基于直接引導(dǎo)的反導(dǎo)預(yù)警信息流程研究

張文培　李瑞　王乾　宋宏宇

【摘 要】反導(dǎo)預(yù)警裝備信息傳遞渠道，是一個(gè)事關(guān)預(yù)警系統(tǒng)冗余性與生存能力的重要問題。目前，裝備之間主要采用引導(dǎo)信息經(jīng)反導(dǎo)預(yù)警指揮中心處理后再送往被引導(dǎo)雷達(dá)的間接引導(dǎo)方式，使得預(yù)警系統(tǒng)存在作戰(zhàn)效能較低、生存能力較弱等問題。為此，在現(xiàn)有預(yù)警裝備體系的基礎(chǔ)上，提出了直接引導(dǎo)的方案，分析了間接引導(dǎo)存在的問題，研究了直接引導(dǎo)方式下預(yù)警信息傳遞流程，通過對(duì)這兩種方式的對(duì)比與分析，得出直接引導(dǎo)方式能夠使系統(tǒng)具有較大的冗余性與較強(qiáng)的生存能力。

【關(guān)鍵詞】直接引導(dǎo);預(yù)警信息;流程

【中圖分類號(hào)】TP277 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）09-0060-03

0 引言

反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)是綜合利用天基紅外預(yù)警衛(wèi)星、遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)、地基多功能相控陣?yán)走_(dá)等探測(cè)手段及指揮信息系統(tǒng)，對(duì)來襲彈道導(dǎo)彈進(jìn)行早期發(fā)現(xiàn)、連續(xù)跟蹤、目標(biāo)識(shí)別、彈道估計(jì)和落點(diǎn)預(yù)報(bào)，為攔截武器系統(tǒng)提供目標(biāo)指示信息并對(duì)攔截效果進(jìn)行評(píng)估的一系列作戰(zhàn)行動(dòng)[1]，是通過系統(tǒng)內(nèi)不同類型探測(cè)裝備的串聯(lián)運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的獲取和處理，這些裝備不但有不同的任務(wù)分工，還要互相引導(dǎo)和協(xié)作。其中，引導(dǎo)方式可根據(jù)引導(dǎo)信息傳輸路徑的不同分為間接引導(dǎo)和直接引導(dǎo)，而不同的引導(dǎo)方式對(duì)裝備協(xié)同效能的發(fā)揮和系統(tǒng)整體作戰(zhàn)能力具有重大影響，目前在作戰(zhàn)使用中多采用間接引導(dǎo)。本文將對(duì)反導(dǎo)預(yù)警信息和裝備之間的引導(dǎo)方式進(jìn)行探討，對(duì)間接引導(dǎo)方式下存在的問題進(jìn)行分析，通過采用直接引導(dǎo)的方法，對(duì)其預(yù)警信息傳輸流程進(jìn)行研究梳理，以期提升系統(tǒng)整體作戰(zhàn)效能，提高系統(tǒng)生存能力。

1 反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)組成及預(yù)警信息分析

反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)是反導(dǎo)作戰(zhàn)體系的分系統(tǒng)，一般由天基預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)、地基遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)、多功能相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)及指揮信息系統(tǒng)等組成。圖1所示為美軍反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)組成。目前，僅美國(guó)裝備有低軌預(yù)警衛(wèi)星，且處于演示試驗(yàn)階段，暫不作為本文研究?jī)?nèi)容。天基高軌預(yù)警衛(wèi)星利用其搭載的紅外相機(jī)，通過對(duì)處于助推段飛行的導(dǎo)彈尾焰輻射的紅外信號(hào)進(jìn)行探測(cè)，以及對(duì)探測(cè)信息的進(jìn)一步處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)來襲彈道導(dǎo)彈的早期預(yù)警。地基遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)通常工作在P、L波段，通過大功率的電磁波發(fā)射，獲得較遠(yuǎn)的探測(cè)距離和較大的搜索范圍，主要用于遠(yuǎn)程發(fā)現(xiàn)跟蹤處于中段飛行的彈道導(dǎo)彈目標(biāo)。多功能相控陣?yán)走_(dá)通常為X波段或C波段雷達(dá)，因其工作頻率較高，具有較高的探測(cè)精度，可對(duì)來襲目標(biāo)進(jìn)行精確識(shí)別，為攔截武器系統(tǒng)提供目標(biāo)指示及打擊效果評(píng)估。通過不同類型探測(cè)裝備的聯(lián)合運(yùn)用，可實(shí)現(xiàn)對(duì)彈道導(dǎo)彈目標(biāo)的全程監(jiān)視，達(dá)到預(yù)警和目標(biāo)指示的目的。

