美軍海上方向預警探測系統發展研究與啟示

蔡 超，阮懷北，馮順平，袁 博

（空軍預警學院，湖北 武漢 430019）

海上方向預警探測系統主要是針對海上方向各類威脅目標完成目標識別、探測和跟蹤，借助雷達技術和偵察技術及時獲取目標情報，并有效進行識別和檢測，獲取海上戰場態勢信息[1]。海上是未來戰爭的主要戰場，海上方向預警探測能力對海上聯合作戰起著至關重要的作用。美軍海上方向預警探測系統已經建成了海、空、天全方位的立體預警網并在不斷地發展和完善，是探索中國海上方向預警探測系統建設的有益借鑒。

1 美軍海上方向預警探測系統概況

美軍海上方向預警探測系統主要由預警衛星、天基預警雷達、預警機、無人機、海基預警雷達、作戰艦船和偵察船等多樣的天基、空基、海基預警探測裝備組成。

1.1 天基預警探測力量

美軍主要使用各種天基預警衛星相互配合來實現海上方向天基預警。國防支援計劃（DSP）和天基紅外系統（SBIRS）系列預警衛星是美軍天基預警衛星的主體。DSP衛星運行于地球同步軌道，搭載了紅外傳感器，可檢測彈道導彈、空間飛行器和核爆炸[2]。DSP衛星由于已經使用較長時間，將逐步退出現役。SBIRS衛星作為當前美軍天基預警的力量，主要依靠紅外探測設備對戰略和戰術導彈助推段、中段飛行階段和再入段進行全程預警和連續跟蹤監視，從而實現對導彈目標預警的全球覆蓋，該系統衛星由高軌道部分和低軌道部分組成，其中高軌道部分用于取代DSP系統進行早期預警，而低軌道部分則是主要用于對中段飛行的導彈進行跟蹤監視并引導攔截。SBIRS低軌部分已經改名為“太空跟蹤和監視系統”（STSS），用于追蹤導彈中段的飛行。SBIRS的早期預警與STSS的中段監視跟蹤相結合，可以實現全程跟蹤與信息交互。

1.2 空基預警探測力量

美軍主要使用預警機、無人機和浮空器等空基平臺的預警系統來實現海上方向空基預警。美國目前現役的預警機有海軍艦載E-2系列“鷹眼”預警機、空軍E-3系列“望樓”預警機和RC-135“眼睛蛇球”預警機等。預警機使雷達預警探測設備和紅外預警探測設備，盡早盡遠發現敵方常規目標和彈道導彈，為己方實施各種軍事行動提供充分的預警時間。與此同時，美軍也在無人機上加裝紅外預警設備使其具備預警偵察能力。MQ-9“死神”無人機帶多光譜紅外吊艙（MTS-B）是美軍目前主要使用的無人機載紅外預警系統，其主要是使用寬窄視場相結合的方式來發現并跟蹤目標。

1.3 海基預警探測力量

美軍主要使用作戰艦船自帶的預警探測系統、預警偵察船和海基X波段雷達來實現海上方向海基預警。海基X波段雷達（SBX）是一種架設在海上石油鉆井平臺的有螺旋槳推進動力的浮動式機動雷達站，SBX雷達作為美國導彈防御署地基中段防御項目的重要組成部分，主要用于彈道導彈的探測、跟蹤與識別[3]。海洋監視船、海洋調查船和導彈監測船是美軍幾種常見預警偵察船，主要對遠海目標和水下目標進行航行探測、搜索、發現和跟蹤，可以較好地彌補陸基和空基預警系統的不足。對空雷達是各類作戰艦船自帶的預警探測裝備，主要是對敵方空中目標進行及時預警發現和識別跟蹤。作戰艦船因其具有可靈活機動部署和遠距離前出的特點，可以大幅增加預警探測的范圍，同時可以機動至重點熱敏地區加強預警探測能力，實現不同的偵察預警效果。

2 美軍海上方向預警探測系統的發展

美軍實施的是全球預警戰略，其海上方向預警探測系統發展最終目標是實現整個海面、空中和太空中目標的有效探測和連續監視[4]。隨著隱身、臨空、超高聲速等新型威脅目標的出現，美國將不斷革新各類雷達預警探測技術，如空中預警機、無人機紅外預警技術和預警衛星傳感器技術，構建精準化、一體化海上方向預警探測系統。

