美國(guó)陸基中段防御核心能力分析評(píng)估*

唐毓燕

?空天防御體系與武器?

美國(guó)陸基中段防御核心能力分析評(píng)估*

唐毓燕

（北京電子工程總體研究所，北京 100854）

基于美國(guó)陸基中段防御系統(tǒng)發(fā)展情況與公開情報(bào)信息，結(jié)合美國(guó)彈道導(dǎo)彈防御工業(yè)基礎(chǔ)與技術(shù)水平，運(yùn)用系統(tǒng)工程方法，對(duì)其預(yù)警與跟蹤識(shí)別能力、保護(hù)區(qū)、導(dǎo)彈單發(fā)殺傷概率、多目標(biāo)能力、對(duì)付目標(biāo)能力水平5項(xiàng)核心能力進(jìn)行了定量分析或定性評(píng)估，有助于更深入準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)美國(guó)陸基中段防御能力。

陸基中段防御；預(yù)警與跟蹤識(shí)別能力；保護(hù)區(qū)；導(dǎo)彈單發(fā)殺傷概率；多目標(biāo)能力

0　引言

美國(guó)陸基中段防御（ground-based midcourse defense，GMD）系統(tǒng)自2004年部署以來(lái)，采用“邊部署、邊試驗(yàn)、邊改進(jìn)”的發(fā)展思路，通過循序漸進(jìn)開展系列飛行試驗(yàn)，逐步驗(yàn)證系統(tǒng)能力，并持續(xù)擴(kuò)展裝備部署，美國(guó)本土導(dǎo)彈防御能力得到穩(wěn)步提升，現(xiàn)已針對(duì)來(lái)襲遠(yuǎn)程與洲際彈道導(dǎo)彈威脅目標(biāo)建立起重點(diǎn)弧段預(yù)警探測(cè)多重覆蓋、信火一體高效指揮控制的陸基中段防御初始能力［1］。

目前，關(guān)于美國(guó)陸基中段防御相關(guān)文獻(xiàn)多為情報(bào)跟蹤與發(fā)展研判相應(yīng)內(nèi)容，本文著眼于美國(guó)陸基中段防御的使命任務(wù)與特點(diǎn)，辨識(shí)其核心能力指標(biāo)，基于公開情報(bào)信息，運(yùn)用系統(tǒng)工程方法，進(jìn)行反設(shè)計(jì)與分析評(píng)估，以便更深入準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)美國(guó)陸基中段防御能力。

1　美國(guó)GMD系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

GMD系統(tǒng)采用全球分布式部署結(jié)構(gòu)，是美國(guó)全球一體化分層彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)（ballistic missile defense system，BMDS）的核心組成，包括預(yù)警探測(cè)與跟蹤識(shí)別系統(tǒng)、指揮控制/作戰(zhàn)管理與通信系統(tǒng)（command and control， battle management and communications，C2BMC）、攔截裝備3類要素。預(yù)警探測(cè)與跟蹤識(shí)別系統(tǒng)執(zhí)行早期預(yù)警、目標(biāo)跟蹤與識(shí)別、提供殺傷評(píng)估信息等任務(wù)，包括天基高軌紅外預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)、預(yù)警雷達(dá)、AN/TPY-2雷達(dá)（包括薩德雷達(dá)和前置雷達(dá)2種應(yīng)用模式）、海基X波段雷達(dá)（sea-based X-band radar，SBX）、遠(yuǎn)程識(shí)別雷達(dá)（long range discrimination radar，LRDR），其中現(xiàn)役天基高軌紅外預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)由5顆靜止軌道國(guó)防支援計(jì)劃（defense support program，DSP）衛(wèi)星［2］、6顆天基紅外系統(tǒng)（space-based infrared system，SBIRS）靜止軌道 （geosynchronous earth orbit，GEO）衛(wèi)星、4顆SBIRS大橢圓軌道（highly elliptical orbit，HEO）衛(wèi)星組成；預(yù)警雷達(dá)包括5部改進(jìn)型早期預(yù)警雷達(dá)（upgraded early warning radar，UEWR，格陵蘭圖勒站、英國(guó)菲林戴爾斯站、阿拉斯加州克利爾站、加利福尼亞州比爾站、馬薩諸塞州科德角站）、1部丹麥眼鏡蛇雷達(dá)（阿拉斯加州謝米亞島）、1部臺(tái)灣新竹鋪路爪雷達(dá)；12部AN/TPY-2雷達(dá)分別部署于韓國(guó)星州郡、日本青森縣車力基地和京丹后市、以色列內(nèi)蓋夫、土耳其馬拉迪亞、卡塔爾、羅馬尼亞、阿聯(lián)酋、關(guān)島、夏威夷、威克島、白沙靶場(chǎng)；1部?；鵛波段雷達(dá)母港為阿拉斯加艾達(dá)克島，可海上按需移動(dòng)；1部遠(yuǎn)程識(shí)別雷達(dá)部署于阿拉斯加州克利爾空軍基地。C2BMC系統(tǒng)接收傳感器早期預(yù)警、跟蹤識(shí)別等信息，進(jìn)行融合處理、威脅排序、作戰(zhàn)計(jì)劃制定、資源調(diào)控、網(wǎng)絡(luò)管理，并組織實(shí)施火力攔截、殺傷評(píng)估及后續(xù)交戰(zhàn)，包括陸基中段反導(dǎo)火控單元、陸基中段防御通信網(wǎng)絡(luò)、飛行中攔截彈通信系統(tǒng)（inflight interceptor communications system，IFICS）、外部系統(tǒng)接口等設(shè)施。攔截裝備在C2BMC系統(tǒng)的指揮控制下，執(zhí)行對(duì)來(lái)襲目標(biāo)具體攔截作戰(zhàn)任務(wù)，包括陸基攔截彈（ground-based interceptor，GBI）及其發(fā)射設(shè)施。

