美軍導(dǎo)彈防御指揮控制系統(tǒng)建模與分析

姜 偉，張濤濤，李念瑄

（1.航天工程大學(xué)，北京 101416；2.海軍工程大學(xué)，武漢 430033；3.火箭軍駐航天科技集團(tuán)公司第四研究院軍事代表室，西安 710025）

0 引言

導(dǎo)彈防御系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的體系，指揮控制系統(tǒng)就是這一體系的大腦。在導(dǎo)彈防御過(guò)程中，指揮控制系統(tǒng)承擔(dān)了作戰(zhàn)單元指揮、交戰(zhàn)進(jìn)程控制、戰(zhàn)場(chǎng)資源管理與戰(zhàn)場(chǎng)信息交互的多重職能。在智能化、復(fù)雜化、自動(dòng)化的未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上，指揮控制系統(tǒng)的發(fā)揮是否得力，在很大程度上將決定戰(zhàn)斗的成敗。在這一背景下，探索指揮控制系統(tǒng)的建設(shè)模式、明確指揮控制系統(tǒng)的功能定位、理清指揮控制系統(tǒng)的作戰(zhàn)流程，對(duì)提升導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能具有至關(guān)重要的作用。

歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，美軍的導(dǎo)彈防御技術(shù)正處于世界領(lǐng)先地位。當(dāng)前，美軍正大力發(fā)展指揮、控制、戰(zhàn)場(chǎng)管理與通信（Command，Control，Battle Management and Communication，C2BMC）系統(tǒng)，努力推動(dòng)導(dǎo)彈防御資源的整合，致力于構(gòu)建一體化、層次化的彈道導(dǎo)彈防御體系［1］。跟蹤美軍導(dǎo)彈防御中指揮控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程、分析其現(xiàn)有指揮控制系統(tǒng)的運(yùn)行模式，可為我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)裝備的建設(shè)與部署提供有益的參考，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 統(tǒng)一建模語(yǔ)言（UML）

本文將利用統(tǒng)一建模語(yǔ)言（Unified Modeling Language，UML）這一分析工具來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的探索。圖1給出了UML提供的主要圖例類型。UML的豐富內(nèi)涵為系統(tǒng)建模與分析提供了有力的支持。在下文研究中，將利用UML用例圖、類圖與活動(dòng)圖來(lái)描述與探討美軍導(dǎo)彈防御體系的全方位特性，理清指揮控制系統(tǒng)的角色與功能。

2 C2BMC的產(chǎn)生

美國(guó)的導(dǎo)彈防御研究始于二十世紀(jì)四五十年代，經(jīng)歷了數(shù)十年的早期探索與試驗(yàn)驗(yàn)證，美國(guó)的導(dǎo)彈防御技術(shù)日趨成熟，進(jìn)入了快速發(fā)展階段。1993年5月，克林頓總統(tǒng)提出了著名的國(guó)家導(dǎo)彈防御（National Missile Defense，NMD）計(jì)劃與戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御（Theatre Missile Defense，TMD）計(jì)劃［2-3］。NMD用于保衛(wèi)美國(guó)國(guó)家本土免遭來(lái)襲的洲際彈道導(dǎo)彈或其他彈道導(dǎo)彈的打擊，TMD則用于保衛(wèi)美國(guó)的海外資產(chǎn)及其盟國(guó)免遭來(lái)襲的彈道導(dǎo)彈的打擊。兩者共同構(gòu)筑了美國(guó)及其盟友的反導(dǎo)防御力量。在這一時(shí)期，美國(guó)已經(jīng)初步具備了對(duì)不同類型彈道導(dǎo)彈目標(biāo)的不同飛行階段的實(shí)施攔截的能力，其導(dǎo)彈防御計(jì)劃的特點(diǎn)是求多、求全，各個(gè)防御系統(tǒng)之間自成一體。圖2以用例圖描述了這一時(shí)期美導(dǎo)彈防御力量建設(shè)的思路。

