衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)抗體系構(gòu)建方法研究

辛 潔，張?zhí)鞓颍?睿，郭靖蕾，常志巧

(北京衛(wèi)星導(dǎo)航中心，北京 100094)

0 引言

近年來，太空成為國際戰(zhàn)略競爭的新邊疆和制高點(diǎn)，太空威懾成為大國博弈的重要砝碼，特別是美國將中國作為其在太空的戰(zhàn)略對(duì)手開展“施里弗”系列太空安全演習(xí)，通過演習(xí)驗(yàn)證并加速太空攻防力量的建設(shè)和發(fā)展。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為一種重要的太空戰(zhàn)略資源，已經(jīng)融入政治、外交、軍事、電力、通信、金融和大眾服務(wù)等國防軍事和國民經(jīng)濟(jì)的方方面面，是決定國家“命脈”的重要空間基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)大國之間發(fā)生激烈沖突或戰(zhàn)爭時(shí)，可能攻擊敵國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，以癱瘓敵國作戰(zhàn)指揮信息系統(tǒng)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活秩序。

隨著太空技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展，作戰(zhàn)形式已由軍種作戰(zhàn)向體系作戰(zhàn)發(fā)展，作戰(zhàn)范圍已從傳統(tǒng)戰(zhàn)場向深空、深海延伸，并正在向陸、海、空、天、電、網(wǎng)六維拓展，呈現(xiàn)出復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)化、層次化和關(guān)聯(lián)化特點(diǎn)[1]。信息化武器裝備、無縫鏈接的網(wǎng)絡(luò)化軍事信息系統(tǒng)和高度融合的諸軍兵種作戰(zhàn)力量，是我軍實(shí)施體系化作戰(zhàn)的三大要素，通過信息流、邏輯流將從事作戰(zhàn)相關(guān)的武器裝備、人員編制、指揮決策等相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)多層的異構(gòu)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)[2-3]。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為國家重要的時(shí)空信息基礎(chǔ)設(shè)施，可為精確打擊、戰(zhàn)場偵察、目標(biāo)定位和武器制導(dǎo)等提供信息服務(wù)，導(dǎo)航系統(tǒng)之間的對(duì)抗已成為體系化作戰(zhàn)不可或缺的組成部分[4-5]，其面對(duì)主要的打擊手段有干擾與欺騙、網(wǎng)絡(luò)攻擊和物理摧毀等[6-8]。隨著北斗新一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)的逐步開通，其必將成為我軍作戰(zhàn)對(duì)手主要的欺騙目標(biāo)，急需針對(duì)北斗三號(hào)空間段、地面段和用戶段特點(diǎn)，開展干擾與欺騙能力、網(wǎng)絡(luò)攻防能力、對(duì)星干擾等導(dǎo)航戰(zhàn)體系能力分析，提升我軍戰(zhàn)場環(huán)境保障能力。

本文闡述了GPS的導(dǎo)航對(duì)抗能力發(fā)展概況，分析了導(dǎo)航對(duì)抗體系構(gòu)建的要素及需求，提出了一種衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的對(duì)抗體系設(shè)計(jì)構(gòu)想，并給出了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)物理毀傷的評(píng)估模型。

1 GPS導(dǎo)航對(duì)抗能力發(fā)展概況

為了確保GPS系統(tǒng)在敵方干擾環(huán)境下仍能夠保持優(yōu)良的性能，1994年美軍提出了導(dǎo)航戰(zhàn)的概念，其實(shí)質(zhì)是系統(tǒng)對(duì)抗以及反對(duì)抗戰(zhàn)術(shù)的較量，其目標(biāo)是使GPS系統(tǒng)只在地球上規(guī)定的區(qū)域內(nèi)失效，而對(duì)其他區(qū)域的用戶仍然有效，這將通過調(diào)整導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)射頻率和采用干擾技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)設(shè)法阻止敵方利用GPS系統(tǒng)為其軍事行動(dòng)和軍事裝備進(jìn)行導(dǎo)航和定位服務(wù)[9-11]。GPS系統(tǒng)的全天候?qū)Ш侥芰κ乾F(xiàn)代戰(zhàn)爭取得勝利不可缺少的重要因素，目前已成為美軍實(shí)現(xiàn)其未來作戰(zhàn)思想和全球戰(zhàn)略的關(guān)鍵手段，并在美軍的指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)、情報(bào)、監(jiān)視和偵察(C4ISR)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。