反導(dǎo)預(yù)警信息是指在反導(dǎo)預(yù)警作戰(zhàn)指揮過程中獲取、處理生成并進(jìn)行傳遞的各類信息，根據(jù)信息內(nèi)容可分為指令信息和數(shù)據(jù)信息。

其中，指令信息是指揮者依托指揮信息系統(tǒng)實(shí)施指揮控制和作戰(zhàn)管理而產(chǎn)生的信息，主要包括上級(jí)向下級(jí)傳達(dá)的作戰(zhàn)意圖、作戰(zhàn)決心、命令、指示、情況通報(bào)，向各武器單元發(fā)送的控制指令，以及掌握的下級(jí)作戰(zhàn)決心、意圖和作戰(zhàn)準(zhǔn)備情況等，多以文本、語音等形式存在。

數(shù)據(jù)信息是指揮者依托各型探測(cè)裝備獲取的有關(guān)目標(biāo)的各類信息，以及對(duì)各類信息進(jìn)行融合處理、分析研判生成的情報(bào)產(chǎn)品，例如來襲彈道導(dǎo)彈目標(biāo)的參數(shù)信息、彈道估計(jì)和落點(diǎn)預(yù)報(bào)信息、真假?gòu)楊^識(shí)別信息及不同裝備之間對(duì)目標(biāo)的交接引導(dǎo)信息等，該類信息較為復(fù)雜，多以數(shù)據(jù)形式進(jìn)行傳輸，其具體內(nèi)容如下。

（1）早期預(yù)警信息。早期預(yù)警信息是由紅外預(yù)警衛(wèi)星探測(cè)并經(jīng)衛(wèi)星地面站處理生成的各類數(shù)據(jù)信息，包括導(dǎo)彈告警信息、彈道參數(shù)信息及概略引導(dǎo)信息。導(dǎo)彈告警信息是在衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)有導(dǎo)彈發(fā)射且可能會(huì)對(duì)我方造成威脅時(shí)以警報(bào)形式向反導(dǎo)預(yù)警指揮中心（簡(jiǎn)稱預(yù)警中心）發(fā)布的導(dǎo)彈告警，以使預(yù)警及其他相關(guān)部隊(duì)及時(shí)進(jìn)入戰(zhàn)斗狀態(tài)。導(dǎo)彈告警發(fā)布后，預(yù)警衛(wèi)星會(huì)持續(xù)進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)，獲取目標(biāo)方位角、俯仰角、位置（通過雙星定位）等信息，經(jīng)過地面站處理后，可推測(cè)導(dǎo)彈發(fā)射點(diǎn)位置、發(fā)射時(shí)間，生成關(guān)機(jī)點(diǎn)的位置、速度等參數(shù)估值，進(jìn)而估算導(dǎo)彈彈道、預(yù)測(cè)落點(diǎn)位置，并生成對(duì)遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)的概略引導(dǎo)信息。