2　美國(guó)GMD系統(tǒng)核心能力分析評(píng)估

GMD系統(tǒng)主要用于對(duì)進(jìn)攻美國(guó)本土的遠(yuǎn)程或洲際彈道導(dǎo)彈實(shí)施陸基中段防御，其核心能力主要包括預(yù)警與跟蹤識(shí)別能力、保護(hù)區(qū)、導(dǎo)彈單發(fā)殺傷概率、多目標(biāo)能力、對(duì)付目標(biāo)能力水平5個(gè)方面。

2.1　預(yù)警與跟蹤識(shí)別能力分析

預(yù)警與跟蹤識(shí)別能力可進(jìn)一步細(xì)分為早期預(yù)警能力、目標(biāo)類型識(shí)別與型號(hào)識(shí)別能力、探測(cè)覆蓋范圍、跟蹤精度、目標(biāo)真假識(shí)別能力5個(gè)方面。

2.1.1早期預(yù)警能力分析

美國(guó)彈道導(dǎo)彈防御早期預(yù)警主要依托天基紅外系統(tǒng)、預(yù)警雷達(dá)、AN/TPY-2雷達(dá)實(shí)現(xiàn)，以天基為主、地基為輔，天地聯(lián)合實(shí)施彈道導(dǎo)彈發(fā)射告警與來(lái)襲告警。

DSP衛(wèi)星配備有紅外望遠(yuǎn)鏡、高分辨可見光電視攝像機(jī)2種載荷，衛(wèi)星主軸保持對(duì)地定向，采用6 r/min自旋轉(zhuǎn)工作方式，紅外望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)12°，其軸線與衛(wèi)星主軸夾角6°，每隔10 s左右對(duì)約1/3地球表面區(qū)域重復(fù)掃描1次，能在彈道導(dǎo)彈發(fā)射后60～90 s內(nèi)發(fā)現(xiàn)主動(dòng)段目標(biāo)傳送給地面/?；苿?dòng)接收站，地面/?；苿?dòng)接收站進(jìn)行持續(xù)累計(jì)信息處理后再傳給指揮中心，全過程需要約3 min［3］；高分辨可見光電視攝像機(jī)用于消除高空云層陽(yáng)光反射虛警，紅外望遠(yuǎn)鏡沒有發(fā)現(xiàn)目標(biāo)時(shí)可見光電視攝像機(jī)每隔30 s向地面接收站發(fā)送1次電視圖像，一旦紅外望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)目標(biāo)可見光電視攝像機(jī)以1～2幀/s的速率向地面/?；苿?dòng)接收站發(fā)送電視圖像。

