美军天基红外预警系统(下)

美军预警探测系统组成概述

3 预警探测系统的能力[1]
预警探测系统具有传感器网，指挥控
制系统和通信系统的综合能力，有别于单个传感器的系统，因此预警探测系统的综合能力可以表述如下：
◇ 探测各种目标的能力，包括地面目标，水面目标，水下目标，空中目标和外空目标等。
◇ 测量目标的位置，速度，轨迹等运动参数。
◇ 识别目标的属性，包括国籍、类型和真假战斗部等。
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基础及前沿研究中国科技信息 2010 年第 17 期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Sept.2010
区域外的整个地球表面。美国第三代 DSP卫星可对地球表面大部分地域进行扫描，能探测导弹助推段和温度较低的巡航导弹及喷气飞机目标的尾焰。卫星每隔 8-13 秒就可对地球三分之一的表面重复扫描一次，通过连续扫描即可测出弹道导弹的位置和移动方向，地面站若能同时接收2颗以上卫星在不同位置对同一目标的红外数据，则可得到该目标的立体红外影像，利用三角计算及统计分析可进行测距，精确估算导弹飞行方向及弹着点等信息。目前轨道上至少有 4 颗第三代 DSP 卫星在运行，大部分情况下对任一地点发射的导弹都可同时对2颗卫星进行探测以形成立体影像。
4.1.2.2 弹道导弹防御之陆基预警雷达系统
陆基预警雷达系统包括 BMEWS、潜射弹道导弹预警系统（F P S － 1 5 ）、地基 X 波段雷达（GBX）和海基 X 波段雷达（ S B X ）、陆基末段防御系统（THAAD － GBR、PAC － 3 MPQ － 5 3 ）等，主要用于中段防御和末段防御。
2 预警探测系统在现代战争中的作用
预警探测系统无论是在战争时期还是在和平时期，都坚持着全天候昼夜值班状态，在尽可能远的警戒距离内，实现对目标的精确定位，参数测定和目标性质识别，为军事指挥系统提供更多的预警时间，以防敌人的突然袭击。美国的战略预警系统可以在1分钟内判明敌方发射的弹道导弹性质，3 分钟中内报告发射点和弹着点坐标以及飞行轨迹，对战役战术导弹可以提供5～6分钟的预警时间，对战略导弹可以提供20～30分钟的预警时间，对战略轰炸机可以提供 30～60 分钟的预警时间，时间就是生命，它可以决定一场战争的胜负，预警探测系统的早期预警能力直接影响着战争的走向。

美国天基红外系统完成后续生产计划的关键设计评审

１８４９．
Ｆｉ４Ｍｏｉａｓｍｏｅｅｔｖｌｃｔｇ．ｖｎｇｍｓｖｍｎｅｏｉｙ
［３ｗＨＩ２ＴＥＪＥ，ＲＩＴ．ＰｉｉａａｉｍｉＯＢＮＥＴＲＤｒｃｌｘｓｓｎｐ－
６０ｏ４００
ｎｌｏＧｕｄｎｅＣｏｔｏ，ａｄａｆｉａｃ，ｎｒｌｎＤｙａｃ，１９，１ｎｍｉｓ９６９
（５）：１４１０．０６ — ０７
－０６０－ｏ８０
［］ＢＲ４ＹＮＥＲＨ，ＲＢＮＴＯＩＥＴＲＤ，ＳＴＵＲＩＧＳＢＲ．图５活动质量体的加速度
质心控制的操纵性，直接影响变质飞行器控制性这能的优劣；姿态响应的动态品质；滑块的跟踪控制动
态特性。
ｇｉａｃ［］ｕｄｎｅＲ．ＡＩＡＡ，９—４８９６６３３，１９．［］ＰＴＯ０ＵＬｓＴ，ＥＡＮＦＪＢＬｗ．Ｍｏ－６ＥＳＰ０ＲＧ，ＡＲ０Ｊｖ
Ｆｉ．Ｍｏｉｇｍｓｓｍｏｅｅｃｅｅａｅｇ５ｖｎｓｖｍｎｔａｃｌｒｔ
ＭｏｉｇｍａｓｔｉｏｔｌｙｔｄｓｎＲ．ＡＩｖｓｒｃｎｒｓｅｅｉ［］ｎｍｏｓｍｇＡＡ。
９６３６，１９６． — ８２９
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上海航天ＡＥＯＳＡＣＳＲＰＥＨＡＮＧＨＡＩ
２１００年第１期
６
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美军SBIRS GEO-1预警卫星探测预警能力分析