美國GPS從空間段、地面段、應(yīng)用段都進(jìn)行了一定的防護(hù)能力設(shè)計(jì)，可以用“降低成本、提高信息安全性、增強(qiáng)抗干擾能力、擴(kuò)展應(yīng)用”來概括。從空間段來看，新一代搭載高功率導(dǎo)航戰(zhàn)點(diǎn)波束天線的GPS III衛(wèi)星已于2018年底發(fā)射，并搭載了傳統(tǒng)的S頻段硬件以確保與空軍衛(wèi)星控制網(wǎng)絡(luò)兼容，同時(shí)利用高速TT&C鏈路和高寬帶指向性星間鏈路[12-13]，GPS III可在空間形成通信網(wǎng)絡(luò)，使所有衛(wèi)星在所有時(shí)間保持聯(lián)系；從地面段來看，GPS主要注重于信息層的安全防護(hù)，包括選擇可用性防欺騙模塊(SAASM)、分布式架構(gòu)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和新一代GPS運(yùn)控段(Next Generation GPS Operation Control System，OCX)深度防御網(wǎng)絡(luò)；從應(yīng)用段來看，授權(quán)管理層進(jìn)行的防護(hù)主要包括兩大部分：一是密碼管理，包括密鑰生成、分發(fā)和使用；二是對(duì)安全模塊和配置安全模塊的用戶終端的管理和監(jiān)控。

同時(shí)，美國近期幾場高技術(shù)局部戰(zhàn)爭表明，美軍也在加強(qiáng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)攻擊手段研究和建設(shè)。美國從越南戰(zhàn)爭開始的空中作戰(zhàn)，就始終貫徹實(shí)施導(dǎo)航電子干擾的戰(zhàn)術(shù)，更是在近來的敘利亞戰(zhàn)爭中，通過大功率GPS全頻帶強(qiáng)力干擾，誘騙敘利亞軍隊(duì)發(fā)射了十?dāng)?shù)枚防空導(dǎo)彈。目前，對(duì)于導(dǎo)航戰(zhàn)裝備建設(shè)，美國發(fā)展的主要方向包括系統(tǒng)級(jí)和設(shè)備級(jí)。在系統(tǒng)級(jí)，美國提出了GPS現(xiàn)代化防護(hù)計(jì)劃，保證其在電子戰(zhàn)環(huán)境下的精度(干擾與抗干擾)，拒絕敵方使用；在設(shè)備級(jí)，導(dǎo)航戰(zhàn)裝備主要包括抗干擾裝備(如GPS空間時(shí)間抗干擾接收機(jī)G-STAR)、干擾裝備(EA-18G“咆哮者”電子戰(zhàn)飛機(jī)，其連續(xù)波干擾功率最大可以達(dá)到100 kW，脈沖干擾峰值功率超過1 MW；ALQ-99干擾吊艙，其發(fā)射機(jī)頻段覆蓋零到幾十兆赫茲、有效干擾輻射功率100 kW)、干擾監(jiān)測與定位裝備(如美國海軍航天和海戰(zhàn)系統(tǒng)中心開發(fā)的“LOCO GPSI”機(jī)載干擾源定位樣機(jī)系統(tǒng))。