在圖2所示的導(dǎo)彈防御網(wǎng)絡(luò)中，指揮控制系統(tǒng)的核心地位尚未確立。事實(shí)上，此階段美軍的導(dǎo)彈防御力量并未得到有效整合。各個(gè)防御系統(tǒng)的內(nèi)部分別包含目標(biāo)探測(cè)單元、目標(biāo)殺傷單元與指揮控制單元，系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的聯(lián)系較弱，不同防御系統(tǒng)間既沒(méi)有實(shí)現(xiàn)探測(cè)信息的共享與融合，也談不上殺傷單元的協(xié)同配合。毫無(wú)疑問(wèn)，這一建設(shè)思路難以實(shí)現(xiàn)防御資源的充分利用，其總體作戰(zhàn)效能僅僅是單一系統(tǒng)效能的簡(jiǎn)單疊加，與信息化條件下聯(lián)合作戰(zhàn)的思想相悖。

小布什總統(tǒng)上臺(tái)后，美軍的導(dǎo)彈防御戰(zhàn)略得到改進(jìn)。2002年1月，美將彈道導(dǎo)彈防御組織（Ballistic Missile Defense Organization，BMDO） 更名為導(dǎo)彈防御局（Missile Defense Agency，MDA）。12月，美政府下令打造一體化、多層次的彈道導(dǎo)彈防御體系（Ballistic Missile Defense System，BMDS）。在這一背景下，C2BMC應(yīng)運(yùn)而生［4］。在C2BMC的支持下，不同階段、不同類型防御系統(tǒng)之間的界限正被打破，所有的導(dǎo)彈防御資源逐步被整合，形成目標(biāo)探測(cè)、目標(biāo)殺傷與指揮控制3大類，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3刻畫(huà)的導(dǎo)彈防御體系采用扁平化的組織結(jié)構(gòu)，突出了C2BMC的核心地位。導(dǎo)彈防御體系的用戶可以通過(guò)C2BMC直接支配現(xiàn)有防御資源中的任一作戰(zhàn)單元，不必拘泥于原有防御系統(tǒng)的約束。舉例來(lái)講，原隸屬于末段高空區(qū)域防御（Terminal High-AltitudeAreaDefense，THAAD） 系 統(tǒng) 的ANTPY-2雷達(dá)可以獨(dú)立前置部署，在來(lái)襲導(dǎo)彈發(fā)射的早期對(duì)其實(shí)施探測(cè)，從而顯著改進(jìn)防御體系的預(yù)警能力；列裝在宙斯盾驅(qū)逐艦上的SM3攔截彈可以靈活調(diào)整陣地位置，與地基攔截彈（Ground Based Interceptor，GBI）、THAAD 攔截彈、愛(ài)國(guó)者攔截彈等殺傷單元構(gòu)筑多層次的防御網(wǎng)絡(luò)，從而有效提升防御體系的殺傷概率。C2BMC支持下的導(dǎo)彈防御體系不僅有助于實(shí)現(xiàn)探測(cè)單元的數(shù)據(jù)共享與信息融合，而且加強(qiáng)了不同類型攔截彈之間的聯(lián)系，避免了作戰(zhàn)單元的各自為戰(zhàn)，為提升防御體系的總體作戰(zhàn)效能提供了有力支持。

3 C2BMC的職能

C2BMC的作用貫穿導(dǎo)彈防御作戰(zhàn)的全過(guò)程。因此，若想考察C2BMC的職能，必須在彈道導(dǎo)彈防御體系的框架下展開(kāi)探討。結(jié)合美導(dǎo)彈防御力量的建設(shè)思路，圖4以類圖刻畫(huà)了美典型彈道導(dǎo)彈防御體系的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。注意，考慮到機(jī)載激光（AirBorne Laser，ABL）計(jì)劃已于2011年12月終止，圖中沒(méi)有包含相關(guān)武器。