摘
要：为有效应对弹道导弹威胁，维护本土与盟国利益，美军不断发展完善其天基红外预警
系统。介绍了美军天基红外系统的发展现状，分析了首颗天基红外系统静止轨道（ＳＢＩＲＳＧＥＯ一１）卫星的覆盖范围，建立了ＳＢＩＲＳＧＥＯ一１卫星的红外探测模型和弹道预警模型，对其
・综述与评论・
美军ＳＢＩＲＳＧＥＯ一１预警卫星探测预警能力分析
李小将，金山，廖海玲，王建华。
（１．装备学院航天装备系，北京１０１４１６；２．沈阳军区司令部，沈阳１１０８０５；３．装备学院研究生管理大队，北京１０１４１６）
ＬＩＸｉａｏ－ｊｉａｎｇ，ＪＩＮＳｈａｎ。，ＬＩＡＯＨａｉ．１ｉｎｇ，ＷＡＮＧＪｉａｎ — ｈｕａ
（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＳｐａｃｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｈｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０１４１６，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈｅｎｙａｎｇＭｉｌｉｔａｒｙＡｒｅａＣｏｍｍａｎｄ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０８０５，Ｃｈｉｎａ；３．ＣｏｍｐａｎｙｏｆＰｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔ，ｔｈｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０１４１６，Ｃｈｉｎａ）

美国侦察警告卫星体系浅析

美国侦察警告卫星体系浅析导读：现代战争将是以信息技术为支撑，涉及陆、海、空、天、电的一体化、立体式战争，争夺制信息权已成为当今高技术战争的重心之一。

随着空间军事化的高速发展，外层空间已逐渐成为世界各国维护国家安全和切身利益的战略制高点。

卫星侦察可以获得全天候、全天时、大范围、大纵深、近实时的战场信息，是从外层空间获取情报信息强而有力的手段，也是获得制信息权和信息优势的重要环节。

美国侦察预警卫星体系是美军事情报力量体系的重要支撑，在大国战略博弈尤其是近30年美国发动和主导的局部战争或海外军事行动中发挥了重要作用。

美国建有覆盖全球、分辨率高，可进行全天时、全天候侦察的卫星侦察系统。

目前美军太空力量在成像侦察方面主要有5颗“锁眼”、3颗“长曲棍球”、3颗“未来成像体系”等多个系列军用卫星，电子侦察方面有3颗“水星”、5颗“门特”、4颗“号角”等卫星，海洋监视方面有12颗海军海洋监视卫星。

导弹预警卫星则是继续发展“天基红外系统”。

“天基红外系统”将在几年内部署完毕，届时可在导弹发射后20秒内将警报信息传送给地面部队。

成像侦察卫星“锁眼”卫星是美国军用光学侦察卫星，已经发展了12个型号。

KH系列卫星主要由洛克希德·马丁公司研制，美国国家侦察局负责运行，为美国提供了重要的军事侦察能力。

“锁眼”系列成像侦察卫星是当今世界最为先进的光学成像侦察卫星，搭载有可见光、红外、多光谱和超光谱传感器等光学成像侦察设备，最高分辨率达到0.1米。

KH-12卫星是该系列最先进的型号，轨道高度为300km/1000km，倾角97.9°。

KH-12卫星发射质量超过15000kg，干质量约10000kg。

卫星直径4m，长约15m，其中前部的有效载荷舱长约11m，用于承载相机系统；卫星支持舱长约4m，装有卫星电子设备和推进分系统。

星体两侧装有2副刚性太阳翼，对太阳单轴定向，功率3kW。

卫星配备的KH-12相机光学系统仍采用反射式卡塞格伦系统，口径约为3m 左右，地面分辨率0.1m，是现今分辨率最高的光学侦察卫星。

独家美军“天基红外系统”一体化试验鉴定分析及启示

独家美军“天基红外系统”一体化试验鉴定分析及启示1 卫星一体化试验鉴定概述美国国防部在2008年12月发布的DoD I5000.2中给出了一体化试验鉴定的定义：一体化试验鉴定是指项目主任应协同用户及试验鉴定部门，对研制试验与鉴定、作战试验与鉴定、实弹试验与鉴定、系统互操作性试验、信息保证试验以及建模与仿真工作进行协调，以形成一个有效的连续统一体，避免进行单一试验和重复性试验，充分利用试验资源，缩短研制时间，并将试验鉴定工作紧密地和需求制定，以及系统设计与研制相结合。