結(jié)合美軍歷次作戰(zhàn)方法分析，美軍可能采取的導(dǎo)航戰(zhàn)方式主要有3種：一是電磁頻譜戰(zhàn)，主要分為壓制干擾和欺騙干擾。美軍在多次聯(lián)合演習(xí)中開展了干擾衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的演練，具備非常有效的干擾或欺騙作戰(zhàn)能力，并逐步將“保障式、反應(yīng)式”的電磁頻譜行動(dòng)提升為“主動(dòng)式、決定式”。二是地面設(shè)施摧毀戰(zhàn)，直接攻擊地面系統(tǒng)的主控站、注入站、監(jiān)測站等固定站點(diǎn)，致使地面運(yùn)行控制段癱瘓。三是衛(wèi)星打擊戰(zhàn)，主要分為共軌式和直升式反衛(wèi)星，共軌式反衛(wèi)星主要用于開展抵近偵察、電磁干擾甚至物理破壞乃至摧毀，已處于較為成熟的階段，具備一定的實(shí)戰(zhàn)能力，直升式反衛(wèi)星主要采用各種攔截手段對(duì)近地軌道衛(wèi)星進(jìn)行直接物理攻擊，具備作戰(zhàn)實(shí)施演示能力。3種方式可根據(jù)沖突規(guī)模以及對(duì)抗程度選擇采用，或隨事態(tài)變化逐步升級(jí)，直至3種干擾方式同時(shí)實(shí)施。

2 導(dǎo)航對(duì)抗體系分析

2.1 典型對(duì)抗方式比較分析

從攻擊方式來看，一般對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的攻擊包括電子干擾、網(wǎng)絡(luò)攻擊、電磁攻擊和硬摧毀打擊等，其中，電子干擾又主要分為壓制和欺騙2種方式；網(wǎng)絡(luò)攻擊與傳統(tǒng)的干擾和欺騙不同，在于其將導(dǎo)航系統(tǒng)視為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從而形成更廣泛的攻擊視角，產(chǎn)生更多的攻擊手段；電磁攻擊主要是利用電磁脈沖炸彈攻擊導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)電子設(shè)備；硬摧毀主要利用一些定向能或動(dòng)能武器對(duì)衛(wèi)星或地面站進(jìn)行摧毀。

從攻擊目的來看，干擾主要利用衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)到達(dá)地面比較微弱的特點(diǎn)，在導(dǎo)航信號(hào)頻段內(nèi)播發(fā)干擾信號(hào)，阻止接收機(jī)鎖定導(dǎo)航信號(hào)；欺騙就是偽造用于計(jì)算偽距的電文信息，造成導(dǎo)航解算錯(cuò)誤；網(wǎng)絡(luò)攻擊針對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)電文協(xié)議、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件等相關(guān)脆弱性，使導(dǎo)航系統(tǒng)癱瘓；電磁攻擊主要是癱瘓導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)電子設(shè)備；硬摧毀主要是摧毀衛(wèi)星和地面站，從最根本上消除敵方導(dǎo)航系統(tǒng)威脅。

從攻擊強(qiáng)度來看，電子干擾、網(wǎng)絡(luò)攻擊主要是軟攻擊，相關(guān)攻擊停止后，導(dǎo)航服務(wù)可以迅速恢復(fù)；電磁攻擊、硬摧毀則屬于硬攻擊，電磁攻擊燒毀相關(guān)電子設(shè)備元器件；衛(wèi)星和地面站被摧毀，需要采取相應(yīng)補(bǔ)網(wǎng)策略。

從實(shí)施手段來看，電子干擾可將機(jī)載干擾機(jī)、平流層飛艇載干擾機(jī)、氣球載干擾機(jī)、星載干擾機(jī)和地面干擾站等干擾設(shè)備靈活組合形成多方位、不同高度的分布式干擾體系，在需要的時(shí)間和區(qū)域形成強(qiáng)烈的干擾態(tài)勢，使敵方難以防范和抵抗；網(wǎng)絡(luò)攻擊主要針對(duì)打擊對(duì)象的系統(tǒng)漏洞進(jìn)行攻擊，不受空間限制，無論距離多遠(yuǎn)，攻擊者都能夠利用網(wǎng)絡(luò)攻擊系統(tǒng)對(duì)任意網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攻擊，且隱蔽性強(qiáng)也是網(wǎng)絡(luò)攻擊的主要特點(diǎn)，攻擊之前能夠通過多個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的偽裝和隱蔽；硬摧毀打擊主要采用激光、粒子束、射頻/微波定向能武器，高能激光武器、反衛(wèi)星導(dǎo)彈等對(duì)地面關(guān)重站或衛(wèi)星實(shí)施打擊摧毀。

