天基導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)可為彈道導(dǎo)彈防御和實(shí)施反擊提供及時(shí)預(yù)警信息，是美軍彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的重要組成部分。近年來(lái)，美軍重點(diǎn)推進(jìn)“天基紅外系統(tǒng)”研發(fā)、部署和運(yùn)行，2018年1月成功完成最初的星座組網(wǎng)計(jì)劃。當(dāng)前，美軍正在積極謀劃開發(fā)抗毀性更強(qiáng)的下一代天基導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)。
一、系統(tǒng)構(gòu)成及主要進(jìn)展
目前，美國(guó)天基導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)主要包括：4顆“國(guó)防支援計(jì)劃”（DSP）衛(wèi)星，分別為DSP-18、DSP-20、DSP-21、DSP-22；“天基紅外系統(tǒng)”（SBIRS）的4個(gè)大橢圓軌道（HEO）衛(wèi)星載荷、4顆地球同步軌道（GEO）衛(wèi)星；2顆低軌“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”（STSS）驗(yàn)證衛(wèi)星，以及地面系統(tǒng)。
“天基紅外系統(tǒng)”計(jì)劃由美國(guó)空軍負(fù)責(zé)，由4顆地球同步軌道衛(wèi)星和4個(gè)地球大橢圓軌道衛(wèi)星載荷組成。由于技術(shù)難度大，“天基紅外系統(tǒng)”發(fā)展并不順利，衛(wèi)星系統(tǒng)研發(fā)制造、發(fā)射和在軌交付運(yùn)行時(shí)間多次推遲，實(shí)現(xiàn)星座組網(wǎng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)23年，遠(yuǎn)超美空軍計(jì)劃時(shí)間10年。
目前，“空間跟蹤和監(jiān)視系統(tǒng)”計(jì)劃受限于經(jīng)費(fèi)和技術(shù)原因，未被列入美軍正式采辦項(xiàng)目，導(dǎo)彈防御局僅提供運(yùn)行維護(hù)費(fèi)。未來(lái)2顆驗(yàn)證衛(wèi)星將繼續(xù)參與導(dǎo)彈防御試驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，提供戰(zhàn)場(chǎng)空間感知、技術(shù)情報(bào)支持以及空間態(tài)勢(shì)感知。
地面運(yùn)行系統(tǒng)的主要功能是接收和處理“天基紅外系統(tǒng)”和“空間跟蹤和監(jiān)視系統(tǒng)”的數(shù)據(jù)信息，對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行控制。近年來(lái)，美空軍致力于“增量2”新型地面運(yùn)行系統(tǒng)的研制，現(xiàn)已接收了“增量2” Block10地面系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)操作進(jìn)行了認(rèn)證。“增量2” Block10系統(tǒng)引入了新型軟件和硬件，首次實(shí)現(xiàn)了將DSP衛(wèi)星、GEO衛(wèi)星、HEO傳感器數(shù)據(jù)處理集成至任務(wù)控制站（MCS）和備份任務(wù)控制站（MCSB），并實(shí)現(xiàn)了GEO凝視傳感器的數(shù)據(jù)集成，可大幅簡(jiǎn)化控制流程和提高效率，顯著提升天基紅外系統(tǒng)在導(dǎo)彈預(yù)警、導(dǎo)彈防御、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知以及技術(shù)情報(bào)獲取4個(gè)任務(wù)領(lǐng)域的能力。正在研制的“增量2” Block 20系統(tǒng)預(yù)計(jì)2018年底交付，將進(jìn)一步提升任務(wù)控制站和備份任務(wù)控制站地面站軟件的性能，通過(guò)對(duì)傳感器數(shù)據(jù)雜波和背景抑制進(jìn)行優(yōu)化可探測(cè)昏暗目標(biāo)，并自動(dòng)調(diào)用地球同步軌道衛(wèi)星凝視傳感器更好的跟蹤目標(biāo)和更精確的預(yù)測(cè)彈著點(diǎn)。
二、導(dǎo)彈防御預(yù)警流程
“天基紅外系統(tǒng)”“空間跟蹤與監(jiān)視”已多次參與美國(guó)導(dǎo)彈防御綜合攔截試驗(yàn)，成功完成對(duì)空間目標(biāo)立體跟蹤成像、對(duì)近程彈道導(dǎo)彈飛行全過(guò)程跟蹤、對(duì)中程和洲際彈道導(dǎo)彈飛行中段探測(cè)跟蹤、與彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)通信交聯(lián)等驗(yàn)證任務(wù)。美國(guó)導(dǎo)彈防御預(yù)警流程如下：
