反導系統(tǒng)揭秘

空間反導預警系統(tǒng)一、概要二、DSP系統(tǒng)三、SBIRS系統(tǒng)一.概要基于天基的空間目標監(jiān)視，就是以星載探測器為主體，構成的主要針對彈道導彈的監(jiān)視、發(fā)現和跟蹤系統(tǒng)。屬于區(qū)域彈道彈道防御系統(tǒng)中首要的預警部分，也是防御系統(tǒng)的最前端部分?；镜奶綔y形式有星載雷達探測和星載光學探測兩種，我們在此重點介紹的DSP和SBIRS系統(tǒng)都是以星載光學探測為主。主要探測對象：洲際戰(zhàn)略導彈和潛射彈道導彈。<一>可探測階段主動段探測：依靠導彈的尾焰紅外輻射進行探測，液體和固體推進劑會產生不同的輻射，一般紅外輻射>紫外輻射>可見光。主動段一般都處于大氣中，大氣會吸收大部分的紅外輻射，所以只有當目標處于大氣之外（或稀薄大氣）中時，才能夠進行遙感紅外探測。在飛行中段，導彈發(fā)動機關火，紅外輻射較弱，此時需要利用可見光或紫外進行探測。借助“中段空間試驗”（MSX）衛(wèi)星的來實現對飛行中段的探測，利用不同探測波長的探測材料，使探測波譜能覆蓋從紫外，可見光到超長波紅外的范圍，即110nm到28μm波長。在再入段，發(fā)動機重新點火，主要以紅外探測為主。<二>星載探測工作流程

DSP衛(wèi)星探測工作流程二.DSP系統(tǒng)歷史發(fā)展

DSP計劃是70年代初由美國和加拿大雙邊簽署的關于北美空中防御計劃（NORAD）之一，其目的是監(jiān)測前蘇聯等國的地下核試驗、中程導彈發(fā)射和航天器發(fā)射。DSP從實施至今已經歷了30年，已歷經三代，目前正在服役的是第三代的DSP，目前軌道上的DSP-14—DSP-17即屬于第三代的DSP衛(wèi)星，都屬于GEO衛(wèi)星。DSP系統(tǒng)是美國目前唯一能運行業(yè)務的導彈預警系統(tǒng)。目前已演變?yōu)槊绹l(wèi)星預警系統(tǒng)（SEWS），它也是SBIRS的主要組成部分。DSP系統(tǒng)仍將繼續(xù)執(zhí)行和發(fā)展，維持到2010年結束。

DSP系統(tǒng)是美國目前唯一能進行運行業(yè)務的導彈預警系統(tǒng)。DSP衛(wèi)星采用地球同步軌道，它由5顆衛(wèi)星組成，有重點地布設在全球各大洲的上空。技術特點1、紅外和可見光的探測為主；2、紅外焦平面采用PbS和HgCdTe材料構成，具有雙色探測能力。其中PbS

探測器探測譜段為2.7μm

，工作溫度196K，采用輻射制冷。HgCdTe

探測元能探測到4.3μm

的輻射，工作溫度77K，采用斯特林循環(huán)制冷機制冷，對地平線以上的目標有一定的探測能力，分辨力可達1km。3、具有三維成像功能，由多顆衛(wèi)星可以找到同一目標的立體像對；技術特點4、生存能力提高，據稱有防激光能力，所采用措施：在紅外探測器鏡頭上鍍抗激光致盲膜；在遮光罩內部裝“校正透鏡”；多譜段工作；采用多元探測陣列。5、地面Alert（“戰(zhàn)區(qū)空襲和發(fā)射預報”）系統(tǒng)，可以同時處理2～3顆衛(wèi)星數據，具有較強的數據處理融合能力。6、采用激光信標機來校準紅外探測器的視線精度，提高了定位精確度。7、采用電視跟蹤輔助測量，通過電視攝像來降低虛警和漏警的概率。存在缺點1、受傳感器視場限制，DSP衛(wèi)星只能間隔一段時間才能掃描特定區(qū)域，采用線掃方式，掃描速度為10s掃1線，速度較低；2、再加上地面處理速度和數傳速度慢，造成預警時延太長；3、由于太陽耀光的的影響，存在探測盲區(qū)。4、由于采用的都是GEO衛(wèi)星，不具備洲際導彈中段監(jiān)視能力，即無法探測導彈發(fā)動機關火以后目標為微弱的紅外輻射。

