美国一体化弹道导弹防御系统传感器发展综述

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1、美国一体化弹道导弹防御系统传感器发展综述16系统工程美国一体化弹道导弹防御系统传感器发展综述樊晨(中国电子科技集团公司第二十八研究所南京210007)摘要一体化,分层弹道导弹防御系统(BMDS)是响应美国新的国家安全战略,采用渐进式方法来发展和部署的一个庞大,复杂的系统.作为BMDS的"耳目",传感器系统发展与能力的提升是有效拦截处于各个飞行段及各种射程弹道导弹必不可少的要素.本文介绍了BMDS发展计划中涉及的主要传感器系统,及其当前的研制部署情况和未来的发展趋势.关键词弹道导弹防御系统SBIRS—H系统STSS系统SBX雷达FBX—T雷达引言20

2、01年布什政府调整了国家安全战略,宣布退出《反弹道导弹条约》,随后推出一体化分层弹道导弹防御系统(BMDS)的发展计划.该计划的目的是将过去以保护美国本土为目标的导弹防御能力扩展到还能保护本土以外的驻军,友军和盟军,并能在整个导弹飞行段拦截各种射程的弹道导弹.在这个一体化BMDS计划中,传感器发展项目是一个重要组成部分.传感器系统作为整个BMD系统的"耳目",将探测,跟踪和识别弹道导弹威胁目标;为BMDS的指挥控制作战管理和通信(C2BMC)分系统提供态势感知数据;以及为"宙斯盾"和地基中段等弹道导弹防御系统生成武器任务计划.1BMDS传感器系统B

3、MDS的传感器系统由分布在全球各地的,基于陆,海,空,天各种平台的雷达,红外,光学和激光等各类传感器组成.它们有的是武器系统专属传感器,可以独立于整个BMDS单独运用,如爱国者雷达,机载激光武器系统(ABL)传感器;有的是独立于武器系统之外的BMDS任务传感器,用于通过BMDS级C2BMC向各分系统提供导弹预警,飞行中目标更新和目标物体图像,如铺路爪预警雷达;有的是试验靶场遥测传感器,用于试验数据跟踪记录和摧毁效果评估.这些传感器构成了陆,海,空,天一体化的全球传感器网,以实现对来袭弹道导弹从点火发射开始的整个飞行段进行无缝探测llJ.根据导弹防御

4、局一体化BMDS发展计划,高轨道天基红外系统,空间跟踪与监视系统,"丹麦眼镜蛇"雷达,改进的预警雷达,.海基X波段雷达,可运输的前沿部署x波段雷达等传感器系统被纳入发展目标之中图1为当前BMD系统的配置及传感器布局J.图1当前BMD系统的配置及传感器布局樊晨:美国一体化弹道导弹防御系统传感器发展综述172天基传感器2.1国防支援计划(DSP)(1)系统组成及功能DSP是北美防空防天司令部(NORAD)"战术告警和攻击估算系统"的主要天基构件,是美国现役的天基导弹预警系统,服役时间从1970年开始一直至今.它由5颗距地35,780km高处的地球同步轨

5、道卫星(分别部署于太平洋,大西洋和印度洋的赤道上空)和地面站组成,通过对导弹发射尾焰的探测,在第一时间报告全球的弹道导弹发射和航天发射.此外,它还能探测核爆.为了满足对战区导弹预警的需求,DSP于1995年和1997年分别将美空军研究的"面向战区的攻击与发射报告(A.LERT)"系统及美陆军与海军联合研制的机动式联合战术地面站(JTAGS)纳入其系统之中,扩大了它对战区导弹预警的能力,其中JTAGS可以直接接受来自DSP卫星的数据.(2)发展现状DSP卫星毕竟是70年代初的产物,自身还存在一些固有的问题,例如不能跟踪中段飞行的导弹,存在虚警问题以及

6、卫星扫描速度不高,对战区导弹的探测能力十分有限,战区数据分发存在延迟等.因此,美国导弹防御局计划发展能力更强的新型天基预警系统,即高轨道天基红外系统来取代它.2.2高轨道天基红外系统(SBIRS—H)(1)系统组成及功能SBIRS～H由四颗距地35,800km的地球同步轨道卫星(GEO),一个备用GEO卫星,两颗大椭圆形轨道卫星(HEO),一个任务控制地面站(位于科罗拉多州的巴克雷空军基地,它已取代了DSP原先的三个固定地面站及ALERT地面站的工作,执行卫星数据的处理与报告任务)和若干个中继地面站组成.它将为美国最高指挥当局和作战部门提供全球及战

7、区范围内有关战略或战区导弹的发射,助推飞行段和落点区域的红外数据.SBIRS—H的GEO卫星沿赤道上方分布,分别固定监视某一片地区;而两颗HEO卫星则以63.倾角绕地球北半球转动,可以探测到北极地区的导弹发射活动,从而扩展了GEO卫星的视野.与目前正在运作的DSP相比,SBIRS—H传感器具有更高的灵敏度和扫描速度,并能发现特征微弱的目标和提供更为精确的有关导弹发射和落点的估算;它还能对特别关注的区域进行监视,并在地面引导下重访多个关注区域;另外,DSP系统从探测导弹发射到确定飞行路线需要花费40～50秒,而SBIRS—H完成这些任务并将预警信息传

8、递给地面部队将只需10～20秒.SBIRS—H的物理体系结构如图2所示.图2SBIRS—H的物理体系结构(2)发展现状目前