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卫星支援弹道导弹反航母作战研究

2011-02-14李瑛博夏志飞

装备制造技术 2011年11期
关键词:空间信息制导机动

张 雷,李瑛博,夏志飞,李 承

(装备学院研究生管理大队,北京 101416)

随着通信和航天技术的快速发展,军用卫星已成为为联合作战提供全面信息支援和力量保障的关键装备,为远程精确打击提供重要的保障,并且决定了作战双方在战场信息获取、传输、处理和分发方面的优劣态势,这将直接影响获取信息化战争的主动权,乃至胜败结局。

以大型航母为核心的航母编队集航空兵、水面舰艇和潜艇为一体,是空中、水面和水下作战力量高度联合的海空一体化机动作战部队,具有灵活机动、综合作战能力强、威慑效果佳等明显特点,尤其不受岸上基地的限制,可在远离军事基地的广阔海洋上实施大范围机动作战[1]。借助天基力量,可以实现全球观察、全球通信以及重点监视,并且实现对更远距离威胁目标的打击。因此,卫星支援必将成为反航母作战不可或缺的重要组成部分。

1 航母作战的特点

航母作为海上最具生命力的作战体系的核心,具有独特的快速反应能力、机动灵活的部署能力、制海制空的综合作战能力和巨大的威慑力量,其主要特点非常突出。

(1)几何尺寸大,航母目标大,护航舰只多[2]。航母编队的舰船目标,一般长度都在百米量级,宽度在数十米。

航母编队舰船的几何尺寸较大,且它们在海上行进时,一般也保持较大的间距,空间侦查信息对航母编队探测的的分辨率要求不高。它们要想隐蔽航行是非常困难的,很容易被对方的侦察卫星、预警机、侦察机等侦察、探测设备在较远的距离上发现。

(2)金属结构。航母编队的舰船等目标,都是用钢铁制造的,因此作战目标通常是钢铁结构,一般金属结构的辐射、散射特性以及可见光的反照率有明显特征,特别对无线电波具有较强的反射能力,因此美国研制的各种隐身飞机都要涂上吸波材料,而航母甲板由于起降飞机,不能涂上吸波材料,并且在外形上也无法倾斜以偏转雷达波,因此用无线电波对作战目标进行探测,是较为有效的。

(3)低速运动目标。航母通常是在运动状态,而运动的速度较慢,典型的航速约为30节(约为55.5km/h),但是航母的活动范围广,不像在陆地受种种限制,对航母的监视,实际上是对慢速运动目标的监视,必须采用不同于对静止目标和高速运动目标的侦察手段。对于慢速移动目标的监视信息,要求有较高的时间分辨率和较高的定位精度,可以对目标的航速和航向进行判断。

(4)不间断辐射无线电信号。在海上铺开方圆数十海里的航母编队,是各种电磁信号的综合体,除了航母本身装设有各种雷达、指挥、通信、干扰等电子设备外,编队中的其他舰艇及飞机,也都装设有大量的电子设备,构成了相当强烈和巨大的电磁信号源。航母编队很难做到无线电静默,特别是为了自身的安全,警戒雷达、控制雷达是不能关机的。因此对航母进行监视时,可以通过电子侦察卫星截获航母及其编队舰只的雷达、通信等无线电信号来实现。

(5)距岸远,活动范围广阔。美军作战条令规定,与主要沿海国家作战时,航母在战争的初期应该位于海岸线以外约200海里(约370 km)的海域。此外,航母还在不停的运动,美航母大多采用核动力,可以连续几周以最大航速在海上机动,不必频繁加油。在30 min内,航母就可以机动到面积为3000 km2的圆形区域的任一处。航母只要位于公海,大多数对手发现航母的机会并不多,卫星侦察是在海域侦察中最有效的方法。

2 反航母弹道导弹的情况分析

弹道导弹是进攻性导弹武器的一种,其除了有动力飞行并进行制导的主动段弹道外,全部沿着只受地球引力和空气动力作用的近似椭圆弹道飞行。弹道导弹的弹道包括动力飞行段、自由飞行段和再入大气层飞行段。

用于反航母作战的弹道导弹,为了有效打击移动目标和提高突防能力[3],在自由飞行段和载入大气层飞行段与典型的弹道导弹概念有所不同,主要增加两项功能:

(1)道中段变轨功能,即增加变轨发动机,在外层弹道中段可改变导弹飞行轨迹,使导弹具有机动再入能力;

(2)末段精确制导功能,即增加导弹末制导,采用毫米波雷达、红外焦平面成像、反辐射雷达或两种以上组成的末制导弹头,当导弹机动再入飞临目标上空时,具有末段寻的制导能力。

3 弹道导弹反航母作战对空间信息的需求

弹道导弹反航母作战需要的空间信息主要包括:侦察监视信息、导航定位信息、气象信息、测绘信息和通信与数据中继信息。

3.1 侦察监视信息需求

对航母实施远程精确打击,需要航母的位置、航速、航向、空间遥感图像和电磁辐射特征等信息。由于航母距岸远,活动范围广阔,因此,这些情报信息需要以空间侦察手段为主来获取。