因此，從攻擊方式、攻擊目的、攻擊強(qiáng)度和實(shí)施手段等多層面、多維度的分析可知，電子干擾和網(wǎng)絡(luò)攻擊具有可實(shí)施性強(qiáng)、打擊范圍可控、可快速恢復(fù)等優(yōu)勢。

2.2 安全防護(hù)與薄弱環(huán)節(jié)分析

在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展過程中，戰(zhàn)時(shí)打擊和安全防護(hù)既相互對(duì)立又相互制約，在發(fā)展中呈現(xiàn)出不同步的狀態(tài)。從大多數(shù)導(dǎo)航戰(zhàn)事件能夠看出，往往是攻擊事件發(fā)生后，才能夠針對(duì)攻擊采取相應(yīng)的防御措施。因此，可從國外主要衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段、地面控制段、用戶段3個(gè)層面，以信號(hào)層和信息層安全防護(hù)2個(gè)維度，深入分析研究其存在的薄弱環(huán)節(jié)，為導(dǎo)航戰(zhàn)安全防護(hù)實(shí)施提供切入點(diǎn)及參考。

2.2.1 信號(hào)層的安全防護(hù)與薄弱環(huán)節(jié)

從信號(hào)層的安全防護(hù)來看，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的上行鏈路可通過多手段冗余備份、先進(jìn)信號(hào)體制設(shè)計(jì)等途徑來提高戰(zhàn)時(shí)抗干擾能力；星間鏈路采用無周期擴(kuò)頻碼、抗干擾處理措施提高星間抗干擾和抗截獲能力；下行鏈路通過提升信號(hào)功率、采用先進(jìn)信號(hào)調(diào)制方式、無周期擴(kuò)頻碼、先進(jìn)信道編碼、軍民頻譜分離等手段提高系統(tǒng)抗干擾、防欺騙、反利用等導(dǎo)航對(duì)抗能力；在服務(wù)精度上通過單頻差分或用戶機(jī)端的弱信號(hào)接收策略，達(dá)到雙頻服務(wù)的精度提升。

大多衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)仍主要體現(xiàn)在抗干擾能力不足方面，尤其在抗大功率壓制式干擾和欺騙式干擾方面尤為突出。壓制式干擾將導(dǎo)致接收機(jī)失鎖，不過壓制式干擾監(jiān)測和抑制技術(shù)相對(duì)較為成熟，可以借鑒雷達(dá)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)，但欺騙式干擾更具有隱蔽性和危害性，可產(chǎn)生錯(cuò)誤定位和授時(shí)，甚至達(dá)到控制目標(biāo)接收機(jī)的程度。

2.2.2 信息層的安全防護(hù)與薄弱環(huán)節(jié)

在信息安全防護(hù)方面，主要有星地傳輸加解密和地面網(wǎng)絡(luò)防護(hù)等手段。地面網(wǎng)絡(luò)具備較強(qiáng)的安全防護(hù)能力，可有效防止篡改、入侵及破壞等威脅。尤其對(duì)于境外站數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，可配置單向安全傳輸設(shè)備、雙向安全傳輸設(shè)備等裝備，以保證跨網(wǎng)跨域數(shù)據(jù)安全傳輸與網(wǎng)絡(luò)連通。

網(wǎng)絡(luò)安全與信息保證技術(shù)可通過增強(qiáng)機(jī)密性、完整性、可用性和時(shí)空相關(guān)性等實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段與運(yùn)行控制系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)安全、信息安全，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)抗攻擊、保證信息安全的能力，但從GPS下一代運(yùn)行控制系統(tǒng)(OCX)的發(fā)展延遲情況，可以看出系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全軟件開發(fā)的難度與工作量。

2.3 對(duì)抗場景設(shè)計(jì)與可行性分析

場景分類技術(shù)的意義在于實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用場景的描述和細(xì)分，以及對(duì)海量仿真和實(shí)測數(shù)據(jù)的聚類，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的冗余數(shù)據(jù)消除，并保障測試數(shù)據(jù)的完備性和對(duì)抗場景的有效性。

