遠程精確打擊武器的對抗與反對抗

劉 星，吳森堂

(1.中國船舶工業集團公司船舶系統工程部，水聲對抗技術重點實驗室，北京 100036;2.北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院，北京 100191)

0 引言

遠程精確打擊將遠程攻擊武器與運用信息技術結合以實現精確命中，是制導武器作戰效能的拓展和延伸，也將成為今后海上網絡信息化作戰的主戰手段。

巡航導彈因其機動性好、突防能力強，具有遠程打擊、精度高等突出特點而被作為遠程精確打擊的主戰武器，也成為敵防御系統重點攔截的對象，巡航導彈的對抗成為了現代化作戰的首要問題。如在科索沃戰爭中，南聯盟軍就成功擊落了多枚巡航導彈，并有多枚巡航導彈被干擾后偏離預定目標。另外，高軍事價值目標(如航母戰斗群和指揮中心等)的區域防空、近程點防御等組成的多層防御體系，也使得遠程精確制導武器的突防能力和攻擊效果大大下降。作為進攻方的巡航導彈，必須不斷地研制和發展具有較好抗電子干擾性能的導引頭，并采用新的攻擊策略，以對抗電子干擾和反導攔截，以提高巡航導彈在復雜戰場環境下的使用效能。

1 遠程精確打擊武器的特點

遠程精確打擊武器由遠程偵察監視平臺，作戰指揮平臺，導彈武器等組成［1］。遠程精確攻擊武器是一整套體系系統，能完成目標的探測跟蹤，數據傳輸，信息處理，指揮決策，目標指示，導彈火控、作戰效果評估等功能。

1)遠程偵察監視平臺

遠程偵察監視平臺由偵察衛星、預警機、無人機、雷達等組成。用來提供戰場態勢，對目標進行識別跟蹤，將目標信息向指揮平臺傳送，并進行打擊效果評估。

2)作戰指揮平臺

作戰指揮平臺由指揮所和海上指揮艦構成，能實時接收偵察監視平臺提供的戰場和目標信息，與其他情報進行融合處理，形成戰場態勢;根據目標信息進行打擊目標和作戰方案的選擇;指揮引導發射平臺發射導彈;監視導彈攻擊情況并進行中繼制導和彈道修正。作戰指揮平臺有很強的信息獲取、處理、傳輸、顯示、利用能力，是實施遠程精確打擊的核心。

3)導彈武器

導彈武器可由陸基、艦載，空射導彈擔當。實施遠程精確打擊的導彈要具有較大航程、精確制導和抗干擾能力，還要有很強的突防能力和彈道自行控制修正能力。

新時期的戰爭，其戰場條件、作戰手段以及對抗方式都發生了巨大變化，基于信息系統的體系作戰和對抗，已經成為決定戰爭成敗的關鍵。在軍事對抗活動中，哪一方更能實現體系作戰和對抗能力的最佳集成，就掌握了戰場主動權，能有效地破壞和瓦解敵方的作戰體系。鑒于體系對抗范圍較廣，本文以巡航導彈的攻防過程為例，探討遠程精確打擊武器的對抗和反對抗方法。

2 對抗巡航導彈的策略

巡航導彈的優良作戰能力得益于其優良的探測/指示系統、外形結構、導航制導系統和信息支持系統。通過組合制導，巡航導彈通?？梢赃_到米級的制導精度。也就是說，如果能對其導航和制導系統進行有效的干擾，就可以增加其制導誤差或是使其無法正常工作，進而無法命中目標［2］。另一方面，目前世界上的反導系統發展迅速，能對彈道導彈構成一定的威脅，但對掠海貼地飛行的巡航導彈仍存在攔截難度，因此巡航導彈攔截技術也有著廣闊的發展空間。

2.1 干擾巡航導彈的探測/指示系統

探測/指示系統為攻擊運動中的海上活動目標提供信息支持，為巡航導彈武器提供遠程精確打擊指令和精確的目標位置、運動要素，供導彈武器進行火力控制計算、武器使用控制、實施遠程精確打擊火力組織。

探測/指示系統使用數據鏈、聯合戰術信息分發系統等通信鏈路，依賴“以無線通信為主”的指揮通信，其對抗主要是指在通信領域的電子對抗，包括通信偵察、通信干擾等。

1)通信偵察

通信偵察主要目的是偵收破譯敵方密碼，獲取敵方信息;分析獲取有關敵方兵力部署、作戰意圖和有關技術戰術參數［3］。

通信偵察主要有偵聽和偵收、測向與定位2種方式。偵聽是通過偵察敵方無線電通信信號并直接從中獲取情報，接收的是電話等有聲信號;偵收接收的是電傳電報、傳真電報和圖像等無聲信號。測向和定位是利用無線電定向接收設備來確定正在工作的敵方通信電臺的位置，以進行對抗。

