淺談衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的應(yīng)用

淺談衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的應(yīng)用1999年3月24日，以美國為首的北約對南聯(lián)盟悍然采取了空中軍事打擊(以下簡稱“盟軍行動”)，并于5月8日野蠻地轟炸了我駐南大使館。在這次侵略行動中，美軍使用了大量先進(jìn)精確制導(dǎo)武器，其命中精度和威力令世人擔(dān)憂，而衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是這些武器及其發(fā)射平臺大量采用的制導(dǎo)或?qū)Ш蕉ㄎ环绞?。從“盟軍行動”以?0年代發(fā)生的其它幾次戰(zhàn)爭的具體應(yīng)用來看，衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)不僅是現(xiàn)代戰(zhàn)爭的重要支援系統(tǒng)，而且已經(jīng)成為現(xiàn)代武器裝備系統(tǒng)的重要組成局部。一、目前正在運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)目前世界上正在運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)有美國的全球定位系統(tǒng)(GPS)和俄羅斯的GLONASS，二者在定位體制上大體類似，都提供軍碼和民碼兩種信號，具有全球、全天候、全天時(shí)無源三維連續(xù)定位能力，具有很高的定位精度。

GPS由美國軍方控制，1973年開始研制，1994年完成組建，系統(tǒng)由衛(wèi)星星座以及相應(yīng)的地面測控站組成。星座由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個(gè)軌道面上，無論在世界什么地方，幾乎隨時(shí)都可以捕獲到其中的4顆衛(wèi)星。每顆GPS衛(wèi)星都發(fā)送L1、L2兩個(gè)頻率載波信號，L1信號提供C/A碼(即民碼)，抗干擾能力比擬差，供民用用戶使用，也供軍用接收機(jī)截獲P/Y碼(即軍碼)用，用戶可自由接收；L2信號提供的P/Y碼，抗干擾能力比擬強(qiáng)，供軍用接收機(jī)修正電離層誤差，采取加密手段，不能隨意接收。P/Y碼定位精度，水平約12米，垂直約18米；C/A碼定位精度，水平和垂直為100米左右。美國仍在研制發(fā)射新一代GPS衛(wèi)星，新型衛(wèi)星所提供的定位精度將更高。

前蘇聯(lián)/俄羅斯也于70年代開始研制GLONASS衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，1995年完成系統(tǒng)的組建，其星座也由24顆衛(wèi)星組成，分布在3個(gè)軌道面上。其民碼定位精度可能優(yōu)于100米，軍碼定位精度可能低于GPS軍碼。近幾年，由于俄羅斯經(jīng)濟(jì)狀況惡化，缺乏研制發(fā)射補(bǔ)網(wǎng)衛(wèi)星所需的經(jīng)費(fèi)，至1999年2月，GLONASS星座工作星只有19顆，而且大多數(shù)衛(wèi)星已超過了設(shè)計(jì)壽命。

二、衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的應(yīng)用從1991年的海灣戰(zhàn)爭、1995年的波黑戰(zhàn)爭、1998年底的“沙漠之狐”行動，直到1998年3月開始至今的“盟軍行動”，美軍都大規(guī)模地應(yīng)用GPS技術(shù)，GPS的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，作用越來越大。衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)在軍事上的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：

*為車、船、飛機(jī)等機(jī)開工具提供導(dǎo)航定位信息；

*為精確制導(dǎo)武器進(jìn)行精確制導(dǎo)；

*為野戰(zhàn)或機(jī)動作戰(zhàn)部隊(duì)提供定位效勞；

*為救援人員指引方向。

(1)導(dǎo)航定位

目前，GPS與慣導(dǎo)相結(jié)合是飛機(jī)上普遍采用的一種導(dǎo)航方式，這種導(dǎo)航方式可由GPS提供精確的位置和速度信息，而慣導(dǎo)因不易受到干擾，可在無GPS信號時(shí)提供導(dǎo)航信號并使系統(tǒng)迅速更新。美軍目前的軍用飛機(jī)大量采用此種導(dǎo)航方式。