由圖4可知，C2BMC將構(gòu)成彈道導(dǎo)彈防御體系的不同作戰(zhàn)單元捏合成一個(gè)整體。探測(cè)單元的測(cè)量數(shù)據(jù)下傳至C2BMC，為準(zhǔn)確判別戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，及時(shí)制定作戰(zhàn)方案創(chuàng)造了條件。殺傷單元接受C2BMC分配的攔截任務(wù)與修正指令，使得遠(yuǎn)距離、高精度的動(dòng)能摧毀成為可能。概括地講，C2BMC具有如下的5項(xiàng)職能：態(tài)勢(shì)感知、威脅評(píng)判、交戰(zhàn)分析、交戰(zhàn)控制與效果評(píng)估。態(tài)勢(shì)感知，指通過(guò)對(duì)探測(cè)單元測(cè)量數(shù)據(jù)的處理，C2BMC對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)空間的安全態(tài)勢(shì)保持有效監(jiān)視。威脅評(píng)判，指針對(duì)潛在的來(lái)襲導(dǎo)彈，C2BMC通過(guò)落點(diǎn)預(yù)報(bào)、誤差分析等手段判別威脅程度，為防御資產(chǎn)的調(diào)度與啟用打好基礎(chǔ)。交戰(zhàn)分析，指在攔截作戰(zhàn)開(kāi)始之前，C2BMC對(duì)可行的攔截方案展開(kāi)分析，篩選并確定最優(yōu)的作戰(zhàn)方案。交戰(zhàn)控制，指在攔截作戰(zhàn)開(kāi)始以后，C2BMC為彈上計(jì)算機(jī)提供必要的修正指令與目標(biāo)識(shí)別信息，提升攔截彈的殺傷成功率。效果評(píng)估，指在一次攔截結(jié)束之后，C2BMC結(jié)合探測(cè)單元的測(cè)量信息對(duì)攔截效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，為后續(xù)的再次攔截做好準(zhǔn)備。需要強(qiáng)調(diào)的是，在以C2BMC為支撐的彈道導(dǎo)彈防御體系中，無(wú)論是承擔(dān)早期預(yù)警與精確跟蹤任務(wù)的探測(cè)單元，還是承擔(dān)目標(biāo)殺傷任務(wù)的攔截作戰(zhàn)單元，其種類與數(shù)目均不止一個(gè)。也就是說(shuō)，在實(shí)際作戰(zhàn)中，C2BMC的職能相比圖4更加復(fù)雜。將部署位置不同、作戰(zhàn)功能不同的諸多防御資源有效地組織起來(lái)，是提升導(dǎo)彈防御體系作戰(zhàn)效能的關(guān)鍵，也是指揮控制系統(tǒng)的建設(shè)必須要回答的問(wèn)題。

4 C2BMC的典型作戰(zhàn)流程

為探討C2BMC的典型作戰(zhàn)流程，將構(gòu)建一個(gè)雙層的彈道導(dǎo)彈防御體系。體系由紅外預(yù)警衛(wèi)星、AN/TPY-2雷達(dá)、UEWR雷達(dá)、SBX雷達(dá)、AN/SPY-1雷達(dá)、GBI攔截器、SM3攔截器與C2BMC構(gòu)成。盡管該體系僅包含大氣層外攔截器，但其已經(jīng)能夠體現(xiàn)一體化、層次化防御作戰(zhàn)的特點(diǎn)。在包含末段攔截器（THAAD、PAC-3等）的更加完整的彈道導(dǎo)彈防御體系中，C2BMC的作戰(zhàn)流程與本文所建立的體系基本一致。圖5給出了本文建立的雙層彈道導(dǎo)彈防御體系的典型作戰(zhàn)流程。