2)通信干擾

通信干擾的目的是使敵方通信系統在關鍵時刻失效，從而造成敵指揮系統的癱瘓;采用各種手段欺騙迷惑敵方，抑制敵方干擾，保證我方通信系統有效工作。

目前通信干擾僅對通信的接收端進行干擾，其基本原理是:將功率強大的干擾信號插入對方通信信道，當其頻率與對方通信信號相同或相近時，接收設備就會同時接收到干擾信號和通信信號，或只能接收到功率強大的干擾信號，從而擾亂對方的正常通信。主要方式有2種，一是瞄準式干擾，另一種是攔阻式干擾。

瞄準式干擾利用與對方通信信號頻率重合、頻譜寬度基本相同的載頻進行干擾，干擾功率明顯強于對方通信信號。特點是:干擾信號利用率高、干擾效果好、要求干擾的頻率重合度好、對干擾機性能要求高、需要有專門的引導干擾偵察分隊。

攔阻式干擾的干擾信號頻譜很寬，基本能覆蓋敵方的整個工作頻段。其特點是:無需頻率重合設備、無需引導干擾的偵察設備、能同時壓制頻帶內多個通信電臺、需要的發射功率比瞄準式干擾大。

2.2 干擾巡航導彈的導航定位系統

1)對慣導系統的對抗

慣性導航是巡航導彈最基本的導航方式，但該系統獨立工作、不與外界發生聯系，因此很難進行有效的對抗。但是，慣性系統累積固有導航誤差較大，需要借助輔助導航系統進行修正，才能滿足對遠程/長航時的要求，所以應將實施電子對抗的重點放在輔助導航系統上。

2)對地形匹配系統的對抗

地形匹配系統的原理是對預定區域的離地高度值進行匹配，以修正慣性偏差，雷達高度表是實現地形匹配的關鍵設備。由于受巡航導彈體積質量的限制，雷達高度表幾乎沒有采用任何抗干擾措施，因此很容易對其實施電子干擾。巡航導彈雷達高度表采用了下視工作方式，其電磁波向下輻射，可以考慮在預先選定的匹配區內配置有源和無源電子對抗裝備，對其進行干擾。

同時，可在巡航導彈可能經過的航路上進行地形偽裝，使巡航導彈的地形匹配系統無法進行正確的匹配，從而導致導彈偏離目標或墜毀。此種方法對于地域遼闊、地形復雜的國家來講尤為適用。

3)對GPS系統的對抗

盡管GPS在正常工作的情況下具有很高的精度(“戰斧”Block4采用GPS制導后CEP小于3 m)，但它的抗干擾能力較差，對于接收信息的可靠性難以全天時保證。對抗GPS系統的重點應放在巡航導彈上的GPS接收機。對巡航導彈可能的重點攻擊方向，在關鍵時刻實施局部電子干擾，使巡航導彈在此地域無法利用導彈上的GPS接收機進行航跡修正或使其定位誤差增大，從而降低巡航導彈的打擊精度。

目前對GPS主要有2種干擾方式，即壓制性干擾和欺騙性干擾［4］。其中有效的手段就是采用大功率的連續波干擾機或使用能覆蓋GPS信帶寬的噪聲干擾機以準隨機噪聲方式對GPS接收機進行干擾。就壓制性干擾而言，如俄羅斯生產的GPS干擾機，用4 W的功率就可對200 km范圍內使用GPS的巡航導彈和其他精確制導武器造成嚴重干擾。

2.3 干擾巡航導彈的制導系統

目前巡航導彈的制導方式主要有光電、數字景象匹配末制導以及GPS復合制導等。利用煙幕干擾、偽裝欺騙、有源誘偏、發射誘餌和電子干擾(光電和射頻干擾)等措施，在巡航導彈飛行的中段和末段實施干擾，能不同程度地破壞制導系統，降低導彈的命中精度。

1)使用煙幕、氣溶膠干擾，煙幕中大量的微小顆粒對可見光和紅外輻射起吸收和散射作用，衰減紅外輻射，降低熱成像系統光電轉換后的信噪比。巡航導彈末段制導系統需要彈載攝像機/紅外成像器件實時獲取地面景象，當目標產生的紅外輻射通過煙幕的透過率小于5%時，被動紅外成像系統將無法顯示完整的目標圖像。煙幕還可對激光產生強烈的散射作用和諧振吸收作用，從而阻止激光雷達的正常使用［5］。