僅就衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)而言，其特征參數(shù)包括信號(hào)強(qiáng)度、頻率多普勒、偽距觀測量、干擾信號(hào)特征譜和多徑信號(hào)特征等；就衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)而言，其地面段結(jié)構(gòu)主要為拓?fù)漕愋?，交換機(jī)和路由器等各項(xiàng)硬件設(shè)備設(shè)置在不同節(jié)點(diǎn)，涉及數(shù)千臺(tái)套的系統(tǒng)設(shè)備，相應(yīng)地病毒擴(kuò)散范圍與影響也有著多樣變化。

繁多的特征參數(shù)給場景分類帶來困難，針對(duì)每一個(gè)參數(shù)都應(yīng)建立一個(gè)對(duì)應(yīng)的場景分類，既無必要，也過于占用工作量和項(xiàng)目成本。因此，需要開展導(dǎo)航信號(hào)和網(wǎng)絡(luò)信號(hào)特征參數(shù)提取方法研究，結(jié)合現(xiàn)有裝備和技術(shù)體制特性以及特征參數(shù)對(duì)最終定位精度影響，開展有效的導(dǎo)航戰(zhàn)對(duì)抗場景設(shè)計(jì)。

3 導(dǎo)航對(duì)抗體系構(gòu)建

導(dǎo)航對(duì)抗體系是指按照一定組織架構(gòu)、運(yùn)維模式、指揮關(guān)系將導(dǎo)航系統(tǒng)、作戰(zhàn)要素和作戰(zhàn)單元融合，形成具備指定作戰(zhàn)功能、動(dòng)態(tài)適應(yīng)威脅環(huán)境的有機(jī)整體[14-15]。結(jié)合上述分析，可分別從系統(tǒng)層次劃分、功能架構(gòu)和毀傷效能指標(biāo)等多個(gè)維度，開展導(dǎo)航對(duì)抗體系設(shè)計(jì)，為導(dǎo)航對(duì)抗能力分析、關(guān)鍵要素識(shí)別、打擊策略選取和對(duì)抗場景設(shè)計(jì)等方面奠定基礎(chǔ)。

3.1 系統(tǒng)層次劃分

導(dǎo)航對(duì)抗要素主要是指性質(zhì)單一、地理位置相對(duì)獨(dú)立的目標(biāo)，例如指揮中心、主控站、注入站、監(jiān)測站、機(jī)動(dòng)站、測控站和組網(wǎng)衛(wèi)星等，這些目標(biāo)是構(gòu)成目標(biāo)系統(tǒng)和目標(biāo)體系的基礎(chǔ)，進(jìn)而可根據(jù)目標(biāo)功能特性，劃分為如表1所示的指揮控制系統(tǒng)、監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、信息攻防系統(tǒng)和綜合保障系統(tǒng)[16]等。通過構(gòu)建體系結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)體功能和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞鸟詈?，便于分析目?biāo)與目標(biāo)之間的相互作用關(guān)系。

表1 導(dǎo)航對(duì)抗體系層次劃分Tab.1 Hierarchy division of the navigation countermeasure system

3.2 功能架構(gòu)

為了確保衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在敵方打擊下仍能夠保持優(yōu)良的性能，其實(shí)質(zhì)是系統(tǒng)對(duì)抗以及反對(duì)抗技戰(zhàn)術(shù)的較量，其目標(biāo)是使衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)只在規(guī)定區(qū)域內(nèi)失效，而對(duì)其他區(qū)域的用戶仍然有效，同時(shí)設(shè)法阻止敵方利用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為其軍事行動(dòng)和軍事裝備進(jìn)行導(dǎo)航和定位服務(wù)。因此，基于構(gòu)建完成的系統(tǒng)劃分進(jìn)行體系能力分析，有利于把握導(dǎo)航對(duì)抗重心、威脅程度及薄弱環(huán)節(jié)梳理，確保聯(lián)合作戰(zhàn)指揮及組織作戰(zhàn)協(xié)作。功能體系劃分主要包括服務(wù)類型、對(duì)抗方式、安全防護(hù)等要求，如表2所示。

表2 導(dǎo)航對(duì)抗體系功能要求Tab.2 Function requirements of the navigation countermeasure system

