远程精确打击武器的对抗与反对抗

刘 星，吴森堂

(1.中国船舶工业集团公司船舶系统工程部，水声对抗技术重点实验室，北京 100036;2.北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京 100191)

0 引言

远程精确打击将远程攻击武器与运用信息技术结合以实现精确命中，是制导武器作战效能的拓展和延伸，也将成为今后海上网络信息化作战的主战手段。

巡航导弹因其机动性好、突防能力强，具有远程打击、精度高等突出特点而被作为远程精确打击的主战武器，也成为敌防御系统重点拦截的对象，巡航导弹的对抗成为了现代化作战的首要问题。如在科索沃战争中，南联盟军就成功击落了多枚巡航导弹，并有多枚巡航导弹被干扰后偏离预定目标。另外，高军事价值目标(如航母战斗群和指挥中心等)的区域防空、近程点防御等组成的多层防御体系，也使得远程精确制导武器的突防能力和攻击效果大大下降。作为进攻方的巡航导弹，必须不断地研制和发展具有较好抗电子干扰性能的导引头，并采用新的攻击策略，以对抗电子干扰和反导拦截，以提高巡航导弹在复杂战场环境下的使用效能。

1 远程精确打击武器的特点

远程精确打击武器由远程侦察监视平台，作战指挥平台，导弹武器等组成［1］。远程精确攻击武器是一整套体系系统，能完成目标的探测跟踪，数据传输，信息处理，指挥决策，目标指示，导弹火控、作战效果评估等功能。

1)远程侦察监视平台

远程侦察监视平台由侦察卫星、预警机、无人机、雷达等组成。用来提供战场态势，对目标进行识别跟踪，将目标信息向指挥平台传送，并进行打击效果评估。

2)作战指挥平台

作战指挥平台由指挥所和海上指挥舰构成，能实时接收侦察监视平台提供的战场和目标信息，与其他情报进行融合处理，形成战场态势;根据目标信息进行打击目标和作战方案的选择;指挥引导发射平台发射导弹;监视导弹攻击情况并进行中继制导和弹道修正。作战指挥平台有很强的信息获取、处理、传输、显示、利用能力，是实施远程精确打击的核心。

3)导弹武器

导弹武器可由陆基、舰载，空射导弹担当。实施远程精确打击的导弹要具有较大航程、精确制导和抗干扰能力，还要有很强的突防能力和弹道自行控制修正能力。

新时期的战争，其战场条件、作战手段以及对抗方式都发生了巨大变化，基于信息系统的体系作战和对抗，已经成为决定战争成败的关键。在军事对抗活动中，哪一方更能实现体系作战和对抗能力的最佳集成，就掌握了战场主动权，能有效地破坏和瓦解敌方的作战体系。鉴于体系对抗范围较广，本文以巡航导弹的攻防过程为例，探讨远程精确打击武器的对抗和反对抗方法。

2 对抗巡航导弹的策略

巡航导弹的优良作战能力得益于其优良的探测/指示系统、外形结构、导航制导系统和信息支持系统。通过组合制导，巡航导弹通常可以达到米级的制导精度。也就是说，如果能对其导航和制导系统进行有效的干扰，就可以增加其制导误差或是使其无法正常工作，进而无法命中目标［2］。另一方面，目前世界上的反导系统发展迅速，能对弹道导弹构成一定的威胁，但对掠海贴地飞行的巡航导弹仍存在拦截难度，因此巡航导弹拦截技术也有着广阔的发展空间。

2.1 干扰巡航导弹的探测/指示系统

探测/指示系统为攻击运动中的海上活动目标提供信息支持，为巡航导弹武器提供远程精确打击指令和精确的目标位置、运动要素，供导弹武器进行火力控制计算、武器使用控制、实施远程精确打击火力组织。

