衡 燕，豐 超，李雁斌

(上海無線電設(shè)備研究所，上海201109)

0 引言

2015年6月，美國海軍與雷神公司在白沙導彈靶場，利用NIFC-CA系統(tǒng)控制“美標-6”遠程艦空導彈超視距攔截了一枚中程超音速導彈。NIFC-CA系統(tǒng)是一種天地一體協(xié)同制導系統(tǒng)，可以讓一艘裝備有“宙斯盾”系統(tǒng)的水面作戰(zhàn)艦艇借助前方飛機的探測數(shù)據(jù)向它所不能看到或探測到的敵方目標發(fā)射導彈，且具備向陸地上空正被E-2D型預(yù)警機所跟蹤的目標開火的能力。未來NIFC-CA系統(tǒng)甚至可與陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊的某些系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，進一步提高“宙斯盾”艦艇的內(nèi)陸作戰(zhàn)距離。

目前，各國海軍的所有艦艇均不具備向艦載傳感器有效探測范圍之外的目標發(fā)射導彈的能力，這個重大缺陷導致海軍經(jīng)常難以為友方部隊提供可靠的防御屏障[1]。以美國海軍NIFC-CA系統(tǒng)為代表的天地一體制導技術(shù)為海軍的空中與導彈防御帶來了革命性的新能力，它實現(xiàn)了目標數(shù)據(jù)在導彈、飛機、艦艇間的共享，在遠程精確打擊體系中具有較好的應(yīng)用前景[2]。

1 美國天地一體協(xié)同作戰(zhàn)體系

美國天地一體協(xié)同作戰(zhàn)體系主要包括預(yù)警探測情報系統(tǒng)、信息鏈路與通信系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)、打擊平臺和武器裝備等五大系統(tǒng)。

1.1 預(yù)警探測情報系統(tǒng)

預(yù)警探測情報系統(tǒng)，即情報、偵查、監(jiān)視(ISR)系統(tǒng)，由探測平臺(含各類傳感器設(shè)備)和情報中心組成。探測平臺分為天基、空基、?；完懟念悺Ｆ渲?，天基信息系統(tǒng)具有及時信息預(yù)警、實時精確導航定位、高分辨率遙感圖像、電子偵察、高精度氣象與環(huán)境信息和可靠大容量通信等能力，成為美國支撐遠距離精確打擊的主要偵查、預(yù)警、探測、定位手段。探測平臺包括導彈預(yù)警衛(wèi)星、成像偵查與電子偵查衛(wèi)星、導航衛(wèi)星以及通信中繼衛(wèi)星。

在預(yù)警衛(wèi)星方面，美國除了在軌四顆第一代導彈預(yù)警衛(wèi)星——“國防支援計劃”DSP衛(wèi)星外，正在建設(shè)第二代預(yù)警衛(wèi)星體系SBIRS，包括高軌、低軌和大橢圓軌道。目前，美國預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)探測范圍基本覆蓋全球，跟蹤約50%的地球表面，識別精度為米級，能識別大部分重要目標，實時探測和識別時間不大于1 min，全自動生成預(yù)警信息時間不大于1 min。

在偵察衛(wèi)星方面，美國在軌成像偵察衛(wèi)星主要由四顆“高級KH-11”、三顆“長曲棍球”、四顆FIA Radar和一顆“8X”偵察衛(wèi)星組成。光學成像和雷達成像分辨率達分米級，還可對地下核爆炸或其他地下設(shè)施進行監(jiān)測。

在導航衛(wèi)星方面，美國GPS-3衛(wèi)星定位與授時精度分別達到分米級和納秒級，從而使得GPS制導彈藥的投擲精度達到米級。

在通信中繼衛(wèi)星方面，美國“移動用戶目標系統(tǒng)”、“轉(zhuǎn)型通信衛(wèi)星”的通信帶寬達Gbps級別，采用激光通信鏈路通信，具備星上處理和路由功能。

1.2 全球化指揮控制系統(tǒng)

美軍C2BMC系統(tǒng)代表了全球指揮控制系統(tǒng)發(fā)展的最高水平，C2BMC系統(tǒng)利用各系統(tǒng)所有可用的傳感器跟蹤來襲導彈，并引導武器系統(tǒng)與威脅目標交戰(zhàn)。完整的C2BMC系統(tǒng)具有態(tài)勢感知、自適應(yīng)規(guī)劃、交戰(zhàn)控制，建模仿真與分析、通信五種能力。

