天地一体制导技术在远程精确打击体系中的应用前景

衡 燕，丰 超，李雁斌

(上海无线电设备研究所，上海201109)

0 引言

2015年6月，美国海军与雷神公司在白沙导弹靶场，利用NIFC-CA系统控制“美标-6”远程舰空导弹超视距拦截了一枚中程超音速导弹。NIFC-CA系统是一种天地一体协同制导系统，可以让一艘装备有“宙斯盾”系统的水面作战舰艇借助前方飞机的探测数据向它所不能看到或探测到的敌方目标发射导弹，且具备向陆地上空正被E-2D型预警机所跟踪的目标开火的能力。未来NIFC-CA系统甚至可与陆军和海军陆战队的某些系统相关联，进一步提高“宙斯盾”舰艇的内陆作战距离。

目前，各国海军的所有舰艇均不具备向舰载传感器有效探测范围之外的目标发射导弹的能力，这个重大缺陷导致海军经常难以为友方部队提供可靠的防御屏障[1]。以美国海军NIFC-CA系统为代表的天地一体制导技术为海军的空中与导弹防御带来了革命性的新能力，它实现了目标数据在导弹、飞机、舰艇间的共享，在远程精确打击体系中具有较好的应用前景[2]。

1 美国天地一体协同作战体系

美国天地一体协同作战体系主要包括预警探测情报系统、信息链路与通信系统、指挥控制系统、打击平台和武器装备等五大系统。

1.1 预警探测情报系统

预警探测情报系统，即情报、侦查、监视(ISR)系统，由探测平台(含各类传感器设备)和情报中心组成。探测平台分为天基、空基、海基和陆基四类。其中，天基信息系统具有及时信息预警、实时精确导航定位、高分辨率遥感图像、电子侦察、高精度气象与环境信息和可靠大容量通信等能力，成为美国支撑远距离精确打击的主要侦查、预警、探测、定位手段。探测平台包括导弹预警卫星、成像侦查与电子侦查卫星、导航卫星以及通信中继卫星。

在预警卫星方面，美国除了在轨四颗第一代导弹预警卫星——“国防支援计划”DSP卫星外，正在建设第二代预警卫星体系SBIRS，包括高轨、低轨和大椭圆轨道。目前，美国预警卫星系统探测范围基本覆盖全球，跟踪约50%的地球表面，识别精度为米级，能识别大部分重要目标，实时探测和识别时间不大于1 min，全自动生成预警信息时间不大于1 min。

在侦察卫星方面，美国在轨成像侦察卫星主要由四颗“高级KH-11”、三颗“长曲棍球”、四颗FIA Radar和一颗“8X”侦察卫星组成。光学成像和雷达成像分辨率达分米级，还可对地下核爆炸或其他地下设施进行监测。

在导航卫星方面，美国GPS-3卫星定位与授时精度分别达到分米级和纳秒级，从而使得GPS制导弹药的投掷精度达到米级。

在通信中继卫星方面，美国“移动用户目标系统”、“转型通信卫星”的通信带宽达Gbps级别，采用激光通信链路通信，具备星上处理和路由功能。

1.2 全球化指挥控制系统

美军C2BMC系统代表了全球指挥控制系统发展的最高水平，C2BMC系统利用各系统所有可用的传感器跟踪来袭导弹，并引导武器系统与威胁目标交战。完整的C2BMC系统具有态势感知、自适应规划、交战控制，建模仿真与分析、通信五种能力。

1.3 武器作战平台

全球快速打击装备体系依靠先进的指挥控制系统，充分利用空基、海基、路基多种作战平台实现远程精确打击。空基武器作战平台主要包括各类远程轰炸机、F-15以及新一代战机等;海基作战平台包含海军航空兵、宙斯盾舰以及各类战略、战术潜艇;陆基作战平台包含弹道导弹发射井以及机动发射车等。

1.4 精确打击武器

美国在攻防两端均拥有大量先进的远程精确打击武器，是实施非接触作战的主要依仗，主要包括各类远程导弹(弹道导弹、巡航导弹、空地导弹)和有人及无人驾驶平台攻击弹药等[3]。另外，传统意义上的防御类武器也逐渐具备远程打击能力，如“美标-6”，已经具备了视距外对舰打击能力[4]。

2 美国海军NIFC-CA系统

NIFC-CA系统属于美国天地一体协同作战体系中的全球化指挥控制系统，它既不是传感器系统也不是武器系统，而是位于指挥中心的软件系统，同时包括工作站和通信设备等支持硬件。它是一种新型的网络化、分布式、远程空中防御火力控制系统。NIFC-CA系统有助于美国海军获得完整的空中战术画面，发挥美国海军作战系统的最大功效，提升美国海军的超视距(OTH)作战能力[5]。