1“天基紅外系統(tǒng)”高軌預(yù)警衛(wèi)星掃描型探測(cè)器對(duì)地球的北半球和南半球進(jìn)行快速掃描，探測(cè)導(dǎo)彈發(fā)射時(shí)的尾焰；凝視型探測(cè)器將導(dǎo)彈發(fā)射畫面拉近放大，并緊盯可疑目標(biāo)，獲取詳細(xì)信息。雙探測(cè)器協(xié)調(diào)共同完成任務(wù)，在導(dǎo)彈剛發(fā)射就可探測(cè)到。隨后，“天基紅外系統(tǒng)”將信息傳遞給“空間跟蹤和監(jiān)視系統(tǒng)”寬視場(chǎng)捕獲傳感器。
2“空間跟蹤和監(jiān)視系統(tǒng)”寬視場(chǎng)捕獲傳感器接受“天基紅外系統(tǒng)”探測(cè)信息，并以地球?yàn)楸尘安东@助推段飛行的彈道導(dǎo)彈尾焰，完成對(duì)預(yù)警信息的接力；窄視場(chǎng)凝視型多波段跟蹤傳感器完成對(duì)助推段末期、中段飛行的彈道導(dǎo)彈持續(xù)跟蹤。
3 預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)將信息下傳至預(yù)警衛(wèi)星大型戰(zhàn)略地面站，經(jīng)空軍航天司令部第460聯(lián)隊(duì)第3空間預(yù)警中隊(duì)分析處理后，通過(guò)C2BMC向戰(zhàn)略司令部一體化導(dǎo)彈防御職能司令部發(fā)布預(yù)警并預(yù)測(cè)彈道導(dǎo)彈和落點(diǎn)（位置和速度估計(jì)）。
4 戰(zhàn)略司令部一體化導(dǎo)彈防御職能司令部通過(guò)C2BMC將引導(dǎo)搜索信息傳送至早期遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)系統(tǒng)，第21空間聯(lián)隊(duì)負(fù)責(zé)操作地基預(yù)警雷達(dá)開始搜索，探測(cè)來(lái)襲導(dǎo)彈。早期遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)一旦探測(cè)并跟蹤到來(lái)襲導(dǎo)彈，立即把所獲得的信息傳送給戰(zhàn)略司令部一體化導(dǎo)彈防御職能司令部，一旦確定為戰(zhàn)略威脅，立即向總統(tǒng)、國(guó)防部長(zhǎng)、參聯(lián)會(huì)主席報(bào)告。
5 一體化導(dǎo)彈防御職能司令部利用早期遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)數(shù)據(jù)，引導(dǎo)地基X波段雷達(dá)等探測(cè)、跟蹤和識(shí)別來(lái)襲導(dǎo)彈，以便獲取更精確的跟蹤數(shù)據(jù)和評(píng)估數(shù)據(jù)。
三、未來(lái)發(fā)展展望
在推進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)全面運(yùn)行和任務(wù)拓展的同時(shí)，美國(guó)空軍于2017年底發(fā)布“天基紅外系統(tǒng)后繼”系統(tǒng)信息征詢書，謀劃開發(fā)抗毀性更強(qiáng)的下一代天基預(yù)警衛(wèi)星系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)。
（一）推進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)全面運(yùn)行和任務(wù)拓展
目前，美空軍已成功完成“天基紅外系統(tǒng)”星座組網(wǎng)計(jì)劃，包括4顆地球同步軌道衛(wèi)星和4個(gè)大橢圓軌道有效載荷。美空軍將持續(xù)推進(jìn)“天基紅外系統(tǒng)”全面運(yùn)行，在以全新能力支持彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)作戰(zhàn)的同時(shí)，將功能擴(kuò)展至戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、情報(bào)偵察及其他領(lǐng)域。
近年來(lái)，美國(guó)空軍也在致力于拓展“天基紅外系統(tǒng)”數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍，用于探測(cè)諸如森林火災(zāi)、工廠爆炸及傳統(tǒng)軍事沖突等事件，實(shí)現(xiàn)紅外數(shù)據(jù)的“最大化分發(fā)”。美國(guó)空軍曾創(chuàng)建遙感實(shí)驗(yàn)室，向工業(yè)界和學(xué)術(shù)界開放，推動(dòng)“天基紅外系統(tǒng)”及其他天基系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用，鼓勵(lì)研究人員驗(yàn)證創(chuàng)新理念和原型系統(tǒng)，促進(jìn)新概念和原型系統(tǒng)為軍事領(lǐng)域和其他用戶采用，滿足戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知和民用對(duì)天基數(shù)據(jù)信息的需求。同時(shí)，美空軍空間與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心負(fù)責(zé)的“戰(zhàn)場(chǎng)空間感知中心”也已上線運(yùn)行，完成了對(duì)“天基紅外系統(tǒng)”大量紅外數(shù)據(jù)的處理任務(wù)。
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