1.3 武器作戰(zhàn)平臺

全球快速打擊裝備體系依靠先進的指揮控制系統(tǒng)，充分利用空基、海基、路基多種作戰(zhàn)平臺實現(xiàn)遠程精確打擊?？栈淦髯鲬?zhàn)平臺主要包括各類遠程轟炸機、F-15以及新一代戰(zhàn)機等;?；鲬?zhàn)平臺包含海軍航空兵、宙斯盾艦以及各類戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)潛艇;陸基作戰(zhàn)平臺包含彈道導彈發(fā)射井以及機動發(fā)射車等。

1.4 精確打擊武器

美國在攻防兩端均擁有大量先進的遠程精確打擊武器，是實施非接觸作戰(zhàn)的主要依仗，主要包括各類遠程導彈(彈道導彈、巡航導彈、空地導彈)和有人及無人駕駛平臺攻擊彈藥等[3]。另外，傳統(tǒng)意義上的防御類武器也逐漸具備遠程打擊能力，如“美標-6”，已經(jīng)具備了視距外對艦打擊能力[4]。

2 美國海軍NIFC-CA系統(tǒng)

NIFC-CA系統(tǒng)屬于美國天地一體協(xié)同作戰(zhàn)體系中的全球化指揮控制系統(tǒng)，它既不是傳感器系統(tǒng)也不是武器系統(tǒng)，而是位于指揮中心的軟件系統(tǒng)，同時包括工作站和通信設(shè)備等支持硬件。它是一種新型的網(wǎng)絡(luò)化、分布式、遠程空中防御火力控制系統(tǒng)。NIFC-CA系統(tǒng)有助于美國海軍獲得完整的空中戰(zhàn)術(shù)畫面，發(fā)揮美國海軍作戰(zhàn)系統(tǒng)的最大功效，提升美國海軍的超視距(OTH)作戰(zhàn)能力[5]。

NIFC-CA系統(tǒng)主要由高速數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)、多平臺信息融合功能模塊、多平臺武器協(xié)同控制功能模塊和艦艇綜合防控火控系統(tǒng)等構(gòu)成。

高速戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)是由計算機控制的高速無線戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，具有大帶寬、大容量、保密以及抗干擾的數(shù)據(jù)通信能力，戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)傳輸速率大于10 Mbit/s。

多平臺信息融合功能模塊接收并融合來自各協(xié)同作戰(zhàn)平臺的探測數(shù)據(jù)，生成一個基于融合航跡和綜合識別數(shù)據(jù)庫的通用防空戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢圖像。

多平臺武器協(xié)同控制功能模塊接收通用防空戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢圖像，進行威脅評估，提取打擊目標，自動生成最優(yōu)協(xié)同防空交戰(zhàn)方案[6]。

水面艦艇綜合防空火控系統(tǒng)根據(jù)多平臺武器協(xié)同控制功能模塊發(fā)送的協(xié)同控制命令和相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)目標跟蹤、武器發(fā)射控制、武器制導控制、打擊效果評估功能[7]。

3 天地一體制導技術(shù)啟示

天地一體制導技術(shù)可為精確制導武器系統(tǒng)提供防區(qū)外遠程作戰(zhàn)能力，起到“御敵戰(zhàn)略武器于千里之外，增強反介入/區(qū)域拒止能力”的作用。通過分析NIFC-CA系統(tǒng)組成和工作原理，對研究天地一體制導技術(shù)有如下啟示。

3.1 以天基信息系統(tǒng)為主，構(gòu)建天地協(xié)同作戰(zhàn)體系

美國發(fā)動的多次局部戰(zhàn)爭表明，天基信息系統(tǒng)在天地協(xié)同作戰(zhàn)體系中起到了核心作用。作戰(zhàn)平臺與武器彈藥，尤其是各類艦載、機載巡航導彈與空地導彈武器，在實現(xiàn)遠程精確打擊與攔截作戰(zhàn)時愈發(fā)依賴天基信息系統(tǒng)，天基導航與定位系統(tǒng)、末制導復(fù)合制導模式成為當前遠程打擊火力的主要制導方式。同時天基偵查監(jiān)視系統(tǒng)和通信系統(tǒng)占據(jù)絕對制高點，為立體化戰(zhàn)場提供全域、全維覆蓋偵察能力。在天基信息系統(tǒng)的支撐下，將實現(xiàn)“無接觸”作戰(zhàn)與“聯(lián)合”作戰(zhàn)，徹底改變戰(zhàn)場態(tài)勢。