3.3 對(duì)抗效能指標(biāo)體系

導(dǎo)航對(duì)抗效能指標(biāo)主要包含作戰(zhàn)區(qū)域、服務(wù)性能、防護(hù)效能、打擊效能、首次定位時(shí)間、打擊成功率、打擊時(shí)效、增強(qiáng)功率和干擾功率等指標(biāo)要素，可合理映射分解至系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中所涉及到的星座構(gòu)型、空間信號(hào)、上行注入體制、星間鏈路體制、自主導(dǎo)航體制、安全性設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)體制中，則相應(yīng)的指標(biāo)體系可分解為作戰(zhàn)區(qū)域、服務(wù)性能、物理毀傷度等。導(dǎo)航對(duì)抗指標(biāo)體系設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 導(dǎo)航對(duì)抗指標(biāo)體系設(shè)計(jì)Fig.1 Specification design of the navigation countermeasure system

4 毀傷效能評(píng)估

毀傷效能評(píng)估是一項(xiàng)覆蓋范圍廣、技術(shù)狀態(tài)復(fù)雜、工作量大的工程任務(wù)，需結(jié)合導(dǎo)航對(duì)抗場景設(shè)計(jì)及運(yùn)行管理需求，構(gòu)建通用性強(qiáng)、開放性好、模塊化、易擴(kuò)展、自動(dòng)化程度高的毀傷效能評(píng)估模型，其主要作用是：① 通過構(gòu)建各系統(tǒng)目標(biāo)模型，結(jié)合各目標(biāo)的毀傷性分析結(jié)果，制定通用評(píng)估模型及方法，進(jìn)而得到多種對(duì)抗條件下的目標(biāo)毀傷評(píng)估結(jié)論，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)毀傷效能綜合評(píng)估；② 通過對(duì)不同對(duì)抗方式下的毀傷效能綜合評(píng)估分析，逐步完善相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，建立全軍通用的大型數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源的共享與管理；③ 在大型數(shù)據(jù)庫支持下，從典型導(dǎo)航對(duì)抗效能分析出發(fā)，開展系統(tǒng)防護(hù)策略分析，并制定應(yīng)急處置預(yù)案，快速實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)綜合的最優(yōu)打擊(防護(hù))方案選取，為戰(zhàn)時(shí)指揮決策提供依據(jù)。

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的毀傷效能評(píng)估需首先進(jìn)行物理毀傷評(píng)估，進(jìn)而開展導(dǎo)航服務(wù)精度及可用性分析，最終實(shí)現(xiàn)不同導(dǎo)航對(duì)抗模式下的毀傷效能及長期推演分析。

對(duì)于物理毀傷效能評(píng)估，可根據(jù)目標(biāo)各部件受損程度和影響因子，得到對(duì)應(yīng)本次打擊的目標(biāo)毀傷程度，結(jié)合打擊概率可得到目標(biāo)的毀傷指數(shù)，其量化評(píng)估結(jié)果一般可用式(1)表示[17]，地面段和空間段可據(jù)此開展毀傷效能評(píng)估。

(1)

(1) 地面段毀傷效能評(píng)估

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的地面段一般由主控站、注入站和監(jiān)測站組成，且各類地面站均有備份/冗余站。若主控站又由n個(gè)子系統(tǒng)組成，則其毀傷指數(shù)模型可表示為：

(2)

式中，IM為主控站毀傷指數(shù)；PMj為第j個(gè)可用主控站受打擊概率；Pmi為主控站第n個(gè)子系統(tǒng)的毀傷度；Kmi為地面站各子系統(tǒng)權(quán)重。同理，可得到注入站、監(jiān)測站的毀傷指數(shù)IU、IS。

(2) 空間段毀傷效能評(píng)估

隨著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷更新?lián)Q代及測試服務(wù)需求變更，不同導(dǎo)航衛(wèi)星所搭載的有效載荷及服務(wù)模式均有所差異，且不同星座構(gòu)型下的服務(wù)性能也有所差異。因此，假設(shè)k顆衛(wèi)星受打擊時(shí)星座毀傷指數(shù)為Is,k，同時(shí)考慮到不同衛(wèi)星的作用及權(quán)重差異，則空間段的毀傷指數(shù)模型可表示為：

