行动达成同步,实现全球一体化弹道导弹防御的目标。


③交战控制:实时协调BMD武器系统的交战,通过优化传感器-武器系统组合来实现最大杀伤率,建立各传感器与武器系统的配对关系,由能获得最佳作战效果的防御系统对目标进行拦截。如PAC-3传感器所获得的目标识别信息被传输给C2BMC,C2BMC通过该信息与整个BMDS所获得的其他信息进行综合并进行武器选配,由能获得最佳作战效果的防御系统对目标进行拦截。


④建模、仿真与分析:利用描述、集成和排序多个数据集的规则来实现分析的自动化。利用其“已知”信息,以数字化和自动化的方式对多个传感器、武器、目标和交战场景进行建模和评估。支持评估弹道导弹防御行动方案和为实战进行的训练/演练。


⑤通信:以网络为中心,以GIG为基础,由国防信息系统局提供支持。允许相关作战部门共享弹道导弹防御系统数据集和数据库,并为作战单位提供通信连通能力。



4. 战区联合反导体系结构

为了实现战区内联合防空反导,需要将各类传感器和各类防空反导武器系统集成为有机整体,形成以网络为中心的战区联合防空反导体系,典型体系构成如图13所示。


由多种探测器包括战区内的和天基探测器对导弹发射进行探测,其跟踪数据,按照预先确定的报告责任(R2)规则进行广播,即由拥有最佳数据的探测器负责报告,从而提供高质量数据并减少通信负荷。


天基预警系统的数据由战区内的联合战术地面站(JTAGS)和美国本土的任务控制站负责接收并进行处理,国家情报系统的数据由战术数据报告 (TACDAR)系统处理,由卫星广播系统——战术信息广播业务(TIBS)和TRAP数据分发系统(TDDS)在整个战区内分发这些数据。这些数据通过一个网关引入近实时的联合战区作战网络,由战区C2单元依据战区总司令或联合部队司令审定的作战方案对这些信息进行处理。


所获得的信息一方面向导弹防御系统提供早期预警,使拦截系统做好准备,另一方面送到美国本土航天司令部进行处理,生成目标情报信息(包括目标的弹道数据及落点),再经过通信卫星传送到TMD的BMC3或战术作战中心,引导地基或海基预警雷达搜索及跟踪目标,这些雷达所获得的目标信息经BM/C3或战术作战中心处理后被传送给拦截武器,并引导拦截武器拦截来袭导弹。


地基雷达观测整个拦截过程,并把观测数据实时提供给BM/C3系统,以便评估拦截弹是否拦截到目标。如果高层拦截弹未能拦截和摧毁目标,再发射拦截弹进行拦截或把目标交给实施低层防御的导弹防御系统进行后续的拦截。


在战区内,近实时的战区导弹防御信息将通过统一的数据链和格式提供给战区的情报中心、武器/探测器单元、C2节点和其他监控及参与的指挥中心。


C2系统能在高度分散的武器系统之间提供报警、引导和作战协调支持。每个单元负责将本地跟踪数据与战区近实时网络跟踪数据进行关联,并根据系统报告责任规则,通过网络报告本地的跟踪数据。

 

图4 战区联合反导体系连接关系示意图


为了适应信息化和网络化作战,需要做到各组成单元的互联互通互操作。美军一方面通过统一各数据链标准、采用单一系统终端来整合各军种开发的互补兼容的系统,另一方面强化网络化数据链的研制,并积极构建一体化数据链的体系结构,实现战区防空反导一体化和最佳协同作战。




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