2.1 天基預警裝備的發展

為進一步增強天基預警優勢，美國已經開始發展更加簡單、靈活的“下一代過頂持續紅外項目”（OPIR）計劃[5]，用于戰略彈道導彈發射時的預警和發射后的跟蹤監視。OPIR衛星計劃包括超過2顆太陽同步軌道衛星和3顆地球同步軌道衛星[6]，2種不同軌道的衛星分工負責，擔負不同的監視任務，地球同步軌道衛星用于對全球進行監視，太陽同步軌道衛星主要針對中國和俄羅斯2國，對北極上空進行監視。OPIR衛星相對于SBIRS衛星有著更強的探測能力和戰場生存能力，其能夠搭載性能更加強大的傳感器，除了可以探測跟蹤戰略彈道導彈之外，還可以對空空導彈和低空導彈進行探測和跟蹤，隨著技術的發展，其可能對臨近空間高超聲速武器和滑翔武器有著更加強大的探測和跟蹤能力，并將取代SBIRS衛星。美軍天基預警不斷向全方位探測、全程跟蹤識別方向發展，將重點發展分布式部署體系架構技術、大陣面/寬視場凝視傳感器技術及高速高精度天地融合處理技術。空間目標監視技術不斷向空間潛在目標發現與空間目標實時感知發展，將重點發展空間目標遠距離成像技術、空間弱小目標探測與識別技術以及空間目標的異動捕捉與識別技術。

2.2 空基預警裝備的發展

美軍將改進E-7“楔尾”預警機的雷達、通信和作戰管理系統、電子戰支援設備、網絡體系結構和防御系統來替換現有的預警機作為下一代預警機的過渡機型。同時充分利用無人機平臺成本低、戰時無人員傷亡的優點，在無人機加裝MTS-B吊艙使其具備預警偵察能力。MTS-B是一個同時具有紅外和可見光全動態攝像機的多個傳感器結合的吊艙，可以實施遠程監控。其所帶的可見光攝像機主要是對關機后的導彈中段冷卻彈頭和再入段氣動加熱彈頭進行跟蹤，紅外探測器主要對彈道導彈有動力的助推段的尾焰進行捕獲，探測距離可達1 000 km，隨著具有測距功能的高能激光設備的配備，將來可實現對導彈目標的精準三維立體定位和彈道全程穩定跟蹤。

美軍空基預警不斷向更遠的探測距離、更高的探測精度、更全的探測功能發展，將重點發展多光譜融合技術、被動紅外與主動高能激光復合探測技術及多目標預警探測與一體的多功能一體化技術。為滿足現代戰爭對空基預警力量的作戰需求，并克服不同空基平臺的限制因素，將發展多種空基預警探測系統[7]。常規機載預警探測系統機動能力強，主要作用是低空補盲；無人機載預警系統不僅可以實現長航時，而且到達無人員便于前往的敵方防區，實現對敵抵近探測，可有效充實空基預警探測力量的數量和規模。預警機和無人機有效協同，成為空基預警探測優化組合系統。

2.3 海基預警裝備的發展

SBX雷達存在探測視角窄、維修保養難和使用成本高等問題，其裝備性能與設計初衷和實戰需求存在較大差距，美國海軍將發展新型海基預警雷達來進一步加強其海上方向預警能力。AN/SPS-48三坐標雷達是目前美軍作戰艦艇主要裝備的雷達，該型雷達可以為作戰艦船武器系統提供空中目標指示和三坐標數據，其最大探測距離可達400 km。在裝備該系列雷達的同時，美海軍還裝備了AN/SPS-49兩坐標對空雷達進行補充探測[8]，AN/SPS-49兩坐標雷達的工作頻率更低，因此其探測距離更遠，可為作戰艦船提供更長的預警時間。

隨著雷達技術的不斷革新，AN/SPS-48、49系列雷達不斷被新程式的相控陣雷達AN/SPY-1所替代。AN/SPY-1系列雷達有4個固定的天線陣面，每個天線陣面負責90°方位，從而實現360°全方位掃描，其最大探測距離可達450 km，并具備自動搜索發現和穩定跟蹤多個目標和“標準”導彈精確制導的能力，是目前美國海軍“宙斯盾”艦載作戰系統的核心裝備[9]。美海軍改型驅逐艦將裝備性能較強的SPY-6 AMDR防空反導雷達，與AN/SPY-1相控陣雷達相比，SPY-6 AMDR雷達性能大幅提升，其探測威力是AN/SPY-1雷達的2.4倍，并具備更強的導彈預警探測和識別跟蹤能力[10]。