（2）目標(biāo)跟蹤信息。目標(biāo)跟蹤信息是指遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)捕獲目標(biāo)后對(duì)目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤探測(cè)并處理生成的各類數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)作為主動(dòng)探測(cè)手段，能夠獲取目標(biāo)三維位置信息，再根據(jù)一系列位置信息計(jì)算目標(biāo)狀態(tài)參數(shù)，進(jìn)而計(jì)算導(dǎo)彈的軌道根數(shù)，運(yùn)用相關(guān)模型再次進(jìn)行彈道預(yù)測(cè)和落點(diǎn)預(yù)報(bào)，并根據(jù)實(shí)時(shí)探測(cè)信息對(duì)預(yù)測(cè)彈道進(jìn)行持續(xù)修正，生成目標(biāo)態(tài)勢(shì)信息、目標(biāo)瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)參數(shù)、較為精確的彈道信息和落點(diǎn)預(yù)報(bào)。遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)作為反導(dǎo)預(yù)警的重要一環(huán)，還要對(duì)多功能相控陣?yán)走_(dá)進(jìn)行引導(dǎo)交接，通過軌道外推預(yù)測(cè)目標(biāo)進(jìn)入多功能相控陣?yán)走_(dá)威力區(qū)的時(shí)間和位置，生成對(duì)多功能相控陣?yán)走_(dá)的引導(dǎo)信息，并按照既定的交接準(zhǔn)則完成引導(dǎo)交接。

（3）目標(biāo)識(shí)別信息。目標(biāo)識(shí)別信息包括雷達(dá)對(duì)彈頭目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別的特征信息及目標(biāo)指示信息。目標(biāo)特征信息主要有目標(biāo)的RCS序列、目標(biāo)微動(dòng)特征、一維距離像、二維距離像、質(zhì)阻比及極化特征[2]等，是雷達(dá)從各類碎片、輕重誘餌等目標(biāo)群中識(shí)別出彈頭的重要依據(jù);目標(biāo)指示信息包括所識(shí)別出彈頭的方位信息及目標(biāo)特征矢量圖（TOM[3]圖）信息，為攔截武器系統(tǒng)提供精確的目標(biāo)指示。

（4）打擊效果評(píng)估信息。打擊效果評(píng)估，由預(yù)警系統(tǒng)的多功能相控陣?yán)走_(dá)和攔截武器系統(tǒng)的制導(dǎo)雷達(dá)及攔截彈上的紅外成像儀等傳感器共同完成，因此預(yù)警系統(tǒng)提供的打擊效果評(píng)估信息是指多功能相控陣?yán)走_(dá)獲取的探測(cè)信息，主要包括雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的成像信息及目標(biāo)運(yùn)動(dòng)參數(shù)信息。不同傳感器獲取的探測(cè)信息按照既定策略進(jìn)行融合處理，得出打擊效果評(píng)估結(jié)果，為指揮機(jī)構(gòu)指揮決策提供參考。

2 間接式引導(dǎo)流程分析

間接引導(dǎo)，是指引導(dǎo)信息經(jīng)預(yù)警中心匯總處理后下發(fā)至被遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)并由預(yù)警中心指揮預(yù)警雷達(dá)展開作戰(zhàn)行動(dòng)的方式，其作戰(zhàn)流程如下。

一是早期告警。天基紅外預(yù)警衛(wèi)星探測(cè)發(fā)現(xiàn)處于助推段的彈道導(dǎo)彈目標(biāo)且經(jīng)研判將對(duì)我構(gòu)成威脅后，向預(yù)警中心上報(bào)告警信息，預(yù)警中心將告警信息向其他相關(guān)指揮機(jī)構(gòu)和部隊(duì)發(fā)布。預(yù)警衛(wèi)星繼續(xù)對(duì)導(dǎo)彈目標(biāo)進(jìn)行跟蹤監(jiān)視，收集目標(biāo)彈道參數(shù)和特征信息，將信息下傳至地面站初步處理后按規(guī)定分發(fā)上報(bào)。預(yù)警中心根據(jù)上報(bào)信息組織本級(jí)相關(guān)職能部門進(jìn)行任務(wù)分析、作戰(zhàn)指揮決策、制訂作戰(zhàn)預(yù)案和任務(wù)規(guī)劃，按規(guī)定組織所屬部隊(duì)進(jìn)行等級(jí)轉(zhuǎn)進(jìn)、開展指揮調(diào)度，引導(dǎo)遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)搜索探測(cè)。

