天基導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)可為彈道導(dǎo)彈防御和實施反擊提供及時預(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，美軍重點推進(jìn)“天基紅外系統(tǒng)”研發(fā)、部署和運行，2018年1月成功完成最初的星座組網(wǎng)計劃。當(dāng)前，美軍正在積極謀劃開發(fā)抗毀性更強的下一代天基導(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，美國天基導(dǎo)彈預(yù)警系統(tǒng)主要包括：4顆“國防支援計劃”（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）驗證衛(wèi)星，以及地面系統(tǒng)。

“天基紅外系統(tǒng)”計劃由美國空軍負(fù)責(zé)，由4顆地球同步軌道衛(wèi)星和4個地球大橢圓軌道衛(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)射和在軌交付運行時間多次推遲，實現(xiàn)星座組網(wǎng)時間長達(dá)23年，遠(yuǎn)超美空軍計劃時間10年。

目前，“空間跟蹤和監(jiān)視系統(tǒng)”計劃受限于經(jīng)費和技術(shù)原因，未被列入美軍正式采辦項目，導(dǎo)彈防御局僅提供運行維護(hù)費。未來2顆驗證衛(wèi)星將繼續(xù)參與導(dǎo)彈防御試驗，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，提供戰(zhàn)場空間感知、技術(shù)情報支持以及空間態(tài)勢感知。

地面運行系統(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，對衛(wèi)星進(jìn)行控制。近年來，美空軍致力于“增量2”新型地面運行系統(tǒng)的研制，現(xiàn)已接收了“增量2” Block10地面系統(tǒng)，并對系統(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），并實現(xiàn)了GEO凝視傳感器的數(shù)據(jù)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(tǒng)在導(dǎo)彈預(yù)警、導(dǎo)彈防御、戰(zhàn)場態(tài)勢感知以及技術(shù)情報獲取4個任務(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，通過對傳感器數(shù)據(jù)雜波和背景抑制進(jìn)行優(yōu)化可探測昏暗目標(biāo)，并自動調(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)測彈著點。

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”已多次參與美國導(dǎo)彈防御綜合攔截試驗，成功完成對空間目標(biāo)立體跟蹤成像、對近程彈道導(dǎo)彈飛行全過程跟蹤、對中程和洲際彈道導(dǎo)彈飛行中段探測跟蹤、與彈道導(dǎo)彈防御系統(tǒng)通信交聯(lián)等驗證任務(wù)。美國導(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)星掃描型探測器對地球的北半球和南半球進(jìn)行快速掃描，探測導(dǎo)彈發(fā)射時的尾焰；凝視型探測器將導(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。雙探測器協(xié)調(diào)共同完成任務(wù)，在導(dǎo)彈剛發(fā)射就可探測到。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)”寬視場捕獲傳感器。

2“空間跟蹤和監(jiān)視系統(tǒng)”寬視場捕獲傳感器接受“天基紅外系統(tǒng)”探測信息，并以地球為背景捕獲助推段飛行的彈道導(dǎo)彈尾焰，完成對預(yù)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(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)隊第3空間預(yù)警中隊分析處理后，通過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)測彈道導(dǎo)彈和落點（位置和速度估計）。

4 戰(zhàn)略司令部一體化導(dǎo)彈防御職能司令部通過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)隊負(fù)責(zé)操作地基預(yù)警雷達(dá)開始搜索，探測來襲導(dǎo)彈。早期遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)一旦探測并跟蹤到來襲導(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)、國防部長、參聯(lián)會主席報告。

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、跟蹤和識別來襲導(dǎo)彈，以便獲取更精確的跟蹤數(shù)據(jù)和評估數(shù)據(jù)。

三、未來發(fā)展展望

在推進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)全面運行和任務(wù)拓展的同時，美國空軍于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)計劃，包括4顆地球同步軌道衛(wèi)星和4個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，將功能擴展至戰(zhàn)場態(tài)勢感知、情報偵察及其他領(lǐng)域。

近年來，美國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，用于探測諸如森林火災(zāi)、工廠爆炸及傳統(tǒng)軍事沖突等事件，實現(xiàn)紅外數(shù)據(jù)的“最大化分發(fā)”。美國空軍曾創(chuàng)建遙感實驗室，向工業(yè)界和學(xué)術(shù)界開放，推動“天基紅外系統(tǒng)”及其他天基系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用，鼓勵研究人員驗證創(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)場態(tài)勢感知和民用對天基數(shù)據(jù)信息的需求。同時，美空軍空間與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心負(fù)責(zé)的“戰(zhàn)場空間感知中心”也已上線運行，完成了對“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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