美軍海基雷達預警探測技術不斷向一體化、軟件化、智能化方向發展[11]，將重點發展全數字雷達陣列技術、軟件化雷達技術、智能雷達技術、自適應協同處理技術及多體制雷達優化組網技術。同時為有效彌補天基、空基預警探測的不足，美國將不斷發展海基預警觀測平臺，充分發揮其可靈活部署的特點，將預警探測雷達前置部署，靠近彈道導彈的發射端，對彈道導彈的中段進行穩定跟蹤識別，縮短預警時間[12]。

3 對中國海上方向預警探測系統建設的啟示

為有效實現中國海上方向預警探測，必須發展天基、空基、海基全方位的海上方向預警探測系統，構建天基預警全球覆蓋，海空預警海上立體防御的綜合預警網。

3.1 發揮衛星優勢，實現天基預警全球覆蓋

要實現全球戰略預警，就必須充分發揮衛星優勢，使用天基預警支援聯合作戰，實現天基預警全球覆蓋。利用紅外預警衛星偵察提供導彈預警。組建導彈預警衛星星座，綜合使用高軌道衛星和低軌道衛星，高軌道衛星主要用于對動力飛行階段的導彈目標進行偵察與監視，低軌道衛星主要用于對導彈目標中段飛行時的發熱彈體和冷再入彈頭進行搜索和跟蹤。通過高軌衛星和低軌衛星組網，依靠衛星裝備的紅外探測設備對戰略和戰術導彈進行助推段、中段飛行階段和再入段的全程預警和連續跟蹤監視，從而實現對導彈目標預警的全球覆蓋。

3.2 發展空中平臺，實現空基預警指控一體

空基平臺是目前獲取海上空中目標信息的主要情報來源，要充分發揮其可機動靈活部署和前出的優勢，不斷擴大海上方向預警探測網，具體如下：①充分發揮預警機指揮控制能力。利用其機動性能好的特點，前伸預警，加強對隱身飛機、小型無人機、巡航導彈和海上低空目標的探測，為采取相應行動提供及時的預警和精確的引導，做到先敵發現、先敵攻擊；協同地面遠程預警雷達和海面艦船雷達，構建空海一體的立體預警網，實時監控戰場態勢，為指揮員實施精確指揮提供有力依據。②大力發展新型艦載無人偵察機。利用無人機成本低、戰場無傷亡、機動靈活、不易被發現等特點，在無人機平臺上加裝紅外、圖像、電子偵察等設備，對海上各類目標進行遠距離、大范圍和不間斷地偵察監視，為指揮員提供更為準確全面的預警情報支援，彌補預警機和艦載雷達探測盲區和能力不足，增強海上目標多源融合印證。

3.3 建強海基裝備，實現海基預警有效補充

海基平臺預警力量具有較好的機動性能，可以有效彌補海上空中預警力量的不足，并通過不間斷的對空警戒和預警偵察，配合空基預警平臺，形成海空立體防御的綜合預警網，具體如下：①使用艦載預警裝備實施對空警戒偵察。發揮艦船機動性能好，易在海上部署的特點，常態化組織海上艦船巡邏，實施對空警戒偵察，拓展預警網，增加海上預警網的嚴密程度和多重覆蓋，并配合預警機，形成空海一體立體防御。②使用電子偵察船實施常態化電子偵察。常態化組織電子偵察船南海巡航，不間斷實施電子偵察，配合電子偵察飛機，進行情報分析，將情報來源轉化為情報產品，提供給各級指揮機構使用，增強聯合海上機動作戰預警情報支援能力。③發展新型海基機動超視距雷達。利用海上鉆井平臺等架設X波段雷達，加強彈道導彈的發現、識別和跟蹤能力。④利用軍民兩用船只提供多種情報。為海洋監視船、海洋測量船等加裝電子偵察設備和預警探測設備，拓展預警情報來源。

4 結束語

美軍海上方向預警探測系統不斷發展，已初步實現海基、空基、天基全方位的三維立體預警，在不斷提升探測能力的同時，美軍也更加注重預警裝備的戰場生存能力和多基有效協同，不斷建立一套完善的海上方向預警探測系統。通過總結分析美軍海上方向預警探測系統的發展現狀和趨勢，啟發中國海上方向天、空、海基預警力量建設，完善海上方向預警探測系統，助力海上聯合作戰能力提升。