探测/指示系统使用数据链、联合战术信息分发系统等通信链路，依赖“以无线通信为主”的指挥通信，其对抗主要是指在通信领域的电子对抗，包括通信侦察、通信干扰等。

1)通信侦察

通信侦察主要目的是侦收破译敌方密码，获取敌方信息;分析获取有关敌方兵力部署、作战意图和有关技术战术参数［3］。

通信侦察主要有侦听和侦收、测向与定位2种方式。侦听是通过侦察敌方无线电通信信号并直接从中获取情报，接收的是电话等有声信号;侦收接收的是电传电报、传真电报和图像等无声信号。测向和定位是利用无线电定向接收设备来确定正在工作的敌方通信电台的位置，以进行对抗。

2)通信干扰

通信干扰的目的是使敌方通信系统在关键时刻失效，从而造成敌指挥系统的瘫痪;采用各种手段欺骗迷惑敌方，抑制敌方干扰，保证我方通信系统有效工作。

目前通信干扰仅对通信的接收端进行干扰，其基本原理是:将功率强大的干扰信号插入对方通信信道，当其频率与对方通信信号相同或相近时，接收设备就会同时接收到干扰信号和通信信号，或只能接收到功率强大的干扰信号，从而扰乱对方的正常通信。主要方式有2种，一是瞄准式干扰，另一种是拦阻式干扰。

瞄准式干扰利用与对方通信信号频率重合、频谱宽度基本相同的载频进行干扰，干扰功率明显强于对方通信信号。特点是:干扰信号利用率高、干扰效果好、要求干扰的频率重合度好、对干扰机性能要求高、需要有专门的引导干扰侦察分队。

拦阻式干扰的干扰信号频谱很宽，基本能覆盖敌方的整个工作频段。其特点是:无需频率重合设备、无需引导干扰的侦察设备、能同时压制频带内多个通信电台、需要的发射功率比瞄准式干扰大。

2.2 干扰巡航导弹的导航定位系统

1)对惯导系统的对抗

惯性导航是巡航导弹最基本的导航方式，但该系统独立工作、不与外界发生联系，因此很难进行有效的对抗。但是，惯性系统累积固有导航误差较大，需要借助辅助导航系统进行修正，才能满足对远程/长航时的要求，所以应将实施电子对抗的重点放在辅助导航系统上。

2)对地形匹配系统的对抗

地形匹配系统的原理是对预定区域的离地高度值进行匹配，以修正惯性偏差，雷达高度表是实现地形匹配的关键设备。由于受巡航导弹体积质量的限制，雷达高度表几乎没有采用任何抗干扰措施，因此很容易对其实施电子干扰。巡航导弹雷达高度表采用了下视工作方式，其电磁波向下辐射，可以考虑在预先选定的匹配区内配置有源和无源电子对抗装备，对其进行干扰。

同时，可在巡航导弹可能经过的航路上进行地形伪装，使巡航导弹的地形匹配系统无法进行正确的匹配，从而导致导弹偏离目标或坠毁。此种方法对于地域辽阔、地形复杂的国家来讲尤为适用。

3)对GPS系统的对抗

尽管GPS在正常工作的情况下具有很高的精度(“战斧”Block4采用GPS制导后CEP小于3 m)，但它的抗干扰能力较差，对于接收信息的可靠性难以全天时保证。对抗GPS系统的重点应放在巡航导弹上的GPS接收机。对巡航导弹可能的重点攻击方向，在关键时刻实施局部电子干扰，使巡航导弹在此地域无法利用导弹上的GPS接收机进行航迹修正或使其定位误差增大，从而降低巡航导弹的打击精度。

目前对GPS主要有2种干扰方式，即压制性干扰和欺骗性干扰［4］。其中有效的手段就是采用大功率的连续波干扰机或使用能覆盖GPS信带宽的噪声干扰机以准随机噪声方式对GPS接收机进行干扰。就压制性干扰而言，如俄罗斯生产的GPS干扰机，用4 W的功率就可对200 km范围内使用GPS的巡航导弹和其他精确制导武器造成严重干扰。

2.3 干扰巡航导弹的制导系统

目前巡航导弹的制导方式主要有光电、数字景象匹配末制导以及GPS复合制导等。利用烟幕干扰、伪装欺骗、有源诱偏、发射诱饵和电子干扰(光电和射频干扰)等措施，在巡航导弹飞行的中段和末段实施干扰，能不同程度地破坏制导系统，降低导弹的命中精度。