海灣戰(zhàn)爭期間，GPS系統(tǒng)只有16顆衛(wèi)星在軌，海灣地區(qū)每天的GPS可用時(shí)間達(dá)20小時(shí)以上。據(jù)美國國防部報(bào)道，借助于GPS，“F-16戰(zhàn)斗機(jī)、B-52轟炸機(jī)、RC-135偵察機(jī)和特種作戰(zhàn)飛機(jī)可全天候準(zhǔn)確無誤地執(zhí)行任務(wù)；坦克編隊(duì)可在沒有特征的沙漠地帶完成精確的機(jī)動；掃雷部隊(duì)可平安通過雷區(qū)、準(zhǔn)確確定布雷位置以便將其摧毀；給養(yǎng)運(yùn)輸車能在沙漠中發(fā)現(xiàn)作戰(zhàn)人員并為其提供補(bǔ)給；特別行動直升機(jī)與攻擊直升機(jī)能夠協(xié)同作戰(zhàn)?！盙PS還使空中加油機(jī)與需要加油的作戰(zhàn)飛機(jī)能夠更快地相互找到對方。

空襲與反空襲已成為現(xiàn)代局部戰(zhàn)爭的主要作戰(zhàn)樣式，軍用飛機(jī)是空襲行動的重要武器平臺和支援裝備之一。在“盟軍行動”中，北約動用了各式轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、預(yù)警機(jī)、偵察機(jī)、加油機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等近千架。有記者問一位北約飛行員：“你知道去轟炸塞爾維亞的哪個(gè)城市嗎？”飛行員答到：“不知道。”“那么你知道轟炸的是什么目標(biāo)嗎？”“不知道。”“那你怎么可能去轟炸呢？”“容易，上級給我一個(gè)坐標(biāo)，我按計(jì)算機(jī)的指引(采用GPS導(dǎo)航)，投下炸彈掉頭就走，跟玩游戲機(jī)沒啥兩樣?！笨梢娍找u行動對GPS的依賴有多深。

由于航母及其艦載機(jī)大量采用GPS和夜視系統(tǒng)等裝備，美軍航母全天候、全天時(shí)作戰(zhàn)能力顯著提高，每天出動的架次從原來的125~140架次增加到200架次以上，許多襲擊活動都選在夜間進(jìn)行。

值得重視的是，美軍在“盟軍行動”中首次動用了B-2隱身戰(zhàn)略轟炸機(jī)。B-2航程可以達(dá)18530公里(經(jīng)過一次空中加油)，從美國外鄉(xiāng)起飛，可到達(dá)世界任何一個(gè)地方參戰(zhàn)。B-2自1993年開始服役，全部部署在美國外鄉(xiāng)。B-2的參戰(zhàn)充分顯示了美軍的全球打擊能力，這一打擊能力也必然離不開GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的支持。在5月8日轟炸我駐南大使館時(shí)，B-2便是兇手。B-2還采用了GPS輔助瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，具有一次精確瞄準(zhǔn)16個(gè)分散目標(biāo)的能力。

(2)精確制導(dǎo)

精確打擊是現(xiàn)代戰(zhàn)爭的一個(gè)重要特征。海灣戰(zhàn)爭中精確制導(dǎo)武器約占9%，“沙漠之狐”行動中那么占70%左右，而在“盟軍行動”中那么高升為98%左右，所采用的精確打擊武器主要有巡航導(dǎo)彈和精確制導(dǎo)炸彈。精確制導(dǎo)炸彈主要有GPS復(fù)合制導(dǎo)炸彈和激光制導(dǎo)炸彈兩種。

美軍目前大量應(yīng)用的巡航導(dǎo)彈有戰(zhàn)斧海射巡航導(dǎo)彈和AGM-86C空射巡航導(dǎo)彈兩種。巡航導(dǎo)彈通常采用慣導(dǎo)加GPS進(jìn)行中段復(fù)合制導(dǎo)，采用數(shù)字景象匹配進(jìn)行末段制導(dǎo)。戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈在以前采用慣導(dǎo)加地形匹配進(jìn)行中段制導(dǎo)時(shí)，圓概率誤差為50米，末段采用數(shù)字景象匹配后，圓概率誤差才到達(dá)10米；現(xiàn)改用慣導(dǎo)加GPS進(jìn)行復(fù)合制導(dǎo)，圓誤差也能到達(dá)10米，而且簡化了發(fā)射前準(zhǔn)備地形匹配數(shù)據(jù)的時(shí)間，末段再采取數(shù)字景象匹配后，圓概率誤差大大優(yōu)于10米。