而美国空军在实践中发现，虽然有了一体化试验鉴定的思想指导，但由于卫星装备的特殊性，其试验鉴定过程中仍存在不少问题。

如在研制试验与鉴定阶段，测试环境严重受限，作战现实性差，无法全面评估装备作战能力。

再如卫星的作战试验大多是在发射入轨之后才开始实施，导致在作战试验中发现的问题和缺陷难以纠正。

针对这些在试验中暴露出的具体问题，美国空军在原有试验鉴定程序的基础上，于2004年提出了“空间试验倡议”（STI），后演化成为“空间作战试验鉴定模型”（SOTEM）。

其主要原则是：①最大化太空作战试验与鉴定的早期影响机会；②一体化试验贯穿整个采办周期；③灵活的分析与报告；④开展系统体系评价。

在随后的装备采办过程中，美国空军一直完善SOTEM及其宗旨，并将其用于多个卫星研制项目，降低了试验成本、缩短了试验周期、提高了装备的性能。

“天基红外系统”（SBIRS）就是典型案例。

2 “天基红外系统”一体化试验鉴定实践分析“天基红外系统”基本情况“天基红外系统”是美国新一代导弹预警卫星系统，用于接替美国现役的“国防支援计划”（DSP）。

“天基红外系统”可以实现导弹预警、导弹防御、技术情报获取和战场空间扫描这4个领域的技术支持，具备更宽的探测频谱和更快的探测速度。

“天基红外系统”原计划由天基高轨部分（SBIRS-High）和低轨部分（SBIRS-Low）组成。

2002年，美国调整天基预警卫星发展计划，将低轨部分拆分成独立的“空间跟踪与监视系统”（STSS），高轨部分保留“天基红外系统”的名称。

美国导弹防御系统全域红外探测装备发展、体系分析及能力预测

美国导弹防御系统全域红外探测装备发展、体系分析及能力预测范晋祥中国航天科技集团公司八院八部摘要：红外探测跟踪系统在美国目前部署的弹道导弹防御体系中，尤其在弹道导弹发射早期预警和动能拦截弹高精度制导等方面，起着关键的作用。

为了进一步完善和改进其弹道导弹防御体系，近年来美国正在进一步发展新一代的弹道导弹防御红外系统与技术，正在大力发展改进弹道导弹发射早期预警能力的天基高轨道红外预警系统，发展旨在实现对弹道导弹威胁的全弹道（从助推段到中段、末段）监视跟踪的空间监视与跟踪系统，发展先进的、高性能大规格红外焦平面阵列、双色（多色）大规格红外焦平面阵列以提高星载红外告警系统、天基监视与跟踪系统以及动能拦截弹红外导引头的性能，发展用于拦截效果评估和弹道导弹发射早期预警性能改进的先进的多光谱、超光谱探测技术，此外还在发展用于弹道导弹防御的机载红外探测系统，以构建包括天基高轨早期预警、天基低轨全弹道跟踪、机载助推段、上升段跟踪和弹载跟踪导引的弹道导弹防御全域红外探测武器装备。

本报告概述了近年来美国弹道导弹防御系统中红外系统与技术的新进展，分析了美国弹道导弹防御系统的全域红外探测武器装备的体系构成，预测了美国未来弹道导弹防御系统红外探测装备的能力。

关键词：弹道导弹防御系统、导弹防御、预警卫星、空间目标监视与跟踪系统、动能拦截器、导引头、红外、焦平面阵列1 弹道导弹防御红外探测、跟踪系统发展简况红外探测跟踪系统与动能拦截弹红外导引头在美国目前部署的弹道导弹防御系统中起着举足轻重的作用，天基红外预警系统是导弹防御系统实现对弹道导弹发射的早期预警的关键,是确保实施成功拦截的先决条件,而动能拦截器红外导引头则是拦截目标的关键。