1)使用烟幕、气溶胶干扰，烟幕中大量的微小颗粒对可见光和红外辐射起吸收和散射作用，衰减红外辐射，降低热成像系统光电转换后的信噪比。巡航导弹末段制导系统需要弹载摄像机/红外成像器件实时获取地面景象，当目标产生的红外辐射通过烟幕的透过率小于5%时，被动红外成像系统将无法显示完整的目标图像。烟幕还可对激光产生强烈的散射作用和谐振吸收作用，从而阻止激光雷达的正常使用［5］。

2)对能进行覆盖的目标可利用具有紫外、可见光、激光、红外等综合性能的制式伪装网进行伪装。只要把目标与背景的温度差控制在±4℃之间，红外导引头就无法从背景中探测到目标，可用来有效对抗红外精确末制导系统。

3)假目标诱饵可对付巡航导弹的光电侦察与制导，在地形大致相同而方位又很接近的区域内，若同时发现数个外形、红外特征、电磁辐射都相似的目标，巡航导弹就很难识别真目标，用专用器材制作的假军事目标，不但颜色、形状、反射、辐射等特性与真目标相似，而且还具有完善的伪装和真目标的活动特征。同时在离真目标一定安全距离的位置大量设置角反射器，布撒金属干扰片，利用淘汰的陈旧雷达发射电波等示假行动，使巡航导弹光电系统难辩真假，防御方便达到了保存真实目标的目的。

4)“热诱源”干扰，能产生与保卫目标红外特征相同，但强度大几倍的红外能量，使来袭巡航导弹失误，以保护重要军事目标和重要战略设施安全。

目前“热诱源”干扰主要有以下几种方式［6］:欺骗式红外干扰机，模拟保卫目标辐射的红外光谱而发射红外能量，辐射能量要比保卫目标强数倍至数十倍，从而诱骗采用红外末制导的巡航导弹，使真目标得到保护;红外诱饵弹，其发光材料通常由燃烧剂、氧化剂和粘合材料按规定比例配制而成;红外气球，在特制气球内充满高温气体作为辐射源，能在空中停留或随风移动，可长时间起作用。

5)激光武器照射干扰，在末制导段采用强激光束对巡航导弹进行照射，可使弹上的CCD传感器或红外成像导引头饱和，从而失去精确制导能力。

2.4 拦截巡航导弹

干扰等电子战手段是对抗巡航导弹的重要手段，在此基础上，还需具备“硬对抗”手段，即利用各种防空武器系统(如导弹、火炮等)进行多层次拦截［7］。

1)远程拦截

战斗机具有作战距离远，作战半径大，飞行机动灵活等特点，适于作为巡航导弹的第一层防御拦截武器。目前在役的第3代战斗机和第4代战斗机大都具备拦截巡航导弹的能力，现代远程防空截击机的作战半径可达到2 000 km以上，加之截击机的速度快，机动灵活，能迅速到达指定作战区域，在地面引导和预警机的配合下远距离拦截巡航导弹。

用战斗机对巡航导弹实施拦截，主要使用机载先进空空导弹摧毁巡航导弹。巡航导弹通常采用亚声速、超低空突防的方式，且雷达截面积很小(0.05～0.2 m2)，拦截方通常在纵深上由前向后划分多个拦截地段，在每个地段由高到低划分出多个层次的拦截空域，从而形成远中近与高中低相结合的全纵深、多层次防御体系。

2)中程拦截

中程防御主要通过防空导弹完成。目前，美国的“爱国者”导弹系统和俄罗斯的S300导弹系统被认为具有较好的反巡航导弹能力。另外，美国海军“宙斯盾”系统中的“标准”Ⅲ导弹、法国的“海响尾蛇”对空导弹系统、英国的“海狼”舰空导弹系统等都具有一定的反导能力。