5、靈敏度和分辨力不夠高，難以找到低能級移動式小目標；對戰(zhàn)術導彈的預警能力較弱。三.SBIRS系統(tǒng)<一>SBIRS簡介為了克服DSP系統(tǒng)的缺點，美軍又開始發(fā)展下一個大型導彈預警計劃——SBIRS計劃。SBIRS除了包容DSP衛(wèi)星星座以外，還將建造低軌和高軌衛(wèi)星星座。SBIRS比單獨DSP系統(tǒng)的能力更強。該系統(tǒng)首先可借助DSP衛(wèi)星對導彈發(fā)射實現粗查，然后由高、低軌衛(wèi)星做定點詳查，對導彈彈頭進行跟蹤，并測出彈道軌跡參數。SBRIS系統(tǒng)有空間系統(tǒng)和地面系統(tǒng)兩部分，空間系統(tǒng)由3種軌道高度的衛(wèi)星星座組成，即低軌衛(wèi)星星座（SBIRS-Low）、高軌衛(wèi)星星座（SBIRS-High）和靜止軌道衛(wèi)星星座（SBIRS-GEO）。三.SBIRS系統(tǒng)<一>SBIRS簡介導彈預警衛(wèi)星是美軍反導體系的重要組成部分，其預警能力的高與低，提供預警時間的多與少，是導彈攔截成功與否的關鍵。由于現役的“國防支援計劃”衛(wèi)星是冷戰(zhàn)時期的產物，只能預警戰(zhàn)略導彈，對戰(zhàn)術導彈的預警力不從心。所以，美國正積極打造可同時預警戰(zhàn)略導彈和戰(zhàn)術導彈的“天基紅外系統(tǒng)”。

與運行在地球靜止軌道的“國防支援計劃”衛(wèi)星相比，“天基紅外系統(tǒng)”的空間段是一個由多種軌道衛(wèi)星組成的龐大星座，包括高軌道、低軌道兩部分。三.SBIRS系統(tǒng)<一>SBIRS簡介

它的高軌道部分由5顆地球靜止軌道衛(wèi)星（其中1顆為備份）、2顆大橢圓軌道衛(wèi)星組成，主要通過紅外探測器來偵察、跟蹤來襲導彈的熱助推段，為美國最高指揮當局和作戰(zhàn)部門提供全球范圍內的導彈發(fā)射數據。其中的大橢圓軌道衛(wèi)星由于遠地點處于北半球上空，可長期觀測北半球的情況，所以主要用來探測俄羅斯等高緯度地區(qū)的洲際導彈發(fā)射及北方水域的潛射導彈發(fā)射。三.SBIRS系統(tǒng)<一>SBIRS簡介靜止軌道衛(wèi)星沿用DSP已有的星座；低軌衛(wèi)星星座由“空間和導彈跟蹤系統(tǒng)”（SMTS）計劃支持；高軌衛(wèi)星星座由“戰(zhàn)區(qū)高度區(qū)域防御”（THAAD）計劃支持。這樣，SBIRS計劃內容至少包含DSP、SBIRS-Low、SBIRS-High、“戰(zhàn)區(qū)空襲和發(fā)射預報”（ALERT）、“聯合戰(zhàn)術級地面站”（JTAGS）和“眼鏡蛇響聲”（CB，CobraBrass）等6項計劃，從而形成了美國BMD計劃的核心。其中地面ALERT系統(tǒng)是為提高DSP衛(wèi)星數據的處理速度服務的，可以同時處理2～3顆衛(wèi)星數據，具有較強的數據處理融合能力；JTAGS是一項為SBIRS衛(wèi)星星座（3種軌道高度）而建造的移動式地面接收站計劃；CB則是專為研制相應高水平紅外探測器而設置的。<二>SBIRS系統(tǒng)的新部署進展