SBIRS-GEO衛(wèi)星采用雙探測(cè)器方案，包括1臺(tái)高速掃描探測(cè)器與1臺(tái)高分辨率凝視探測(cè)器，探測(cè)波段覆蓋中波紅外、短波紅外、可見光。掃描探測(cè)器的一維線陣在東西方向瞬時(shí)視場(chǎng)約10°，通過兩維指向機(jī)構(gòu)控制，實(shí)現(xiàn)東西、南北視場(chǎng)20°×20°搜索，覆蓋整個(gè)地球圓盤，掃描周期約3 s；凝視探測(cè)器視場(chǎng)約0.7°×7°［4］，可通過面陣拼接技術(shù)實(shí)現(xiàn)更大范圍視場(chǎng)，成像周期約0.1 s，可根據(jù)掃描探測(cè)器信息將目標(biāo)畫面拉近放大，詳細(xì)確認(rèn)是否發(fā)生彈道導(dǎo)彈發(fā)射活動(dòng)。SBIRS-HEO衛(wèi)星部署于典型“閃電”軌道，軌道傾角約63.4°，軌道周期12 h，配置1臺(tái)高速掃描探測(cè)器，性能參數(shù)與GEO衛(wèi)星類似，重點(diǎn)對(duì)地球北極地區(qū)進(jìn)行掃描，掃描周期約1 s。SBIRS衛(wèi)星具備穿透云層探測(cè)能力，可在彈道導(dǎo)彈發(fā)射10～20 s內(nèi)將預(yù)警信息發(fā)送至地面運(yùn)行控制系統(tǒng)。

預(yù)警雷達(dá)與AN/TPY-2雷達(dá)預(yù)警探測(cè)會(huì)受到地球曲率限制，可根據(jù)具體部署情況，輔助進(jìn)行彈道導(dǎo)彈早期預(yù)警校核，實(shí)施天地一體聯(lián)合預(yù)警。

綜合美國(guó)現(xiàn)有5顆DSP衛(wèi)星、6顆SBIRS-GEO衛(wèi)星、4顆SBIRS-HEO衛(wèi)星以及地面預(yù)警雷達(dá)、AN/TPY-2雷達(dá)，彈道導(dǎo)彈早期預(yù)警以SBIRS衛(wèi)星為主體，DSP衛(wèi)星與地面預(yù)警雷達(dá)、AN/TPY-2雷達(dá)輔助，可實(shí)現(xiàn)對(duì)彈道導(dǎo)彈發(fā)射告警時(shí)間不大于20 s，彈道導(dǎo)彈主動(dòng)段關(guān)機(jī)前給出來(lái)襲告警。

2.1.2目標(biāo)類型識(shí)別與型號(hào)識(shí)別能力分析

目標(biāo)類型識(shí)別是指對(duì)目標(biāo)進(jìn)行關(guān)于彈道導(dǎo)彈、臨近空間高超聲速飛行器、空氣動(dòng)力目標(biāo)、火箭發(fā)射等的分類識(shí)別；目標(biāo)型號(hào)識(shí)別是指對(duì)目標(biāo)進(jìn)行具體所屬型號(hào)的識(shí)別，如“火星”-15、“大浦洞”-2、“烈火”-5彈道導(dǎo)彈等。SBIRS衛(wèi)星監(jiān)測(cè)到目標(biāo)發(fā)射信息后，在充分建立對(duì)手國(guó)家情報(bào)資料與數(shù)據(jù)庫(kù)先驗(yàn)信息條件下，利用目標(biāo)火焰光學(xué)特征以及位置、速度、加速度、飛行高度、飛行軌跡等運(yùn)動(dòng)特征，結(jié)合發(fā)射點(diǎn)、國(guó)別、射程估計(jì)等信息，進(jìn)行目標(biāo)類型識(shí)別與型號(hào)識(shí)別。