(3)

式中，M表示星座中的衛(wèi)星總數(shù)；Rn,k表示第n種組合下特定的k顆衛(wèi)星受打擊概率；Psai為第i顆受打擊衛(wèi)星的第a個(gè)子系統(tǒng)的毀傷度；Ksai為第i顆受打擊衛(wèi)星的各子系統(tǒng)權(quán)重；(1-Rn,j)表示第n種組合下特定的M-k顆正常衛(wèi)星各自的單星可用性。

5 結(jié)束語

隨著導(dǎo)航技術(shù)及各種對(duì)抗技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)航戰(zhàn)對(duì)抗手段從單一的電磁頻譜對(duì)抗向多維多模式組合對(duì)抗發(fā)展，作戰(zhàn)對(duì)象也從單一的衛(wèi)星導(dǎo)航對(duì)抗逐步擴(kuò)展到以衛(wèi)星導(dǎo)航為核心的PNT體系對(duì)抗。開展基于壓制干擾、欺騙干擾、網(wǎng)絡(luò)攻擊等手段的導(dǎo)航對(duì)抗能力需求分析與對(duì)抗場景設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)不同對(duì)抗模式下的毀傷與防護(hù)效能評(píng)估及推演，是信息時(shí)代作戰(zhàn)的必然需求。為應(yīng)對(duì)日益突出的導(dǎo)航戰(zhàn)形勢，必須構(gòu)建攻防一體、專業(yè)高效的導(dǎo)航戰(zhàn)作戰(zhàn)體系，涵蓋電磁環(huán)境監(jiān)測能力、干擾偵察能力、抗干擾防護(hù)能力和對(duì)抗效能評(píng)估能力。

電磁環(huán)境監(jiān)測主要依托戰(zhàn)區(qū)電磁頻譜管理力量和戰(zhàn)區(qū)各軍種電子對(duì)抗部隊(duì)實(shí)施。戰(zhàn)區(qū)電磁頻譜管控部門應(yīng)當(dāng)和導(dǎo)航保障部門密切協(xié)調(diào)，把衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)監(jiān)測工作上升到作戰(zhàn)高度落實(shí)，通過多點(diǎn)組網(wǎng)、全時(shí)監(jiān)控、重點(diǎn)排查等方法，定期發(fā)布戰(zhàn)區(qū)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)監(jiān)測報(bào)告，戰(zhàn)區(qū)部隊(duì)和重要戰(zhàn)備設(shè)施周邊衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)使用提高可靠依據(jù)。

干擾偵察主要依托航空力量、地面和海上偵察力量組織實(shí)施。偵察力量在實(shí)施戰(zhàn)場偵察時(shí)，利用攜帶的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)接收設(shè)備，全域偵收和記錄戰(zhàn)場衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，并將信號(hào)回傳給北斗導(dǎo)航保障部門，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，判斷和排查干擾源，并建議組織定點(diǎn)清除。

抗干擾防護(hù)實(shí)施主要有2種途徑:一是由戰(zhàn)區(qū)協(xié)調(diào)戰(zhàn)略支援力量，利用搭建偽衛(wèi)星平臺(tái)和點(diǎn)波束信號(hào)發(fā)送等手段，對(duì)作戰(zhàn)區(qū)域信號(hào)實(shí)施區(qū)域增強(qiáng)，提高抗干擾能力；二是依托自身組織防護(hù)，通過配備增強(qiáng)型接收機(jī)、多陣元抗干擾天線、組合導(dǎo)航設(shè)備等，提高自身抗干擾防護(hù)能力。另外，必須依照導(dǎo)航定位設(shè)備使用章程嚴(yán)格規(guī)范操作使用，避免因人為原因造成導(dǎo)航系統(tǒng)失效。

對(duì)抗效能評(píng)估一般由導(dǎo)航保障部門根據(jù)敵我雙方導(dǎo)航對(duì)抗能力以及偵察、頻譜、電子對(duì)抗部門提交的戰(zhàn)場導(dǎo)航環(huán)境資料進(jìn)行分析評(píng)估，提出導(dǎo)航戰(zhàn)建議。