“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”（STSS）目前還沒有部署。它有不同軌道配置：只用于完成美國“國家導彈防御系統(tǒng)”任務時，由3條軌道共21顆星組成；當用于完成導彈預警、導彈防御、技術情報、戰(zhàn)場描述這4項任務時，由4條軌道共24～28顆衛(wèi)星組成。這些衛(wèi)星將成對工作，以提供立體觀測。整個低軌道衛(wèi)星星座是利用衛(wèi)星內部的交叉鏈路連接在一起的，每對衛(wèi)星通過60兆赫的衛(wèi)星間鏈路進行相互通信。當第一顆衛(wèi)星所跟蹤的導彈離開它的視線后，它可以將目標的位置告知第二顆衛(wèi)星，第二顆衛(wèi)星將繼續(xù)跟蹤目標，并將有關引導信息提供給反導部隊。必要時，這種傳遞可以在整個星座中繼續(xù)下去，直到目標被摧毀或無法再探測到為止。<三>SBIRS系統(tǒng)的基本性能部署在大橢圓（HEO：2顆），地球同步（GEO：4～5顆）和低地（LEO：12～24顆）三種軌道。具有紅外、可見和紫外多譜段探測能力。每顆衛(wèi)星都具有寬視場短波紅外捕獲和窄視場多波段跟蹤傳感器。具有導彈主動段，飛行中段和再入段的探測能力。在導彈飛行中段具有指導攔截的能力。<三>SBIRS系統(tǒng)的基本性能

該衛(wèi)星系統(tǒng)的低軌道部分由運行在1600千米高的20多顆左右的小衛(wèi)星組成。這些衛(wèi)星能跟蹤全球范圍內來襲導彈發(fā)射后的全過程（主要用于中段和末段），同時也能提供導彈發(fā)射場和其他技術情報，可有效地為導彈防御系統(tǒng)提供精確的瞄準數據，包括提供彈道中段的精確跟蹤與識別，并將引導數據提供給導彈攔截彈。

通過采用這種不同軌道的多星組網方式，可提高衛(wèi)星的空間和時間分辨率，從而有助于探測那些采用機動發(fā)射架進行發(fā)射的導彈。<三>SBIRS系統(tǒng)的基本性能

與DSP相比，SBIRS衛(wèi)星另一大改進是采用了雙探測器體制。每顆“天基紅外系統(tǒng)”衛(wèi)星都裝有1臺高速寬視場掃描型短波紅外捕獲探測器（在熱助推段觀測明亮的導彈羽煙）和1臺窄視場凝視型多譜段（中波、中長波和長波紅外及可見光）跟蹤探測器（在中段和末段跟蹤導彈）。前者利用掃描折射望遠鏡和短波紅外焦面陣列掃描南北半球，探測導彈發(fā)射時噴出的尾煙，如果發(fā)現目標，則將信息提供給后者；后者利用動作“敏捷”的望遠鏡將導彈的發(fā)射畫面拉近放大，緊盯可疑目標，跟蹤沿彈道中段和末段飛行的彈頭，為美國國家導彈防御系統(tǒng)和戰(zhàn)區(qū)導彈防御系統(tǒng)提供高精度的目標瞄準數據，從而實現對導彈發(fā)射的全過程跟蹤。<三>SBIRS系統(tǒng)的基本性能

同時，衛(wèi)星上的處理系統(tǒng)能預測出導彈彈道以及彈頭的落點，使衛(wèi)星的掃描速度和靈敏度比“國防支援計劃”高出10倍，可有效地增強探測戰(zhàn)術導彈的能力。它能在導彈點火的瞬間將其捕捉，并在導彈發(fā)射后10～20秒內將警報信息傳送給地面部隊。<三>SBIRS系統(tǒng)的基本性能“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”（STSS）部署后能獲得彈頭的精確位置、速度和加速度數據，大大降低反導系統(tǒng)的部署數量；還可用于監(jiān)測空間物體，避免航天器發(fā)生碰撞。該系統(tǒng)可實時跟蹤100多個目標。美國國防部已在“空間跟蹤與監(jiān)視系統(tǒng)”中增加了新的偵察跟蹤任務，使該系統(tǒng)不僅可以實現對彈道導彈的固定發(fā)射陣地的偵察跟蹤，還能實現對地面、海洋、空中移動的“在時間上處于臨界狀態(tài)的目標”（即高機動性進攻武器）的優(yōu)先偵察跟蹤。<三>SBIRS系統(tǒng)的基本性能

SBIRS高軌道預警衛(wèi)星都裝有高速掃描探測器和