根據(jù)SBIRS衛(wèi)星的跟蹤能力，目標(biāo)類型識(shí)別概率在彈道導(dǎo)彈發(fā)射80 s后一般不低于99%，主動(dòng)段關(guān)機(jī)前可無(wú)限接近100%。對(duì)于目標(biāo)型號(hào)識(shí)別概率，與對(duì)手國(guó)家彈道導(dǎo)彈型號(hào)數(shù)量、特征差異性及先驗(yàn)信息掌握程度有關(guān)，根據(jù)美國(guó)彈道導(dǎo)彈預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)完備程度及綜合情報(bào)獲取能力，平常通過監(jiān)測(cè)各國(guó)彈道導(dǎo)彈飛行試驗(yàn)情況，積累大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)遠(yuǎn)程、洲際彈道導(dǎo)彈發(fā)射80 s后型號(hào)識(shí)別概率預(yù)計(jì)不低于90%，主動(dòng)段關(guān)機(jī)前應(yīng)不低于99%。

2.1.3探測(cè)覆蓋范圍分析

對(duì)于預(yù)警探測(cè)與跟蹤識(shí)別系統(tǒng)探測(cè)覆蓋范圍，可分天基高軌紅外預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)、陸基/海基導(dǎo)彈防御雷達(dá)兩類裝備分別進(jìn)行分析。

（1） 天基高軌紅外預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)探測(cè)覆蓋范圍分析

5顆DSP衛(wèi)星覆蓋范圍如圖1所示，部署情況及狀態(tài)如表1所示［2-3］。

表1 　美國(guó)5顆DSP衛(wèi)星部署情況及狀態(tài)

圖1 　美國(guó)5顆DSP衛(wèi)星探測(cè)覆蓋范圍

6顆SBIRS-GEO衛(wèi)星部署情況及狀態(tài)如表2所示［2］，其前4顆衛(wèi)星掃描覆蓋范圍如圖2所示，瞬時(shí)視場(chǎng)覆蓋地表范圍約邊長(zhǎng)430 km的正方形區(qū)域。

表2 　美國(guó)6顆SBIRS-GEO衛(wèi)星部署情況及狀態(tài)

圖2 　美國(guó)前4顆SBIRS-GEO衛(wèi)星探測(cè)覆蓋范圍

4顆SBIRS-HEO衛(wèi)星部署情況及狀態(tài)如表3所示［2］。每顆SBIRS-HEO衛(wèi)星每天可觀察北極地區(qū)時(shí)間不小于12 h，通過4顆SBIRS-HEO衛(wèi)星交替工作，可實(shí)現(xiàn)對(duì)北半球高緯度地區(qū)全天24 h持續(xù)雙星監(jiān)視與跟蹤定位。

DSP衛(wèi)星與SBIRS-GEO衛(wèi)星均可實(shí)現(xiàn)對(duì)中、低緯度區(qū)域全球覆蓋，并且對(duì)中東、東亞等重點(diǎn)區(qū)域均可實(shí)現(xiàn)至少雙重甚至三重覆蓋，結(jié)合SBIRS-HEO衛(wèi)星可實(shí)現(xiàn)除南極大陸以外的全球覆蓋。DSP衛(wèi)星與SBIRS-GEO衛(wèi)星的位置可根據(jù)實(shí)際任務(wù)需求機(jī)動(dòng)調(diào)整，以強(qiáng)化對(duì)特殊軍事行動(dòng)支持力度。

（2） 陸基/?；鶎?dǎo)彈防御雷達(dá)探測(cè)覆蓋范圍分析

根據(jù)美國(guó)陸基/?；鶎?dǎo)彈防御雷達(dá)跟蹤威力參數(shù)［1］，結(jié)合公開情報(bào)信息，針對(duì)初級(jí)突防水平遠(yuǎn)程和洲際彈道導(dǎo)彈（彈頭前向雷達(dá)散射截面在P、L波段約0.2 m2，在S、X波段約0.1 m2），可以分析得到除威克島、白沙靶場(chǎng)用于試驗(yàn)的AN/TYP-2雷達(dá)以外美國(guó)陸基/?；鶎?dǎo)彈防御雷達(dá)探測(cè)覆蓋范圍如圖3所示。

表3 　美國(guó)4顆SBIRS-HEO衛(wèi)星部署情況及狀態(tài)