在海灣戰(zhàn)爭期間，美軍共發(fā)射巡航導(dǎo)彈323枚，其中戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈288枚，AGM-86C巡航導(dǎo)彈35枚。戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈為261枚BGM-109C(Block2A)和27枚BGM-109D(Block2B)，當(dāng)時(shí)此兩型戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈仍采用慣導(dǎo)加地形匹配加數(shù)字景象匹配制導(dǎo)方式，還未采用GPS，命中精度為15~18米?，F(xiàn)在美國已對以上兩種型號巡航導(dǎo)彈進(jìn)行了改良，增加了GPS制導(dǎo)方式。AGM-86C巡航導(dǎo)彈采用慣導(dǎo)加GPS進(jìn)行復(fù)合制導(dǎo)，命中精度10米，由作戰(zhàn)飛機(jī)從敵防空火力圈外發(fā)射。海灣戰(zhàn)爭之后，巡航導(dǎo)彈被認(rèn)為是增強(qiáng)常規(guī)威懾和實(shí)施遠(yuǎn)程精確打擊的有效武器。

“沙漠之狐”行動前后僅持續(xù)了70個(gè)小時(shí)，而美軍在這短短的時(shí)間里竟向伊拉克發(fā)射了415枚海射和空射巡航導(dǎo)彈，其中，海軍戰(zhàn)艦發(fā)射了325枚戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈，B-52轟炸機(jī)發(fā)射了90枚AGM-86C巡航導(dǎo)彈，僅幾天的發(fā)射量就超過了海灣戰(zhàn)爭42天的發(fā)射量。此外，美軍在“沙漠之狐”行動中還使用了大量激光制導(dǎo)炸彈,發(fā)揮了極大作用。

在“盟軍行動”中，南聯(lián)盟地區(qū)天氣多云，激光制導(dǎo)炸彈因易受天氣影響而發(fā)揮不出作用來，而GPS受天氣影響比擬小。這種天氣迫使美軍更多地依賴采用GPS制導(dǎo)的巡航導(dǎo)彈和炸彈，在戰(zhàn)爭的前5天就發(fā)射了大約400枚戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈。美軍使用的戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈主要是Block3型，它是在海灣戰(zhàn)爭中使用過的BGM-109C/D根底上研制出來的，采用慣導(dǎo)+地形匹配+GPS+景象匹配制導(dǎo)，最大射程1667公里(艦射)/1127公里(潛射)，命中精度3~6米(理論)，巡航高度15~150米，巡航速度0.5~0.75馬赫，價(jià)格約140萬美元。

在“盟軍行動”中使用的精確制導(dǎo)炸彈主要是聯(lián)合直接攻擊彈藥(JDAM)等。JDAM由常規(guī)炸彈改良而成，采用慣導(dǎo)加GPS復(fù)合制導(dǎo)方式，精度10米，價(jià)格1.2萬美元，美國海軍的F/A-18C/D戰(zhàn)斗機(jī)和空軍的B-1、B-2轟炸機(jī)都能攜帶。到4月中旬，美軍先前接收的第一批JDAM(約900多枚)在“盟軍行動”前一階段已根本用完，其投放主要由B-2實(shí)施。美國防部要求JDAM生產(chǎn)商—?ㄒ艄咎崆傲礁鱸攏叢?月份交付第二批共2200多枚JDAM，并簽定了第三批共2500多枚生產(chǎn)合同。襲擊我駐南大使館時(shí)，使用的便是該種武器。另外，B-2還可能攜帶全球定位系統(tǒng)輔助制導(dǎo)彈藥(GAM)參加作戰(zhàn)。GAM也采用GPS進(jìn)行復(fù)合制導(dǎo)，在12公里高空、距目標(biāo)14公里處投放，精度在6米以內(nèi)。

GPS制導(dǎo)方式還用于戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈上。美軍現(xiàn)役的陸軍戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈系統(tǒng)(ATACMS)的最新型號也加裝了GPS制導(dǎo)方式，以提高命中精度。ATACMS于1991年開始服役，其最初型號采用慣導(dǎo)系統(tǒng)加雷達(dá)指令修正進(jìn)行制導(dǎo)，在海灣戰(zhàn)爭期間向伊拉克發(fā)射了約30枚，其最新型號已經(jīng)部署在戰(zhàn)區(qū)，但未見具體作戰(zhàn)實(shí)例。