(1)执行弹道导弹反航母作战任务时,需要海洋监视卫星对海上大型移动目标进行搜索、跟踪和定位,获取目标的位置、航速、航向和电磁辐射特征等信息[4]。

(2)航母编队的情报信息,可以借助高分辨率成像侦察卫星对目标进行反复侦察,长期积累,及时整理更新,建立数据库,为选择和确认打击目标和制定导弹火力计划提供依据。

(3)航母编队舰艇上装有复杂多样的电子设备,时刻在发射各种电磁信号,可以借助电子侦察卫星获取其雷达和通信装备的电磁特性,为完善目标数据库,末端雷达寻的制导基准参数设置和通信侦察提供依据。

3.2 导航定位信息需求

导航定位信息,是提高弹道导弹精确打击能力和激动发射能力的重要信息。

(1)弹道导弹采用卫星导航制导和惯性制导相结合的复合式中段制导方式时,需要卫星导航系统提供定位和测速信息,用于修正随时间积累的惯导系统误差,减小末端寻的制导负担,提高弹道导弹远程精确打击能力。

(2)为保障导弹部队的机动能力和协同能力,需要导航定位卫星为导弹部队机动提供精确的引导和定位信息。

(3)支持机动区域大地控制网布设,提高作战阵地联测、复测的精度和效率,为发射阵地快速定位定向提供保障。

3.3 气象信息需求

气象卫星的遥感遥测手段,在导弹作战气象保障中具有重要的意义。

(1)制订行动计划和确定发射窗口,需要准确的气象保障信息,如风、云、雷、雨、雪、温度、压强等。

(2)为保障弹道导弹的飞行安全,需要掌握弹道导弹飞行走廊的高空气象要素,例如大气电场、空中急流、风切变、大气湍流和目标区上空粒子云等环境信息。

(3)弹道导弹末端制导方式和战斗部的选用,需要参考目标区域的洋面温度、风速、风向、海况、水色和闪电探测等气象信息。

3.4 测绘信息需求

弹道导弹反航母作战过程中,需要测绘卫星满足以下需求:

精确测定导弹发射点的地心坐标,为弹道导弹计算提供位置参数;

建立发射阵地的方位基准,为导弹实施方位瞄准提供起始数据;

由于有了这些政策,来到上海的国内外贸易公司几乎云集外高桥保税区。到2017年,外高桥保税区外贸规模稳居全国保税区首位,全年进出口贸易额突破1663.6亿美元,比上年增长11.3%,占全国13家保税区进出口总额的比例达到54.8%,占全国全部138个海关特殊监管区进出口总额的25%,占整个上海2017年进出口贸易总额的25%。除了进出口额,保税区的增加值、税收等经济指标几乎是全国其他12个保税区的总和。

确定发射点的垂线偏差,以便对导弹临射前的垂直姿态进行调整;

测定发射点的重力加速度,以校准导弹惯性系统加速度表;

收集机动区域地形资料和地理信息资料,测绘高精度的军事地图,支持导弹部队机动作战的路线和机动阵地的选择。

3.5 通信与数据中继信息需求

弹道导弹反航母作战,需要可靠畅通的通信和数据中继保障。通信信息、侦察监视信息、导弹武器铰链信息等信息的传输,都需要通信卫星和中继卫星作为空间信息传输的平台。

(1)导弹部队作战具有指挥集中、部署分散、战场范围广阔、地理环境复杂、机动作战频繁和快速反应能力要求高等特点,在遂行反航母作战任务时,由于航母是移动目标,对于信息的时效性和连续性要求更为突出,为满足作战要求,通信信息的传输需要卫星通信系统予以支持;

(2)通过卫星中继,侦察监视系统可以将侦查图像、情报等信息实时回传,并使地面指挥机构对各类侦察监视卫星实施遥控遥测,针对重点目标进行侦察;

一是导弹回传飞行状态信息,供指挥控制系统确定导弹飞行状态和突防效果;

二是飞行控制信息,使导弹在飞行过程中,能够根据动态目标的实时指示信息调整预定落点和飞行航迹;

三是回传打击效果侦察信息,用于目标侦察和打击效果评估。

4 结束语

空间信息应用,是弹道导弹反航母作战信息支援保障的重要内容,积极开展弹道导弹反航母作战空间信息应用研究,具有重要的现实意义。本文围绕弹道导弹反航母作战的特点,对其作战过程中对空间信息的需求进行了研究,旨在为卫星支援在联合作战中的发展提供一定的参考。

[1]杜 伟,李 智.弹道导弹反航母仿真系统设计研究[J].计算机工程与应用,2006,(29):226-232.

[2]张 韧,彭 鹏,徐志升,等.航母战斗群海洋环境保障体系构架初探与实验建模[J].解放军理工大学学报,2011,12(1):97-102.

[3]刘燕斌,南 英,陆宇平.弹道导弹突防策略进展[J].导弹与航天运载技术,2010,(2):18-23.

[4]苏建伟,宋 元,许林周.海洋监视卫星对水面舰艇电子侦察效能分析[J].舰船电子对抗,2009,32(4):51-53.

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