圖3 　美國(guó)陸基/?；鶎?dǎo)彈防御雷達(dá)探測(cè)覆蓋范圍（針對(duì)初級(jí)突防水平彈道導(dǎo)彈）

2.1.4跟蹤精度分析

（1） 天基高軌紅外預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)跟蹤精度分析

圖4 　SBIRS雙星對(duì)“火星”-15洲際彈道導(dǎo)彈主動(dòng)段跟蹤精度仿真分析

（2） 陸基/?；鶎?dǎo)彈防御雷達(dá)跟蹤精度分析

分析美國(guó)陸基/?；鶎?dǎo)彈防御雷達(dá)對(duì)來(lái)襲彈道導(dǎo)彈目標(biāo)跟蹤精度，首先需要研究分析其距離、方位角、俯仰角測(cè)量誤差。考慮到雷達(dá)測(cè)量系統(tǒng)誤差可通過跟蹤標(biāo)校星等手段基本消除，下面重點(diǎn)分析雷達(dá)測(cè)量隨機(jī)誤差特性。雷達(dá)測(cè)距隨機(jī)誤差經(jīng)驗(yàn)公式可表示為

雷達(dá)測(cè)角隨機(jī)誤差主要與雷達(dá)天線波束寬度與信噪比有關(guān)，經(jīng)驗(yàn)公式可表示為

雷達(dá)波束寬度經(jīng)驗(yàn)公式可表示為

基于公開情報(bào)信息，結(jié)合美國(guó)導(dǎo)彈防御雷達(dá)技術(shù)水平，分析評(píng)估美國(guó)陸基/?；鶎?dǎo)彈防御雷達(dá)測(cè)量精度情況如表4所示。

對(duì)于朝鮮“火星”-15洲際彈道導(dǎo)彈從平安南道順川發(fā)射進(jìn)攻美國(guó)本土中部密蘇里州哥倫比亞市典型用例，日本青森縣AN/TPY-2雷達(dá)、謝米亞島“丹麥眼鏡蛇”雷達(dá)、艾達(dá)克島母港海基X波段雷達(dá)、克利爾UEWR雷達(dá)、克利爾LRDR雷達(dá)可參與作戰(zhàn)，在跟蹤數(shù)據(jù)率1 Hz情況下，其跟蹤范圍與跟蹤精度如表5所示，其中克利爾LRDR雷達(dá)跟蹤位置誤差與速度誤差如圖5所示。如果跟蹤數(shù)據(jù)率提高至5 Hz以上，速度誤差可進(jìn)一步減小約20%～50%。綜合考慮GBI大氣層外攔截器（exoatmospheric kill vehicle，EKV）導(dǎo)引頭對(duì)彈頭目標(biāo)500 km以上作用距離［7］、EKV最大4過載能力［8］，跟蹤精度最低的UEWR雷達(dá)也能滿足陸基中段防御中末制導(dǎo)交班要求，精度鏈可以閉合。

表5 　美國(guó)陸基/海基導(dǎo)彈防御雷達(dá)跟蹤彈道目標(biāo)精度

圖5 　克利爾LRDR雷達(dá)跟蹤彈道目標(biāo)精度分析

2.1.5目標(biāo)真假識(shí)別能力分析

目標(biāo)真假識(shí)別主要依托美國(guó)陸基/?；鶎?dǎo)彈防御雷達(dá)及彈上導(dǎo)引頭具體實(shí)施，其識(shí)別能力與目標(biāo)場(chǎng)景復(fù)雜程度、傳感器裝備性能與具體識(shí)別算法等密切相關(guān)，外界難以進(jìn)行準(zhǔn)確定量分析，只可在一定程度上定性評(píng)估。文獻(xiàn)［1］對(duì)美國(guó)預(yù)警探測(cè)與跟蹤識(shí)別系統(tǒng)的識(shí)別技術(shù)手段與特征進(jìn)行了分析，結(jié)合美國(guó)彈道導(dǎo)彈防御試驗(yàn)實(shí)施情況，可以初步判定：對(duì)于頭體分離無(wú)突防彈道導(dǎo)彈或少量誘餌有限突防彈道導(dǎo)彈，美國(guó)預(yù)警探測(cè)與跟蹤識(shí)別系統(tǒng)現(xiàn)有能力可以對(duì)彈頭目標(biāo)進(jìn)行有效識(shí)別，但面對(duì)多彈頭與大量誘餌/干擾強(qiáng)突防場(chǎng)景，目前尚無(wú)相關(guān)證據(jù)表明能夠進(jìn)行有效對(duì)抗，美國(guó)自評(píng)價(jià)具備有限的突防對(duì)抗能力。