2)對能進行覆蓋的目標可利用具有紫外、可見光、激光、紅外等綜合性能的制式偽裝網進行偽裝。只要把目標與背景的溫度差控制在±4℃之間，紅外導引頭就無法從背景中探測到目標，可用來有效對抗紅外精確末制導系統。

3)假目標誘餌可對付巡航導彈的光電偵察與制導，在地形大致相同而方位又很接近的區域內，若同時發現數個外形、紅外特征、電磁輻射都相似的目標，巡航導彈就很難識別真目標，用專用器材制作的假軍事目標，不但顏色、形狀、反射、輻射等特性與真目標相似，而且還具有完善的偽裝和真目標的活動特征。同時在離真目標一定安全距離的位置大量設置角反射器，布撒金屬干擾片，利用淘汰的陳舊雷達發射電波等示假行動，使巡航導彈光電系統難辯真假，防御方便達到了保存真實目標的目的。

4)“熱誘源”干擾，能產生與保衛目標紅外特征相同，但強度大幾倍的紅外能量，使來襲巡航導彈失誤，以保護重要軍事目標和重要戰略設施安全。

目前“熱誘源”干擾主要有以下幾種方式［6］:欺騙式紅外干擾機，模擬保衛目標輻射的紅外光譜而發射紅外能量，輻射能量要比保衛目標強數倍至數十倍，從而誘騙采用紅外末制導的巡航導彈，使真目標得到保護;紅外誘餌彈，其發光材料通常由燃燒劑、氧化劑和粘合材料按規定比例配制而成;紅外氣球，在特制氣球內充滿高溫氣體作為輻射源，能在空中停留或隨風移動，可長時間起作用。

5)激光武器照射干擾，在末制導段采用強激光束對巡航導彈進行照射，可使彈上的CCD傳感器或紅外成像導引頭飽和，從而失去精確制導能力。

2.4 攔截巡航導彈

干擾等電子戰手段是對抗巡航導彈的重要手段，在此基礎上，還需具備“硬對抗”手段，即利用各種防空武器系統(如導彈、火炮等)進行多層次攔截［7］。

1)遠程攔截

戰斗機具有作戰距離遠，作戰半徑大，飛行機動靈活等特點，適于作為巡航導彈的第一層防御攔截武器。目前在役的第3代戰斗機和第4代戰斗機大都具備攔截巡航導彈的能力，現代遠程防空截擊機的作戰半徑可達到2 000 km以上，加之截擊機的速度快，機動靈活，能迅速到達指定作戰區域，在地面引導和預警機的配合下遠距離攔截巡航導彈。

用戰斗機對巡航導彈實施攔截，主要使用機載先進空空導彈摧毀巡航導彈。巡航導彈通常采用亞聲速、超低空突防的方式，且雷達截面積很小(0.05～0.2 m2)，攔截方通常在縱深上由前向后劃分多個攔截地段，在每個地段由高到低劃分出多個層次的攔截空域，從而形成遠中近與高中低相結合的全縱深、多層次防御體系。

2)中程攔截

中程防御主要通過防空導彈完成。目前，美國的“愛國者”導彈系統和俄羅斯的S300導彈系統被認為具有較好的反巡航導彈能力。另外，美國海軍“宙斯盾”系統中的“標準”Ⅲ導彈、法國的“海響尾蛇”對空導彈系統、英國的“海狼”艦空導彈系統等都具有一定的反導能力。

防空導彈大多數都采用搜索雷達完成對目標的搜索與指示，采用制導雷達完成對目標的探測和對導彈的制導。

由于巡航導彈雷達散射面積小，加之采用超低空飛行，利用地雜波作掩護，使得搜索雷達很難實現對巡航導彈的探測、識別和穩定跟蹤，不能給防空導彈提供足夠的預警時間。利用紅外大視場搜索技術對超低空飛行的巡航導彈進行探測跟蹤，能增強對巡航導彈的探測指示概率。制導雷達大功率的照射雖有利于目標的探測，但也容易被敵方偵察而遭敵方反輻射導彈的攻擊。因此，可在制導雷達站外增加紅外成像制導設備，實現光電與雷達復合制導，以保證雷達不能工作或受反輻射導彈威脅時，用紅外成像制導技術增強系統反巡航導彈的能力。