NIFC-CA系统主要由高速数据分发系统、多平台信息融合功能模块、多平台武器协同控制功能模块和舰艇综合防控火控系统等构成。

高速战术数据分发系统是由计算机控制的高速无线战术数据传输系统，具有大带宽、大容量、保密以及抗干扰的数据通信能力，战术数据传输速率大于10 Mbit/s。

多平台信息融合功能模块接收并融合来自各协同作战平台的探测数据，生成一个基于融合航迹和综合识别数据库的通用防空战术态势图像。

多平台武器协同控制功能模块接收通用防空战术态势图像，进行威胁评估，提取打击目标，自动生成最优协同防空交战方案[6]。

水面舰艇综合防空火控系统根据多平台武器协同控制功能模块发送的协同控制命令和相关数据，实现目标跟踪、武器发射控制、武器制导控制、打击效果评估功能[7]。

3 天地一体制导技术启示

天地一体制导技术可为精确制导武器系统提供防区外远程作战能力，起到“御敌战略武器于千里之外，增强反介入/区域拒止能力”的作用。通过分析NIFC-CA系统组成和工作原理，对研究天地一体制导技术有如下启示。

3.1 以天基信息系统为主，构建天地协同作战体系

美国发动的多次局部战争表明，天基信息系统在天地协同作战体系中起到了核心作用。作战平台与武器弹药，尤其是各类舰载、机载巡航导弹与空地导弹武器，在实现远程精确打击与拦截作战时愈发依赖天基信息系统，天基导航与定位系统、末制导复合制导模式成为当前远程打击火力的主要制导方式。同时天基侦查监视系统和通信系统占据绝对制高点，为立体化战场提供全域、全维覆盖侦察能力。在天基信息系统的支撑下，将实现“无接触”作战与“联合”作战，彻底改变战场态势。

3.2 以一体化信息系统为主，实现战场指挥实时化

美军不断加快C4ISR指挥自动化系统的一体化建设步伐，提出并建设“全球信息栅格”(GIG)，把天基、空基、地基和海基的计算机网、传感网和指挥控制网集成为一个全军共用的大网络。提供全面、直观的战场态势，实现各军兵种的战场信息共享，可以实现从探测到行动的集成，即达成“发现即摧毁”。在伊拉克战争中，从信息搜集到实施打击的整个过程最快不到10 min。“数字化的实时通信”，确保了各兵力、兵器和作战系统之间在目标探测、情报搜集、跟踪、火控、指挥、攻击、毁伤评估等方面的信息畅通，从而实现了天、空、地、海信息系统的纵横集成，极大地加快了信息流通的速度。

3.3 以关键技术突破为主，实现武器装备精确化远程化

远程精确打击武器涉及隐身、导航制导、气动热防护、滑翔控制、高超声速推进技术等多项关键技术。针对以上制约远程精确打击武器发展的相关技术，美国不断进行优化组合，以群组的方式综合集成、局部互联，新装备新技术研发与老装备改进相结合，更加注重装备体系的完善与建设，充分考量在研先进装备对作战体系的整体贡献度，不断变化调整研究方向[8]，力求使武器装备具备以下能力：一是即时打击能力，1 h内打击全球任何目标;二是远程作战能力，能从美国本土打击境外距离约104km的转瞬即逝的敏感目标和高价值目标;三是隐身突防能力，在未来战场中顺利“穿刺”敌方空中预警和干扰拦截网;四是精确打击能力，常规弹头一击即中，降低附带损伤，减少外交纠纷。

4 天地一体制导技术发展建议

4.1 加快论证我国天地一体协同作战体系

我国在天地一体协同作战体系方面起步较晚，前期发展阶段需密切跟踪国外天地一体协同作战体系的最新动态，立足我国天基、地基现有武器装备和发展规划，研究天地一体协同作战理论，规划天地一体协同作战武器装备，尽快建立我国天地一体协同作战体系，为实现2020年航天强国的目标提供理论支撑。

4.2 发挥航天院所综合优势，支持航天院所引领布局天地一体协同作战体系

航天院所拥有星、箭、弹、船、器综合研发实力，在我国天地一体协同作战体系建设中，具备多平台协同集成优势。因此建议航天集团公司牵头论证天地一体协同作战体系，组建天地一体协同作战专家组，集中相关院所的技术骨干，提前布局各型武器装备，实现我国在远程通过精确制导领域的革命性突破和在天地一体协同作战领域的跨越式发展。

4.3 重点突破天地一体协同制导技术

在天地一体协同作战体系框架内，天地一体协同制导技术属于全新的技术领域，也是建立天地一体协同作战体系必须突破的一项核心关键技术。重点突破天地一体协同制导技术，一方面可以抢占天地一体协同作战体系的技术制高点，另一方面可以为我国新一代远程精确制导武器系统的立项论证提供技术支撑。