2.2　保護(hù)區(qū)分析

計(jì)算美國(guó)陸基中段防御保護(hù)區(qū)，先要分析GBI攔截彈飛行能力。

2.2.1GBI攔截彈飛行能力分析

目前主要部署的GBI攔截彈由三級(jí)助推器和EKV組成，其中三級(jí)助推器為軌道科學(xué)公司研制的OBV火箭，據(jù)公開資料，一、二、三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)分別為Orion 50S XLG、Orion 50 XL、Orion 38或其改進(jìn)型，燃燒時(shí)間分別為69，71，66.8 s，可為GBI攔截彈提供最大約7 km/s飛行速度，GBI攔截彈射面飛行能力如圖6所示，最大攔截距離不小于5 000 km，最大攔截高度超過2 500 km［1］。

圖6 　美國(guó)GBI攔截彈射面飛行能力

2.2.2保護(hù)區(qū)分析

對(duì)于遠(yuǎn)程或洲際彈道導(dǎo)彈中段防御保護(hù)區(qū)，一般是指敵方某型遠(yuǎn)程或洲際彈道導(dǎo)彈從某發(fā)射點(diǎn)進(jìn)攻目標(biāo)區(qū)域范圍，中段防御系統(tǒng)能夠攔截的目標(biāo)進(jìn)攻彈道對(duì)應(yīng)的攻擊點(diǎn)所構(gòu)成的區(qū)域。以朝鮮“火星”-15洲際彈道導(dǎo)彈為例，據(jù)公開資料其最大射程可達(dá)13 000 km，在時(shí)間鏈與能量鏈閉合（即時(shí)空交會(huì)）約束條件下，GBI攔截彈飛行中保持與基地視距指令通信，美國(guó)陸基中段防御格里利堡和范登堡GBI攔截彈對(duì)應(yīng)的保護(hù)區(qū)如圖7所示。

2.3　導(dǎo)彈單發(fā)殺傷概率分析

表6 　美國(guó)陸基中段防御導(dǎo)彈單發(fā)殺傷概率

2.4　多目標(biāo)能力分析

美國(guó)陸基中段防御多目標(biāo)能力可進(jìn)一步分為預(yù)警探測(cè)與跟蹤識(shí)別多目標(biāo)能力、指控處理多目標(biāo)能力、攔截多目標(biāo)能力3個(gè)方面，并取決于三者中的最低能力。

2.4.1預(yù)警探測(cè)與跟蹤識(shí)別多目標(biāo)能力分析

（1） 天基高軌紅外預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)多目標(biāo)能力分析

天基高軌紅外預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)主要針對(duì)主動(dòng)段彈道導(dǎo)彈目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，掃描范圍覆蓋南極大陸以外全球表面區(qū)域，SBIRS衛(wèi)星系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全球大規(guī)模來(lái)襲彈道導(dǎo)彈主動(dòng)段低數(shù)據(jù)率（約3 s周期）監(jiān)視，單顆SBIRS衛(wèi)星可對(duì)地表18.5萬(wàn)平方千米（邊長(zhǎng)430 km的正方形區(qū)域）內(nèi)的主動(dòng)段彈道導(dǎo)彈目標(biāo)進(jìn)行10 Hz數(shù)據(jù)率凝視跟蹤，通過面陣拼接技術(shù)也可對(duì)地表185萬(wàn)平方千米內(nèi)的主動(dòng)段彈道導(dǎo)彈目標(biāo)進(jìn)行1 Hz數(shù)據(jù)率凝視跟蹤。