地形匹配系統工作的基本原理依賴地形的高低起伏。所以，來襲導彈所選的預定匹配區不會設在平坦地區，必定是在地形地貌特征獨特并易于進行地形匹配的區域。因此，即使不知從何方向或距離發射巡航導彈，但也可以根據重點保護目標區域的地理環境，逆向判斷導彈大概來襲方向和突擊路線，提前預測數個可能的地形匹配區，提前做好對抗攔截準備，攔截效率將明顯增加。

3)近程攔截

火炮作為巡航導彈末端攔截武器，其作戰效能是顯著的，與其他防空武器相比，火炮具有3大獨特優勢:一是火炮不怕電子干擾，二是可以用密集火力組網，三是具有天生的抗超低空目標能力。因此近程多管速射火炮已被廣泛地用于末端反導。目前廣泛應用的近程反導火炮有美國的“密集陣”、俄羅斯的AK2630、意大利的“海上衛士”等。

火炮攔截巡航導彈時主要有3種殺傷機理:一是直接命中，二是間接命中，三是雙重命中。直接命中是指彈丸直接擊中來襲導彈的戰斗部，并立即將其擊毀爆炸;間接命中是指對導彈制導系統的破壞和干擾，使其完不成攻擊任務;雙重命中即同一火炮裝備2種彈藥(近炸引信預制破片彈和脫殼穿甲彈)，在較遠距離處(1 000～3 000 m)發射近炸引信預制破片彈，在較近距離處(1 000 m以內)快速更換彈種發射脫殼穿甲彈。這樣，在轉換彈種的一段彈道上同時飛行著2種彈丸，自然形成1個雙重反導防御區段，反導效果更佳。

此外，新機理武器包括激光武器、微波武器、離子束武器等，它們在反巡航導彈方面也有著廣泛的前景，這些新機理反導武器的問世，將使反巡航導彈技術進入嶄新的階段。

3 巡航導彈的協同攻擊策略

電子對抗手段和多層攔截體系，使得巡航導彈的突防能力和攻擊效果大大下降，但是巡航導彈的低空突防和TF/TA2技術利用地球曲率和地形起伏所造成的雷達探測系統的盲區進行突防，多彈飽和攻擊技術使得防空導彈武器系統很難實施有效攔截，末端的多種攻擊方式如垂直打擊也能充分發揮導彈戰斗部的最大效能，提高對目標的毀傷效果。

基于上述技術的集成，提出了巡航導彈的協同攻擊技術［8］，它是指各類平臺發射的具有編隊能力的巡航導彈通過數據鏈進行信息的互聯互通，沿規劃的協同航路，實現空中高機動編隊飛行至目標點，并實施協同制導攻擊，由戰毀評估系統對攻擊效果進行實時分析，重新規劃新的攻擊任務。

巡航導彈的協同攻擊能更加充分地滿足作戰任務要求及攻擊的火力配備和梯次，能成組地規劃制導武器的航路，進行高密度的同時突防，提高突防概率，實現飽和攻擊，有效地分散防御系統的攻擊能力［8］。

3.1 初段和中段的編隊飛行

在飛行的初段和中段，多枚導彈，按照一定的隊形進行自主編隊，編隊中導彈具有航路規劃、避碰避障、容錯、離入隊管理能力，整個編隊按照規劃航路飛往目標區。

導彈編隊飛行過程如圖1所示，主要包含以下4項關鍵技術［9］:

1)航路規劃。自主編隊中導彈飛往既定目標區，必須進行航路規劃和設計。在自主編隊飛行時，規劃的最優航路能保證編隊隊形容易保持、盡可能沒有大的機動轉彎、飛向目標區域的航跡盡可能短、盡量避開敵方的雷達或者暴露在敵方雷達下的機率最小等。

2)編隊隊形設計。在導彈高動態編隊飛行時，要考慮導彈突防能力、編隊機動能力、導彈間氣動影響、導彈間信息交換的冗余度等多種因素，進行隊形的設計和選擇。

3)編隊隊形控制。在編隊隊形控制過程中，需要保持預先設定的幾何形態(即隊形)，同時又要適應環境及自身約束。

4)編隊離入隊管理。在導彈編隊探測到有新的導彈進入通信網絡及編隊中導彈發生故障、被擊落或者飛離通信網絡的情況下，編隊離入隊管理使導彈編隊隊形能進行自主重構，保證在隊形重構過程中編隊的穩定性，可提高整個導彈編隊的魯棒性。