二是跟蹤監(jiān)視。遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)根據(jù)預(yù)警中心下發(fā)的引導(dǎo)信息和任務(wù)規(guī)劃制定探測(cè)方案，在預(yù)警中心實(shí)時(shí)指揮下對(duì)可能來襲區(qū)域進(jìn)行搜索探測(cè)，截獲目標(biāo)后，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤、初步識(shí)別、彈道估計(jì)和落點(diǎn)預(yù)報(bào)，生成與地基多功能相控陣?yán)走_(dá)進(jìn)行交接的引導(dǎo)信息，并將目標(biāo)數(shù)據(jù)信息按規(guī)定上報(bào)，由預(yù)警中心融合處理后指揮多功能相控陣?yán)走_(dá)展開作戰(zhàn)。

三是精確識(shí)別和目標(biāo)指示。多功能相控陣?yán)走_(dá)根據(jù)預(yù)警中心下發(fā)的引導(dǎo)信息和任務(wù)規(guī)劃制訂探測(cè)方案，在預(yù)警中心實(shí)時(shí)指揮下對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)搜索，探測(cè)到目標(biāo)后，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)跟蹤和準(zhǔn)確識(shí)別，提取目標(biāo)特征參數(shù)并上報(bào)預(yù)警中心，預(yù)警中心對(duì)目標(biāo)進(jìn)行綜合識(shí)別，生成目標(biāo)指示信息，并將目標(biāo)指示信息上報(bào)反導(dǎo)作戰(zhàn)指揮控制中心，由反導(dǎo)作戰(zhàn)指揮控制中心指揮攔截部隊(duì)展開作戰(zhàn)行動(dòng)。

由上述可知，間接引導(dǎo)方式下，各類預(yù)警信息僅通過預(yù)警中心與各個(gè)探測(cè)單元及其他指揮機(jī)構(gòu)之間的單個(gè)路徑進(jìn)行傳輸，預(yù)警衛(wèi)星地面站與各雷達(dá)站及各雷達(dá)站之間并無信息交互（如圖2所示）。

由圖2可知，間接引導(dǎo)時(shí)，突出了預(yù)警中心的核心作用，有利于指揮員實(shí)施集中指揮，但也存在較多問題。首先，不同探測(cè)裝備之間的交接引導(dǎo)都是通過預(yù)警中心間接完成的，增加了數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)，不利于減少作戰(zhàn)指揮流程。其次，各雷達(dá)站只能通過預(yù)警中心下發(fā)的引導(dǎo)信息和任務(wù)規(guī)劃等指令信息被動(dòng)作戰(zhàn)，增加了預(yù)警中心的指揮壓力，不利于裝備性能和參戰(zhàn)積極性的發(fā)揮，不利于提升系統(tǒng)作戰(zhàn)效能。最后，信息單路徑傳輸模式使信息傳輸沒有冗余設(shè)置，一旦預(yù)警中心遭到打擊或發(fā)生故障，整個(gè)作戰(zhàn)系統(tǒng)將面臨失去作戰(zhàn)能力的危險(xiǎn)，存在較大隱患，極大地降低了系統(tǒng)生存能力。

3 直接引導(dǎo)下信息流程研究

為消除間接引導(dǎo)時(shí)系統(tǒng)存在的隱患，可考慮增加信息傳輸鏈路，采用直接引導(dǎo)方式，提升引導(dǎo)效率，節(jié)省作戰(zhàn)時(shí)間。直接引導(dǎo)，即引導(dǎo)信息由引導(dǎo)裝備直接發(fā)送至被引導(dǎo)裝備，被引導(dǎo)裝備在預(yù)警中心授權(quán)下自行展開作戰(zhàn)或在預(yù)警中心指導(dǎo)下展開作戰(zhàn)的方式，主要包括3個(gè)引導(dǎo)環(huán)節(jié)。