（2） 陸基/?；鶎?dǎo)彈防御雷達(dá)多目標(biāo)能力分析

美國(guó)陸基/海基導(dǎo)彈防御雷達(dá)均為相控陣?yán)走_(dá)，每部雷達(dá)應(yīng)對(duì)彈道導(dǎo)彈的多目標(biāo)能力主要與目標(biāo)場(chǎng)景復(fù)雜度、目標(biāo)搜索方式、跟蹤目標(biāo)距離（對(duì)應(yīng)雷達(dá)脈沖重復(fù)周期）、跟蹤數(shù)據(jù)率、波束寬度、目標(biāo)識(shí)別等因素密切相關(guān)。在單純實(shí)施彈道導(dǎo)彈防御時(shí)，考慮到美國(guó)天基高軌紅外預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)的全球監(jiān)視跟蹤能力，美國(guó)陸基/?；鶎?dǎo)彈防御雷達(dá)可采用消耗資源最小的高精度目標(biāo)指示搜索方式，在頭體分離無(wú)突防或少量誘餌有限突防場(chǎng)景下，各雷達(dá)典型跟蹤距離對(duì)應(yīng)的多目標(biāo)能力如表7所示。實(shí)際運(yùn)用時(shí)，導(dǎo)彈防御雷達(dá)會(huì)結(jié)合目標(biāo)突防場(chǎng)景、目標(biāo)斜距分布、波束覆蓋情況、目標(biāo)識(shí)別概率等因素靈活選擇跟蹤識(shí)別信號(hào)波形與跟蹤數(shù)據(jù)率，多目標(biāo)跟蹤情況將隨著雷達(dá)資源調(diào)度而動(dòng)態(tài)演變。

表7 　美國(guó)陸基/?；鶎?dǎo)彈防御雷達(dá)多目標(biāo)能力

在多彈頭與大量誘餌/干擾強(qiáng)突防場(chǎng)景下，多彈頭及其伴飛物將散布更廣空域范圍而消耗雷達(dá)更多波束資源，復(fù)雜場(chǎng)景也將持久消耗雷達(dá)更多寬帶識(shí)別資源，導(dǎo)彈防御雷達(dá)對(duì)付彈道導(dǎo)彈多目標(biāo)能力將進(jìn)一步降低。

2.4.2指控處理與攔截多目標(biāo)能力分析

美國(guó)陸基中段防御的指揮控制核心處理算法主要在北方司令部陸基中段防御火控單元或格里利堡陸基中段防御火控單元實(shí)施，均為固定指揮所，指控處理能力可根據(jù)實(shí)際需要配置，不是多目標(biāo)能力限制瓶頸所在。

攔截多目標(biāo)能力則主要受限于所部署的GBI攔截彈數(shù)量，當(dāng)前為44枚（格里利堡40枚、范登堡4枚），后續(xù)將持續(xù)增加部署數(shù)量。

2.5　對(duì)付目標(biāo)能力水平分析

美國(guó)陸基中段防御主要作戰(zhàn)對(duì)象為進(jìn)攻美國(guó)本土的遠(yuǎn)程或洲際彈道導(dǎo)彈，結(jié)合上述對(duì)預(yù)警與跟蹤識(shí)別能力、保護(hù)區(qū)、導(dǎo)彈單發(fā)殺傷概率分析，現(xiàn)階段美國(guó)陸基中段防御可有效應(yīng)對(duì)30～40枚頭體分離無(wú)突防或少量誘餌有限突防遠(yuǎn)程/洲際彈道導(dǎo)彈的能力。

3　結(jié)束語(yǔ)

本文基于美國(guó)陸基中段防御系統(tǒng)發(fā)展情況與公開情報(bào)信息，對(duì)其預(yù)警與跟蹤識(shí)別能力、保護(hù)區(qū)、導(dǎo)彈單發(fā)殺傷概率、多目標(biāo)能力、對(duì)付目標(biāo)能力水平5項(xiàng)核心能力進(jìn)行了定量分析或定性評(píng)估，有助于更深入準(zhǔn)確地認(rèn)識(shí)美國(guó)陸基中段防御能力。

［1］ 唐毓燕， 李芳芳， 張振宇， 等. 美國(guó)彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)中的殺傷鏈與殺傷網(wǎng)解析［J］. 現(xiàn)代防御技術(shù)， 2023， 51（1）： 1-10.

TANG Yuyan， LI Fangfang， ZHANG Zhenyu， et al. Analysis of Kill Chain and Kill Net Inside the US Ballistic Missile Defense System［J］. Modern Defence Technology， 2023， 51（1）： 1-10.