圖1 導彈編隊飛行過程Fig.1 The formation flight process of missiles

圖2給出了4枚巡航導彈編隊進行協同航路規劃和低空TF/TA2飛行的過程。仿真數字地圖中分布3個虛擬障礙物，目標區位置為(13 000 m，1 000 m)。仿真的4枚導彈采用菱形隊形自主編隊飛行，導彈的初始位置水平坐標分別是(100 m，100 m)、(500 m，2 000 m)、(700 m，－1 500 m)、(1 200 m，300 m)，飛行高度都為100 m。導彈初始飛行速度為250 m/s，導彈最大飛行速度270 m/s，最小飛行速度220 m/s。菱形編隊中兩翼導彈與領彈的水平期望距離600 m，期望相對角為60°，后側導彈與領彈的期望距離為900 m，期望相對角為0°，系統仿真時間為40 s，通信周期為0.2 s。

圖2 4枚導彈自主編隊水平航路及空間距離Fig.2 The trajectory and distance of four missiles

由圖2可知，4枚導彈采用領彈－從彈模式進行編隊飛行，領彈按照低空突防最優航路算法所規劃的航路進行飛行，對前方障礙物進行及時避讓，而其他3枚從彈則根據編隊隊形控制算法跟隨領彈飛行。由領彈與從彈的空間距離可知，從彈在飛行過程中具有避障、保持隊形的功能。

3.2 末端協同攻擊

充分利用各彈自身的性能特點和相互間的戰術、技術配合，不僅可以大大提高突防能力，還能完成單枚導彈不可能完成的任務，如實現戰術隱身、增強電子對抗能力和對運動目標的識別搜捕能力、實現最小作戰消耗和最大目標損毀力度等。采用多彈同時擊中目標的飽和攻擊戰術可以極大提高導彈的殺傷力和突防能力，這樣對協同制導時間的一致性也提出了較高的要求。

利用帶有時間約束的協同制導(ITCG)［10］，可以實現對來自不同方向的導彈的協同制導，實現同時擊中目標，使得防御系統顧此失彼，難以實施有效攔截。

下面給出了3枚導彈仿真參與協同制導對靜止位于的(0，0)目標進行攻擊，要求同時擊中。表1為導彈的初始參數。

仿真結果如圖3所示，其中在傳統比例導引下最長導引時間與最短導引時間之差為5.78 s，而采用帶有時間約束的協同制導后，各枚導彈進行機動，實現了從3個不同方向的同時命中，并且導彈彈道平直，協調變量收斂迅速。

圖3 協同制導和純比例導引下的導引時間和軌跡Fig.3 The time and trajectory of proportional guidance law and ITCG law

3.3 天頂攻擊技術

現代戰爭要求導彈能實現全方位打擊目標的能力，充分發揮導彈戰斗部的最大效能，避開近程火炮的防御，提高對目標的毀傷效果，因而制導武器需要對地面目標實施大角度乃至垂直彈道的打擊。

有關末端角約束的制導律的研究有很多，其中1種采用過載控制方案的垂直彈道打擊制導規律如下［11］:

仿真彈道如圖4所示，仿真結果表明該制導律能在可用過載內以較高精度實現對目標的大角度打擊，能有效增加突防概率和毀傷效果。

圖4 垂直打擊彈道示意圖Fig.4 The trajectory of vertical attack

4 結語

遠程精確打擊武器射程遠、使用制導技術先進、突防能力強，單一的對抗方法難以奏效，應統一籌劃，采用各種軟、硬對抗手段，實施綜合對抗。

在空間、空中、海上及陸地等平臺探測遠程精確打擊武器時，只有將攜帶的雷達、紅外、激光、光學、聲學等不同的傳感器組網，協同互補的工作，才能有效識別和跟蹤。打擊的前提是“發現”，對付“發現”的有效途徑是偽裝隱蔽和欺騙。對巡航導彈防御的關鍵是及時發現，只有及時發現，才能采用多兵種分層攔截。當遠程精確打擊武器處于末制導階段時，綜合運用干擾和攔截的方法，是非常有效的防御巡航導彈的手段。

而具備協同攻擊能力的遠程精確打擊武器，跟據指示系統的信息、自身傳感器的感知信息以及與其他武器之間的交換信息，可以自主進行威脅判斷和態勢評估，并生成作戰任務，據此進行航跡局部修改和實時航跡規劃，從而提升突防能力;還可以提高對運動目標的搜捕、識別能力，實現協同制導、巡邏攻擊等作戰手段，將在未來戰爭中發揮巨大作用。

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