防空导弹大多数都采用搜索雷达完成对目标的搜索与指示，采用制导雷达完成对目标的探测和对导弹的制导。

由于巡航导弹雷达散射面积小，加之采用超低空飞行，利用地杂波作掩护，使得搜索雷达很难实现对巡航导弹的探测、识别和稳定跟踪，不能给防空导弹提供足够的预警时间。利用红外大视场搜索技术对超低空飞行的巡航导弹进行探测跟踪，能增强对巡航导弹的探测指示概率。制导雷达大功率的照射虽有利于目标的探测，但也容易被敌方侦察而遭敌方反辐射导弹的攻击。因此，可在制导雷达站外增加红外成像制导设备，实现光电与雷达复合制导，以保证雷达不能工作或受反辐射导弹威胁时，用红外成像制导技术增强系统反巡航导弹的能力。

地形匹配系统工作的基本原理依赖地形的高低起伏。所以，来袭导弹所选的预定匹配区不会设在平坦地区，必定是在地形地貌特征独特并易于进行地形匹配的区域。因此，即使不知从何方向或距离发射巡航导弹，但也可以根据重点保护目标区域的地理环境，逆向判断导弹大概来袭方向和突击路线，提前预测数个可能的地形匹配区，提前做好对抗拦截准备，拦截效率将明显增加。

3)近程拦截

火炮作为巡航导弹末端拦截武器，其作战效能是显著的，与其他防空武器相比，火炮具有3大独特优势:一是火炮不怕电子干扰，二是可以用密集火力组网，三是具有天生的抗超低空目标能力。因此近程多管速射火炮已被广泛地用于末端反导。目前广泛应用的近程反导火炮有美国的“密集阵”、俄罗斯的AK2630、意大利的“海上卫士”等。

火炮拦截巡航导弹时主要有3种杀伤机理:一是直接命中，二是间接命中，三是双重命中。直接命中是指弹丸直接击中来袭导弹的战斗部，并立即将其击毁爆炸;间接命中是指对导弹制导系统的破坏和干扰，使其完不成攻击任务;双重命中即同一火炮装备2种弹药(近炸引信预制破片弹和脱壳穿甲弹)，在较远距离处(1 000～3 000 m)发射近炸引信预制破片弹，在较近距离处(1 000 m以内)快速更换弹种发射脱壳穿甲弹。这样，在转换弹种的一段弹道上同时飞行着2种弹丸，自然形成1个双重反导防御区段，反导效果更佳。

此外，新机理武器包括激光武器、微波武器、离子束武器等，它们在反巡航导弹方面也有着广泛的前景，这些新机理反导武器的问世，将使反巡航导弹技术进入崭新的阶段。

3 巡航导弹的协同攻击策略

电子对抗手段和多层拦截体系，使得巡航导弹的突防能力和攻击效果大大下降，但是巡航导弹的低空突防和TF/TA2技术利用地球曲率和地形起伏所造成的雷达探测系统的盲区进行突防，多弹饱和攻击技术使得防空导弹武器系统很难实施有效拦截，末端的多种攻击方式如垂直打击也能充分发挥导弹战斗部的最大效能，提高对目标的毁伤效果。

基于上述技术的集成，提出了巡航导弹的协同攻击技术［8］，它是指各类平台发射的具有编队能力的巡航导弹通过数据链进行信息的互联互通，沿规划的协同航路，实现空中高机动编队飞行至目标点，并实施协同制导攻击，由战毁评估系统对攻击效果进行实时分析，重新规划新的攻击任务。

巡航导弹的协同攻击能更加充分地满足作战任务要求及攻击的火力配备和梯次，能成组地规划制导武器的航路，进行高密度的同时突防，提高突防概率，实现饱和攻击，有效地分散防御系统的攻击能力［8］。

3.1 初段和中段的编队飞行

在飞行的初段和中段，多枚导弹，按照一定的队形进行自主编队，编队中导弹具有航路规划、避碰避障、容错、离入队管理能力，整个编队按照规划航路飞往目标区。

导弹编队飞行过程如图1所示，主要包含以下4项关键技术［9］:

1)航路规划。自主编队中导弹飞往既定目标区，必须进行航路规划和设计。在自主编队飞行时，规划的最优航路能保证编队队形容易保持、尽可能没有大的机动转弯、飞向目标区域的航迹尽可能短、尽量避开敌方的雷达或者暴露在敌方雷达下的机率最小等。

2)编队队形设计。在导弹高动态编队飞行时，要考虑导弹突防能力、编队机动能力、导弹间气动影响、导弹间信息交换的冗余度等多种因素，进行队形的设计和选择。

3)编队队形控制。在编队队形控制过程中，需要保持预先设定的几何形态(即队形)，同时又要适应环境及自身约束。

4)编队离入队管理。在导弹编队探测到有新的导弹进入通信网络及编队中导弹发生故障、被击落或者飞离通信网络的情况下，编队离入队管理使导弹编队队形能进行自主重构，保证在队形重构过程中编队的稳定性，可提高整个导弹编队的鲁棒性。

图1 导弹编队飞行过程Fig.1 The formation flight process of missiles

图2给出了4枚巡航导弹编队进行协同航路规划和低空TF/TA2飞行的过程。仿真数字地图中分布3个虚拟障碍物，目标区位置为(13 000 m，1 000 m)。仿真的4枚导弹采用菱形队形自主编队飞行，导弹的初始位置水平坐标分别是(100 m，100 m)、(500 m，2 000 m)、(700 m，－1 500 m)、(1 200 m，300 m)，飞行高度都为100 m。导弹初始飞行速度为250 m/s，导弹最大飞行速度270 m/s，最小飞行速度220 m/s。菱形编队中两翼导弹与领弹的水平期望距离600 m，期望相对角为60°，后侧导弹与领弹的期望距离为900 m，期望相对角为0°，系统仿真时间为40 s，通信周期为0.2 s。

图2 4枚导弹自主编队水平航路及空间距离Fig.2 The trajectory and distance of four missiles

由图2可知，4枚导弹采用领弹－从弹模式进行编队飞行，领弹按照低空突防最优航路算法所规划的航路进行飞行，对前方障碍物进行及时避让，而其他3枚从弹则根据编队队形控制算法跟随领弹飞行。由领弹与从弹的空间距离可知，从弹在飞行过程中具有避障、保持队形的功能。

3.2 末端协同攻击

充分利用各弹自身的性能特点和相互间的战术、技术配合，不仅可以大大提高突防能力，还能完成单枚导弹不可能完成的任务，如实现战术隐身、增强电子对抗能力和对运动目标的识别搜捕能力、实现最小作战消耗和最大目标损毁力度等。采用多弹同时击中目标的饱和攻击战术可以极大提高导弹的杀伤力和突防能力，这样对协同制导时间的一致性也提出了较高的要求。

利用带有时间约束的协同制导(ITCG)［10］，可以实现对来自不同方向的导弹的协同制导，实现同时击中目标，使得防御系统顾此失彼，难以实施有效拦截。

下面给出了3枚导弹仿真参与协同制导对静止位于的(0，0)目标进行攻击，要求同时击中。表1为导弹的初始参数。

仿真结果如图3所示，其中在传统比例导引下最长导引时间与最短导引时间之差为5.78 s，而采用带有时间约束的协同制导后，各枚导弹进行机动，实现了从3个不同方向的同时命中，并且导弹弹道平直，协调变量收敛迅速。

图3 协同制导和纯比例导引下的导引时间和轨迹Fig.3 The time and trajectory of proportional guidance law and ITCG law

3.3 天顶攻击技术

现代战争要求导弹能实现全方位打击目标的能力，充分发挥导弹战斗部的最大效能，避开近程火炮的防御，提高对目标的毁伤效果，因而制导武器需要对地面目标实施大角度乃至垂直弹道的打击。

有关末端角约束的制导律的研究有很多，其中1种采用过载控制方案的垂直弹道打击制导规律如下［11］:

仿真弹道如图4所示，仿真结果表明该制导律能在可用过载内以较高精度实现对目标的大角度打击，能有效增加突防概率和毁伤效果。

图4 垂直打击弹道示意图Fig.4 The trajectory of vertical attack

4 结语

远程精确打击武器射程远、使用制导技术先进、突防能力强，单一的对抗方法难以奏效，应统一筹划，采用各种软、硬对抗手段，实施综合对抗。

在空间、空中、海上及陆地等平台探测远程精确打击武器时，只有将携带的雷达、红外、激光、光学、声学等不同的传感器组网，协同互补的工作，才能有效识别和跟踪。打击的前提是“发现”，对付“发现”的有效途径是伪装隐蔽和欺骗。对巡航导弹防御的关键是及时发现，只有及时发现，才能采用多兵种分层拦截。当远程精确打击武器处于末制导阶段时，综合运用干扰和拦截的方法，是非常有效的防御巡航导弹的手段。

而具备协同攻击能力的远程精确打击武器，跟据指示系统的信息、自身传感器的感知信息以及与其他武器之间的交换信息，可以自主进行威胁判断和态势评估，并生成作战任务，据此进行航迹局部修改和实时航迹规划，从而提升突防能力;还可以提高对运动目标的搜捕、识别能力，实现协同制导、巡逻攻击等作战手段，将在未来战争中发挥巨大作用。

［1］刘占荣.海上远程精确打击体系的构成［J］.情报指挥控制系统与仿真技术，2003，(9):1－12.LIU Zhan-rong.Structure of sea remote precision strikes system［J］.Intelligence Command Control and Simulation Technigues，2003，(9):1 －12.

［2］申海华，刘峰，冯忠国.巡航导弹制导技术现状及其对抗措施［J］.飞航导弹，2007，(3):55 －58.SHEN Hai-hua，LIU Feng，et al.Cruise missile guidance technology situation and countermeasures［J］.Winged Missiles Journal，2007，(3):55 －58.

［3］邹振宁.反舰导弹电子对抗技术探析［J］.情报指挥控制系统与仿真技术，2005，(4):14－19.ZOU Zhen-ning.Analysis on ECM technology of anti-vessel missile［J］.Intelligence Command Control and Simulation Technigues，2005，(4):14 －19.

［4］戴清民，电子防御导论［M］.北京，解放军出版社，1999.

［5］张弓胤，武文军，杨涛.抗击巡航导弹主要战法述评［J］.飞航导弹，2004，(2):28－31.ZHANG Gong-yin，et al.Major review of cruise missiles countermeasures［J］.Winged Missiles Journal，2004，(2):28－31.

［6］王艳军.巡航导弹制导方式及其电子对抗途径分析［J］.航天电子对抗，2006，(3):9 －11.WANG Yan-jun，Research on guidance of cruise missile and its electronic countermeasures［J］.Aerospace Electronic Warfare，2006，(3):9 －11.

［7］刘鑫.巡航导弹及防御方法探讨［J］.飞航导弹，2004，(11):40－43.LIU Xin.Method of cruise missiles and defense［J］.Winged Missiles Journal，2004，(11):40 －43.

［8］LIU Xing，WU Sen-tang，MU Xiao-min，et al.Autonomous formation and cooperative guidance of multi-UAV:concept，design and simulation［J］.Journal of System Simulation，2008，20(19):5075 －5080.

［9］MU Xiao-min，LIU Xing，WU Sen-tang.Behavior-based formation controlofmulti-missiles［A］.Controland Decision Conference，2009.CCDC'09.Chinese，17 － 19 June，2009，5019 －5023.

［10］彭琛，刘星，吴森堂，等.多弹分布式协同末制导时间一致性研究［J］.控制与决策，2009，(8):35－38.PENG Chen，LIU Xing，WU Sen-tang，et al.Consensus problems in distributed cooperative terminal guidance time of multi-missiles［J］.Control and Decision，2009，(8):35 －38.

［11］包一鸣，，姜智超，彭琛，吴森堂.一种实现大角度打击的制导律设计［J］.北京航空航天大学学报，2008，34(12):1375－1378.BAO Yi-ming，JIANG Zhi-chao，PENG Chen，WU Sentang.Design of guidance law of missile in attack with high angle［J］.Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics，2008，34(12):1375－1378.