將GPS應(yīng)用到精確制導(dǎo)系統(tǒng)中，已使GPS成為精確打擊武器的重要組成局部。

(3)作戰(zhàn)部隊(duì)定位

GPS接收機(jī)可以做到小型化、手持式，因而攜帶方便，它還可與其它手持式通信設(shè)備組合在一起，是野戰(zhàn)部隊(duì)和機(jī)動作戰(zhàn)部隊(duì)不可缺少的裝備。海灣戰(zhàn)爭期間，GPS接收機(jī)就很受部隊(duì)歡送，一度出現(xiàn)了軍用GPS接收機(jī)嚴(yán)重短缺的現(xiàn)象，許多部隊(duì)不得不從市場上購置民用接收機(jī)。當(dāng)時(shí)多國部隊(duì)配備的GPS接收機(jī)約有5500臺軍用和1萬臺民用接收機(jī)。

(4)救援效勞

美軍飛行員目前在應(yīng)用一種Hook-112救生無線電裝置，在飛機(jī)被擊落時(shí)，能夠利用GPS系統(tǒng)為營救人員指引方向。Hook-112救生無線電是1995年在波黑地區(qū)被塞族導(dǎo)彈擊落的F-16飛行員獲救后研制出來的。當(dāng)時(shí)，飛行員為防止被俘而東躲西藏，苦熬了整整一個(gè)星期才被海軍陸戰(zhàn)隊(duì)救走。如果當(dāng)時(shí)配有GPS救生無線電，他就會早早得救。在“盟軍行動”中，被擊落的F-117飛行員可能就是依靠此類救生無線電為營救人員指引了方向。飛行員一落地便利用所攜帶的救生無線電進(jìn)行GPS定位并發(fā)出帶有位置信息的緊急呼救信號。在查知F-117被擊落之后，美軍立即派出包含EA-6B電子戰(zhàn)飛機(jī)在內(nèi)的數(shù)架飛機(jī)和直升機(jī)，飛赴貝爾格萊德進(jìn)行營救，其中EA-6B除負(fù)責(zé)干擾敵方的通信和雷達(dá)系統(tǒng)以外，還負(fù)責(zé)搜索F-117飛行員發(fā)出的無線電呼救信號。6個(gè)小時(shí)之后，EA-6B飛機(jī)接收到呼救信號，7個(gè)小時(shí)之后，飛行員被救走。三、幾點(diǎn)思考(1)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是典型的軍民兩用系統(tǒng)，它不僅具有重要的軍事應(yīng)用價(jià)值，而且具有重要的民用價(jià)值，應(yīng)用領(lǐng)域特別廣，目前除了美、俄擁有此類系統(tǒng)外，許多國家或組織都在積極開展本國或本組織的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。例如，歐盟最近正在積極籌措實(shí)施自己的歐洲導(dǎo)航衛(wèi)星方案(GNSS)；日本于1997年作出決定，要用7年時(shí)間解決衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)問題，第一顆試驗(yàn)衛(wèi)星方案2002年發(fā)射。我國也應(yīng)重視自己的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的建設(shè)。

(2)GPS由美國軍方控制，其軍碼加密程度高，無法利用；其民碼雖然可用，但抗干擾能力差；新研制的GPS衛(wèi)星可能具有局部地區(qū)關(guān)閉功能。因而GPS的利用受到美國制約，不利于它國軍事應(yīng)用。

(3)GPS信號是從空間傳向地面的，它并不是萬無一失，還是能夠被干擾和破壞的。在“盟軍行動”中，GPS信號可能受到了美軍電子戰(zhàn)飛機(jī)(如EA-6B)和無人駕駛干擾機(jī)的非成心干擾，美軍事部門正在設(shè)法克服這個(gè)問題。這說明只要采取適宜的措施就可干擾GPS系統(tǒng)，降低其定位精度，使依賴GPS進(jìn)行導(dǎo)航定位或制導(dǎo)的武器系統(tǒng)偏離航向。俄羅斯在1997年莫斯科航展上展出了一種GPS干擾機(jī)，這種干擾機(jī)能干擾GPS和GLONASS衛(wèi)星信號，能抑制數(shù)百公里以內(nèi)接收機(jī)的正常工作。美國空軍將設(shè)法購置這種干擾機(jī)，以找出對付它的方法。

(4)隨著美國對GPS的依賴程度越來越大，它也必然會越來越擔(dān)憂其GPS衛(wèi)星受到攻擊。冷戰(zhàn)時(shí)期，美國和前蘇聯(lián)就在積極研究反衛(wèi)星技術(shù)，有高能