天基導彈預警系統可為彈道導彈防御和實施反擊提供及時預警信息，是美軍彈道導彈防御系統的重要組成部分。近年來，美軍重點推進“天基紅外系統”研發、部署和運行，2018年1月成功完成最初的星座組網計劃。當前，美軍正在積極謀劃開發抗毀性更強的下一代天基導彈預警系統和地面控制系統。
一、系統構成及主要進展
目前，美國天基導彈預警系統主要包括：4顆“國防支援計劃”（DSP）衛星，分別為DSP-18、DSP-20、DSP-21、DSP-22；“天基紅外系統”（SBIRS）的4個大橢圓軌道（HEO）衛星載荷、4顆地球同步軌道（GEO）衛星；2顆低軌“空間跟蹤與監視系統”（STSS）驗證衛星，以及地面系統。
“天基紅外系統”計劃由美國空軍負責，由4顆地球同步軌道衛星和4個地球大橢圓軌道衛星載荷組成。由于技術難度大，“天基紅外系統”發展并不順利，衛星系統研發制造、發射和在軌交付運行時間多次推遲，實現星座組網時間長達23年，遠超美空軍計劃時間10年。
目前，“空間跟蹤和監視系統”計劃受限于經費和技術原因，未被列入美軍正式采辦項目，導彈防御局僅提供運行維護費。未來2顆驗證衛星將繼續參與導彈防御試驗，進行數據采集，提供戰場空間感知、技術情報支持以及空間態勢感知。
地面運行系統的主要功能是接收和處理“天基紅外系統”和“空間跟蹤和監視系統”的數據信息，對衛星進行控制。近年來，美空軍致力于“增量2”新型地面運行系統的研制，現已接收了“增量2” Block10地面系統，并對系統操作進行了認證。“增量2” Block10系統引入了新型軟件和硬件，首次實現了將DSP衛星、GEO衛星、HEO傳感器數據處理集成至任務控制站（MCS）和備份任務控制站（MCSB），并實現了GEO凝視傳感器的數據集成，可大幅簡化控制流程和提高效率，顯著提升天基紅外系統在導彈預警、導彈防御、戰場態勢感知以及技術情報獲取4個任務領域的能力。正在研制的“增量2” Block 20系統預計2018年底交付，將進一步提升任務控制站和備份任務控制站地面站軟件的性能，通過對傳感器數據雜波和背景抑制進行優化可探測昏暗目標，并自動調用地球同步軌道衛星凝視傳感器更好的跟蹤目標和更精確的預測彈著點。
二、導彈防御預警流程
“天基紅外系統”“空間跟蹤與監視”已多次參與美國導彈防御綜合攔截試驗，成功完成對空間目標立體跟蹤成像、對近程彈道導彈飛行全過程跟蹤、對中程和洲際彈道導彈飛行中段探測跟蹤、與彈道導彈防御系統通信交聯等驗證任務。美國導彈防御預警流程如下：
1“天基紅外系統”高軌預警衛星掃描型探測器對地球的北半球和南半球進行快速掃描，探測導彈發射時的尾焰；凝視型探測器將導彈發射畫面拉近放大，并緊盯可疑目標，獲取詳細信息。雙探測器協調共同完成任務，在導彈剛發射就可探測到。隨后，“天基紅外系統”將信息傳遞給“空間跟蹤和監視系統”寬視場捕獲傳感器。
2“空間跟蹤和監視系統”寬視場捕獲傳感器接受“天基紅外系統”探測信息，并以地球為背景捕獲助推段飛行的彈道導彈尾焰，完成對預警信息的接力；窄視場凝視型多波段跟蹤傳感器完成對助推段末期、中段飛行的彈道導彈持續跟蹤。
3 預警衛星系統將信息下傳至預警衛星大型戰略地面站，經空軍航天司令部第460聯隊第3空間預警中隊分析處理后，通過C2BMC向戰略司令部一體化導彈防御職能司令部發布預警并預測彈道導彈和落點（位置和速度估計）。
4 戰略司令部一體化導彈防御職能司令部通過C2BMC將引導搜索信息傳送至早期遠程預警雷達系統，第21空間聯隊負責操作地基預警雷達開始搜索，探測來襲導彈。早期遠程預警雷達一旦探測并跟蹤到來襲導彈，立即把所獲得的信息傳送給戰略司令部一體化導彈防御職能司令部，一旦確定為戰略威脅，立即向總統、國防部長、參聯會主席報告。
5 一體化導彈防御職能司令部利用早期遠程預警雷達數據，引導地基X波段雷達等探測、跟蹤和識別來襲導彈，以便獲取更精確的跟蹤數據和評估數據。
三、未來發展展望
在推進現有系統全面運行和任務拓展的同時，美國空軍于2017年底發布“天基紅外系統后繼”系統信息征詢書，謀劃開發抗毀性更強的下一代天基預警衛星系統和地面控制系統。
（一）推進現有系統全面運行和任務拓展
目前，美空軍已成功完成“天基紅外系統”星座組網計劃，包括4顆地球同步軌道衛星和4個大橢圓軌道有效載荷。美空軍將持續推進“天基紅外系統”全面運行，在以全新能力支持彈道導彈防御系統作戰的同時，將功能擴展至戰場態勢感知、情報偵察及其他領域。
近年來，美國空軍也在致力于拓展“天基紅外系統”數據的應用范圍，用于探測諸如森林火災、工廠爆炸及傳統軍事沖突等事件，實現紅外數據的“最大化分發”。美國空軍曾創建遙感實驗室，向工業界和學術界開放，推動“天基紅外系統”及其他天基系統的數據應用，鼓勵研究人員驗證創新理念和原型系統，促進新概念和原型系統為軍事領域和其他用戶采用，滿足戰場態勢感知和民用對天基數據信息的需求。同時，美空軍空間與導彈系統中心負責的“戰場空間感知中心”也已上線運行，完成了對“天基紅外系統”大量紅外數據的處理任務。
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