然而，美国目前部署的弹道导弹防御系统仅具备初始作战能力，尚不具备助推段、上升段防御能力，以地基、海基雷达为主的弹道导弹防御探测跟踪传感器不具备对弹道导弹威胁的全球范围内的持久监视、跟踪能力，而且原有的天基红外预警系统也存在着一些固有的缺点，如不能跟踪中段飞行的导弹，对国外设站的依赖性大，在南北极地区存在一些无法监视的盲区,星上红外探测器扫描速率低、频段少，对射程近的战区导弹难以给出充足的预警时间，虚警问题始终未得到根本解决，目前装备的动能拦截弹也存在着识别能力不足的缺点。

美国天基红外技术的发展分析

射升空。发射后，国空军和洛・马ＳＩＳ地面团队启动美ＢＲ
一
系列六个液体发动机（ＡＥ，动卫星进入地球同步轨Ｌ）推
道。研究小组随后部署了卫星的太阳能电池板、罩和天光
和潜射弹道导弹）的弹道导弹发射的情报，导弹袭击进行对早期预警、跟踪和实时向国家导弹防御系统中指挥拦截弹
使用１４的电力输入功率，目前的定向红外对抗／比（ＲＭ）ＤＩＣ处理器轻１３／。该处理器是诺斯罗普・格鲁曼公
司为美国陆军研制的通用红外对抗（ＩＣ）一部分。ＣＲＭ的
“ 这种小型处理器演示了使用商用现货处理器执行复
进一步的研究和探讨ｌ。１］
动及使用大规模杀伤性武器进行导弹打击的准备早期预
警。３）静止轨道卫星系统（ＢＲ－Ｏ）ＳＩＳＧＥ。静止轨道卫星系统是指卫星距离地球的高度约为３００ｍ，６０ｋ卫星的运行
杂跟踪任务的能力，诺斯罗普・鲁曼公司陆地和自我保 ” 格护系统部红外对抗副总裁卡尔史密斯称。“ 理器已经演处
中段的导弹目标，有关数据还可以被传送到拦截带。
３）技术情报侦察，它可以提供描述导弹特征所需的数
＊收稿日期：０１年１２１２月１６日，回日期：０２年２月２修２１８日
作者简介：谢劲松，，男博士，工程师，究方向：研计算机系统结构。

08-美国预警卫星系统分析-16

1美国预警卫星系统分析摘要美国已经装备应用的预警卫星系统主要是国防支援卫星系统(DSP)，正在研制并将替代DSP 的是天基红外系统（SBIRS)。

本文详细介绍并分析了两个系统的基本情况，比较了两个系统的技术性能，给出了计算探测预警概率的模型。

随着世界大国对弹道导弹防御系统研制的不断升温，作为弹道导弹防御系统重要组成部分的预警系统也愈来愈受到人们的关注。

就预警而论，可分为地面预警雷达系统与空间预警卫星系统。

随着弹道导弹技术的发展，预警卫星系统逐渐显露出其优势，目前世界上预警卫星主要集中于美、俄两国，其中美国最为发达。

下面我们把视野放在美国的预警卫星系统范围内来研究。

迄今为止，美国已装备应用的预警卫星系统主要是国防支援卫星系统（DSP ），正在研制并将于2010年左右全面承担导弹预警任务的是天基红外系统（SBIRS)。

下面就针对DSP 、SBIRS 的情况作分析。

l DSP 预警卫星系统如图1所示。

图1 “国防支援计划”卫星1.1 主要任务DSP的主要目的是对来袭的洲际导弹进行预警。

首要任务是实时的探测并报告导弹和航天器的发射，同时还承担监视核爆炸、监督核试验条约的履行情况和收集其感兴趣的红外辐射数据的任务。

1.2 发展过程及技术特点DSP计划自上世纪70年代初开始执行至今已有30余年的历史，已发展了三代并经历了试用阶段、应用阶段和完成阶段的发展历程。

（1）1970～1974年为试用阶段，1975～1978年为试用改进阶段。

在此阶段共发射了7颗卫星，常驻卫星有3颗，称此阶段的卫星为第一代，主要技术特点是：∙红外敏感探测器采用2000个探测元的硫化铅线阵列，结合电荷耦合器件（CCD）技术，其探测波长为2.7μm，光谱带宽约为0.1μm，能提供地平线下的覆盖范围。

∙使用这种接近大气吸收带中心的窄光谱波段进行探测，有效地抑制了地球和大气背景的辐射干扰，从而降低了虚警概率，但由于需要等到导弹穿出约8km 的云层才能对其进行探测，故而减少了预警时间。