一是衛(wèi)星預(yù)警信息直接引導(dǎo)遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)。將早期預(yù)警信息中的概略引導(dǎo)信息在由地面站發(fā)送至預(yù)警中心的同時(shí)同步發(fā)送至遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)，使遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)根據(jù)衛(wèi)星引導(dǎo)信息直接進(jìn)行任務(wù)分析，并根據(jù)授權(quán)或在預(yù)警中心指導(dǎo)下進(jìn)行探測(cè)搜索，展開作戰(zhàn)行動(dòng)。其中，概略引導(dǎo)信息包括導(dǎo)彈目標(biāo)到達(dá)遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)威力區(qū)的時(shí)間、位置及誤差信息[4]，用以確定雷達(dá)搜索空域。

二是遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)之間的相互引導(dǎo)。建立各遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)站之間的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)，使各遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)站能獲取衛(wèi)星引導(dǎo)信息的同時(shí)，還能獲取其他雷達(dá)站的探測(cè)信息，保證各遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)站具備成為預(yù)備預(yù)警中心的客觀條件，使其在預(yù)警中心因故障等特殊原因無法正常履行職能的情況下代替完成相應(yīng)任務(wù)。

三是遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)直接引導(dǎo)多功能相控陣?yán)走_(dá)。增加由遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)至多功能相控陣?yán)走_(dá)的數(shù)據(jù)鏈路，用以傳輸目標(biāo)態(tài)勢(shì)信息和引導(dǎo)信息，既能夠使遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)根據(jù)戰(zhàn)前預(yù)案或作戰(zhàn)規(guī)劃主動(dòng)向多功能相控陣?yán)走_(dá)發(fā)送引導(dǎo)信息，也能使多功能相控陣?yán)走_(dá)根據(jù)目標(biāo)態(tài)勢(shì)提前做好準(zhǔn)備，并根據(jù)引導(dǎo)信息設(shè)置搜索波束。

由此，可建立基于直接引導(dǎo)的反導(dǎo)預(yù)警信息流程，如圖3所示（未考慮攔截系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)信息流程）。直接引導(dǎo)方式下，各類信息能夠按照其作戰(zhàn)使用直接傳輸至各自用戶，減少中間環(huán)節(jié)，提高作戰(zhàn)效率，同時(shí)信息鏈路的增加使系統(tǒng)信息傳輸增加了冗余設(shè)置，極大地降低了因預(yù)警中心故障而導(dǎo)致整體作戰(zhàn)能力喪失的概率，提高了系統(tǒng)生存能力。

表1對(duì)兩種引導(dǎo)方式的作戰(zhàn)使用進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果顯示，直接引導(dǎo)方式下，能夠擺脫被動(dòng)作戰(zhàn)的方式，充分發(fā)揮各作戰(zhàn)單元的主動(dòng)性，在多個(gè)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)語

本文對(duì)反導(dǎo)預(yù)警系統(tǒng)內(nèi)不同裝備之間的交接引導(dǎo)方式進(jìn)行了探討，分析了間接引導(dǎo)方式存在的問題，研究了直接引導(dǎo)方式下預(yù)警信息的傳輸流程，并對(duì)兩種方式下信息傳輸流程和作戰(zhàn)使用進(jìn)行了對(duì)比分析，表明直接引導(dǎo)時(shí)，不僅能夠減少引導(dǎo)信息傳輸環(huán)節(jié)，節(jié)省作戰(zhàn)時(shí)間，提高作戰(zhàn)效率，還充分發(fā)揮了各個(gè)作戰(zhàn)單元的參戰(zhàn)積極性和主動(dòng)性，減輕了預(yù)警中心的指揮壓力，同時(shí)增加了信息傳輸?shù)娜哂嘣O(shè)置，有利于提高系統(tǒng)生存能力，達(dá)到了預(yù)期效果。

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