［2］ 胡磊， 張岐龍， 郭宇， 等. 美國(guó)導(dǎo)彈預(yù)警衛(wèi)星發(fā)展情況與未來(lái)展望［J］. 飛航導(dǎo)彈， 2021（8）： 49-55.

HU Lei， ZHANG Qilong， GUO Yu， et al. Development and Future Prospects of U.S. Missile Early Warning Satellite［J］. Aerodynamic Missile Journal， 2021（8）： 49-55.

［3］ 王云萍. 美國(guó)天基紅外導(dǎo)彈預(yù)警技術(shù)分析［J］. 光電技術(shù)應(yīng)用， 2019， 34（3）： 1-7.

WANG Yunping. Analysis of Space-Based Infrared Missile Warning System in America［J］. Electro-Optic Technology Application， 2019， 34（3）： 1-7.

［4］ 劉尊洋， 李修和. SBIRS-GEO預(yù)警衛(wèi)星工作機(jī)理與探測(cè)參數(shù)分析［J］. 激光與紅外， 2018， 48（3）： 363-368.

LIU Zunyang， LI Xiuhe. Study on Working Mechanism and Detecting Parameters of SBIRS-GEO Early Warning Satellites［J］. Laser & Infrared， 2018， 48（3）： 363-368.

［5］ 唐毓燕， 江涌. 基于UKF的大氣層外飛行器光學(xué)衛(wèi)星跟蹤濾波方法［J］. 現(xiàn)代防御技術(shù)， 2022， 50（5）： 1-7.

TANG Yuyan， JIANG Yong. An Approach of Optical Satellites Tracking an Extraatmospheric Vehicle Based on UKF［J］. Modern Defence Technology， 2022， 50（5）： 1-7.

［6］ 韓明. 美國(guó)陸基導(dǎo)彈預(yù)警雷達(dá)發(fā)展研究［J］. 飛航導(dǎo)彈， 2020（2）： 69-75， 79.

HAN Ming. Research on the Development of US Land Based Missile Early-Warning Radar［J］. Aerodynamic Missile Journal， 2020（2）： 69-75， 79.

［7］ 康甜. CE-II型EKV紅外傳感器性能分析［J］. 紅外技術(shù)， 2017， 39（6）： 495-499.

KANG Tian. Performance Analysis of CE-II EKV Infrared Sensor［J］. Infrared Technology， 2017， 39（6）： 495-499.

［8］ 馮杰， 鮮勇， 劉順成， 等. 基于零控?cái)r截的EKV末段攔截彈道仿真［J］. 飛行力學(xué)， 2010， 28（2）： 75-77， 81.

FENG Jie， XIAN Yong， LIU Shuncheng， et al. Trajectory Simulation of EKV Terminal Phase Interception Based on Zero Effort［J］. Flight Dynamics， 2010， 28（2）： 75-77， 81.

Analysis and Evaluation of Core Capabilities of US Ground-Based Midcourse Defense

TANGYuyan

（Beijing Institute of Electronic System Engineering， Beijing 100854， China）

Based on the development of the U.S. ground-based midcourse defense system and public intelligence information， the early warning and tracking identification capabilities， protection zone， missile single-shot kill probability， multiple targets capability and ability level to deal with threat targets are quantitatively analyzed or qualitatively assessed applying systems engineering methods with the industrial foundation and technical level of US ballistic missile defense， which will contribute to understand the capabilities of the U.S. ground-based midcourse defense more thoroughly and accurately.

ground-based midcourse defense； early warning and tracking identification capabilities； protection zone； missile single-shot kill probability； multiple targets capability

2023 -04 -10 ;

2023 -05 -23

唐毓燕（1975），男，重慶合川人。研究員，博士，研究方向?yàn)槟繕?biāo)探測(cè)跟蹤與識(shí)別技術(shù)。

10.3969/j.issn.1009-086x.2023.03.002

TJ76

A

1009-086X（2023）-03-0010-10

唐毓燕.美國(guó)陸基中段防御核心能力分析評(píng)估[J].現(xiàn)代防御技術(shù),2023,51(3):10-19.

Reference format:TANG Yuyan.Analysis and Evaluation of Core Capabilities of US Ground-Based Midcourse Defense[J].Modern Defence Technology,2023,51(3):10-19.

通信地址：100854 北京142信箱30分箱