3.2 以一體化信息系統(tǒng)為主，實現(xiàn)戰(zhàn)場指揮實時化

美軍不斷加快C4ISR指揮自動化系統(tǒng)的一體化建設(shè)步伐，提出并建設(shè)“全球信息柵格”(GIG)，把天基、空基、地基和?；挠嬎銠C網(wǎng)、傳感網(wǎng)和指揮控制網(wǎng)集成為一個全軍共用的大網(wǎng)絡(luò)。提供全面、直觀的戰(zhàn)場態(tài)勢，實現(xiàn)各軍兵種的戰(zhàn)場信息共享，可以實現(xiàn)從探測到行動的集成，即達成“發(fā)現(xiàn)即摧毀”。在伊拉克戰(zhàn)爭中，從信息搜集到實施打擊的整個過程最快不到10 min。“數(shù)字化的實時通信”，確保了各兵力、兵器和作戰(zhàn)系統(tǒng)之間在目標探測、情報搜集、跟蹤、火控、指揮、攻擊、毀傷評估等方面的信息暢通，從而實現(xiàn)了天、空、地、海信息系統(tǒng)的縱橫集成，極大地加快了信息流通的速度。

3.3 以關(guān)鍵技術(shù)突破為主，實現(xiàn)武器裝備精確化遠程化

遠程精確打擊武器涉及隱身、導航制導、氣動熱防護、滑翔控制、高超聲速推進技術(shù)等多項關(guān)鍵技術(shù)。針對以上制約遠程精確打擊武器發(fā)展的相關(guān)技術(shù)，美國不斷進行優(yōu)化組合，以群組的方式綜合集成、局部互聯(lián)，新裝備新技術(shù)研發(fā)與老裝備改進相結(jié)合，更加注重裝備體系的完善與建設(shè)，充分考量在研先進裝備對作戰(zhàn)體系的整體貢獻度，不斷變化調(diào)整研究方向[8]，力求使武器裝備具備以下能力：一是即時打擊能力，1 h內(nèi)打擊全球任何目標;二是遠程作戰(zhàn)能力，能從美國本土打擊境外距離約104km的轉(zhuǎn)瞬即逝的敏感目標和高價值目標;三是隱身突防能力，在未來戰(zhàn)場中順利“穿刺”敵方空中預(yù)警和干擾攔截網(wǎng);四是精確打擊能力，常規(guī)彈頭一擊即中，降低附帶損傷，減少外交糾紛。

4 天地一體制導技術(shù)發(fā)展建議

4.1 加快論證我國天地一體協(xié)同作戰(zhàn)體系

我國在天地一體協(xié)同作戰(zhàn)體系方面起步較晚，前期發(fā)展階段需密切跟蹤國外天地一體協(xié)同作戰(zhàn)體系的最新動態(tài)，立足我國天基、地基現(xiàn)有武器裝備和發(fā)展規(guī)劃，研究天地一體協(xié)同作戰(zhàn)理論，規(guī)劃天地一體協(xié)同作戰(zhàn)武器裝備，盡快建立我國天地一體協(xié)同作戰(zhàn)體系，為實現(xiàn)2020年航天強國的目標提供理論支撐。

4.2 發(fā)揮航天院所綜合優(yōu)勢，支持航天院所引領(lǐng)布局天地一體協(xié)同作戰(zhàn)體系

航天院所擁有星、箭、彈、船、器綜合研發(fā)實力，在我國天地一體協(xié)同作戰(zhàn)體系建設(shè)中，具備多平臺協(xié)同集成優(yōu)勢。因此建議航天集團公司牽頭論證天地一體協(xié)同作戰(zhàn)體系，組建天地一體協(xié)同作戰(zhàn)專家組，集中相關(guān)院所的技術(shù)骨干，提前布局各型武器裝備，實現(xiàn)我國在遠程通過精確制導領(lǐng)域的革命性突破和在天地一體協(xié)同作戰(zhàn)領(lǐng)域的跨越式發(fā)展。

4.3 重點突破天地一體協(xié)同制導技術(shù)

在天地一體協(xié)同作戰(zhàn)體系框架內(nèi)，天地一體協(xié)同制導技術(shù)屬于全新的技術(shù)領(lǐng)域，也是建立天地一體協(xié)同作戰(zhàn)體系必須突破的一項核心關(guān)鍵技術(shù)。重點突破天地一體協(xié)同制導技術(shù)，一方面可以搶占天地一體協(xié)同作戰(zhàn)體系的技術(shù)制高點，另一方面可以為我國新一代遠程精確制導武器系統(tǒng)的立項論證提供技術(shù)支撐。