由圖5可知，C2BMC的作用貫穿防御作戰(zhàn)過(guò)程始終。態(tài)勢(shì)感知對(duì)應(yīng)于預(yù)警衛(wèi)星與預(yù)警雷達(dá)實(shí)施目標(biāo)探測(cè)的過(guò)程，包括平時(shí)的全視場(chǎng)探測(cè)與戰(zhàn)時(shí)有針對(duì)性的小視場(chǎng)探測(cè)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)潛在的來(lái)襲目標(biāo)后，C2BMC對(duì)其飛行狀態(tài)的感知是一個(gè)精度不斷提高的迭代過(guò)程，直到實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的精確定位為止。在精確定位之后，C2BMC分析評(píng)判防御方面臨的威脅等級(jí)，依據(jù)目標(biāo)的飛行軌跡初步篩選本次防御可能涉及的作戰(zhàn)單元。交戰(zhàn)分析是在攔截作戰(zhàn)開(kāi)始前的運(yùn)籌帷幄，實(shí)現(xiàn)對(duì)可行的作戰(zhàn)方案的排序與尋優(yōu)。交戰(zhàn)分析形成的作戰(zhàn)方案被下發(fā)至相關(guān)的制導(dǎo)雷達(dá)與攔截器系統(tǒng)，從而為制導(dǎo)雷達(dá)的目標(biāo)跟蹤與攔截器的諸元裝訂提供支持。攔截器發(fā)射后，制導(dǎo)雷達(dá)對(duì)彈目飛行過(guò)程實(shí)施跟蹤，C2BMC據(jù)此實(shí)現(xiàn)對(duì)攔截交戰(zhàn)過(guò)程的監(jiān)視，并在必要時(shí)（目標(biāo)機(jī)動(dòng)或釋放誘餌）為攔截器彈上計(jì)算機(jī)提供修正指令與識(shí)別信息，確保攔截器在交戰(zhàn)中占據(jù)主動(dòng)。一次攔截結(jié)束后，C2BMC結(jié)合多方信息評(píng)估攔截效果。若威脅尚未解除，則應(yīng)迅速組織再一次攔截作戰(zhàn)，重新展開(kāi)交戰(zhàn)分析、交戰(zhàn)控制與效果評(píng)估，直到來(lái)襲目標(biāo)被徹底摧毀或己方防御力量不再具備攔截能力。

5 結(jié)論

時(shí)至今日，美軍傾力打造的C2BMC及其支持下的彈道導(dǎo)彈防御體系已經(jīng)多次成功開(kāi)展攔截試驗(yàn)［5］，驗(yàn)證了其初步的作戰(zhàn)能力。學(xué)習(xí)美軍的經(jīng)驗(yàn)成果，可為我導(dǎo)彈防御力量的建設(shè)提供一些有益的參考。結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，提出以下對(duì)策建議：

1）強(qiáng)調(diào)資源整合，提升現(xiàn)有防御裝備的作戰(zhàn)效能。

與美國(guó)相比，我國(guó)的導(dǎo)彈防御技術(shù)起步較晚，距離構(gòu)建全方位、一體化的導(dǎo)彈防御體系還有很大差距。正因如此，提升現(xiàn)有防御裝備的作戰(zhàn)效能變得尤為重要。在反導(dǎo)裝備的建設(shè)中，應(yīng)吸取美軍教訓(xùn)，強(qiáng)調(diào)資源整合，從硬件和軟件兩方面推動(dòng)作戰(zhàn)單元（尤其是目標(biāo)探測(cè)單元）的通信組網(wǎng)與信息共享，努力實(shí)現(xiàn)防御能力的內(nèi)部挖掘。

2）提前謀劃布局，著力發(fā)展協(xié)同作戰(zhàn)的多重防御體系。

在一體化聯(lián)合作戰(zhàn)背景下，協(xié)同攔截的模式成為導(dǎo)彈防御技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。協(xié)同攔截要求兩個(gè)以上的攔截陣地在指揮控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)下構(gòu)筑分批次、分階段的攔截戰(zhàn)線，從而有效應(yīng)對(duì)目標(biāo)機(jī)動(dòng)、誘餌伴飛等復(fù)雜突防情形，提升攔截成功率。在防御力量（尤其是指揮控制系統(tǒng)）的建設(shè)中，應(yīng)該提前謀劃布局，打造適應(yīng)協(xié)同作戰(zhàn)需求的作戰(zhàn)單元與運(yùn)行機(jī)制，為構(gòu)建協(xié)同作戰(zhàn)的多重防御體系做好準(zhǔn)備。

參考文獻(xiàn)：

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