美国空间态势感知领域新发展及影响分析

美国空间态势感知领域新发展及影响分析

张昌芳,李坡, 朱启超

(国防科学技术大学 国家安全与军事战略研究中心，湖南 长沙 410073)

摘要近年来美国对其空间态势感知的相关政策条令作了调整，并大力推进空间态势感知系统建设。从空间态势感知政策条令、装备技术两方面对美国空间态势感知领域的新发展进行系统梳理，并从空间监控、空间预警和空间进攻3个角度分析新发展对美国空间安全的影响。研究表明，美国空间态势感知领域的新发展使得其空间态势感知能力进一步增强，并为其空间监控、空间预警和空间进攻奠定了更加坚实的基础，从而促使其在空间安全上的战略主动权和灵活性更大，自身航天器的安全性更有保障，在空间进攻方面的优势更加突出。

关键词空间态势感知；政策条令；装备技术

收稿日期2015-05-04

基金项目部委级资助项目

作者简介张昌芳(1981-)，女，副研究员，博士，主要研究方向为跨域作战、战略威慑。zcf0731@163.com

中图分类号E92

文章编号2095-3828(2015)05-0067-04

DOI文献标志码A 10.3783/j.issn.2095-3828.2015.05.015

收稿日期2015-04-22

基金项目部委级资助项目

New Developments in US Space Situational Awareness Domain and

Analysis on Relevant Impact

ZHANG Changfang，LI Po，ZHU Qichao

(Center for National Security and Military Strategic Studies, National University of Defense Technology,

Changsha Hunan 410073, China)

AbstractSome adjustments to US space policies and space operation doctrines related to space situational awareness are made and some new space situational awareness equipments and technologies are developed recently. The new developments in US space situational awareness domain are presented in terms of space policies, space doctrines, space situational equipments and technologies. The impacts of the new developments to US space safety and space security are analyzed from the aspects of space supervision, space early warning and space offensive. It can be concluded that the US space situational awareness capabilities are improved which act as a solider base of US space supervision, space early warning and space offensive. So the strategic initiative and flexibility of US space safety and space security are further enhanced. The safety and security of US spacecrafts in orbits are further guaranteed, and the US superiority in space offensive are further enlarged.

Keywordsspace situational awareness; policy and doctrine; equipment and technology

2013年5月29日，美国参联会主席签发新版《空间作战》条令[1]，取代2009年1月6日发布的《空间作战》条令[2]，成为美军实施空间联合作战的最新理论依据。根据新版条令的阐述，空间态势感知是空间作战所需要的、对当前的和预测的空间环境和作战环境的理解，将为美军实现空间自由、控制空间和支持联合作战提供关键支撑。空间态势感知的四大关键目标是：确保空间作战和空间飞行器安全、督促贯彻国际条约和协议、保护空间能力、支撑军事行动和保护国家利益。为此，空间态势感知应具备如下4个方面的能力：检测、跟踪、识别能力，威胁告警与评估能力，特征描述能力，数据整合和开发利用能力

1美国空间态势感知政策条令的新发展

1) 将空间态势感知列为独立空间任务领域并赋予优先发展权。美国国防部1987年版《空间政策》首次提出空间任务领域的概念，并按照功能将空间作战划分为空间支持、空间力量增强、空间控制和空间力量运用4个任务领域。空间态势感知是空间控制的一项子任务，主要为防御性空间控制和进攻性空间控制提供支撑。2012年，美国国防部发布新版《空间政策》[3]，将空间态势感知从空间控制的子任务提升为与上述4个任务领域相并列的一个任务领域。2013版《空间作战》条令则进一步赋予空间态势感知优先发展权。这一调整反映了美军对掌控空间环境变化与及时判明空间威胁的迫切需求，凸显了美国对空间态势感知的重视；同时，将空间态势感知从空间控制任务领域剥离，淡化了其空间对抗色彩，为空间态势感知能力建设和扩大国际合作提供了便利。

2) 将原属于防御性空间控制领域的威胁告警与评估任务划归空间态势感知任务领域。在2009版《空间作战》条令中，对有意干扰的检测与描述被列入防御性空间控制任务领域。2013版条令明确地将威胁告警与评估任务列入空间态势感知任务领域。这一调整一方面丰富了空间态势感知的内涵，把对射频、激光等各种电子干扰源的探测、识别、定位和评估等电磁态势数据补充到空间态势感知数据库中，从而更加全面地辨识空间目标和空间事件；另一方面，弱化了威胁告警与评估任务的空间对抗特性，使得在平时即可常态化地开展空间威胁告警与评估，为冲突时的快速响应积累技术和经验。

3) 加强与盟国和伙伴国在空间态势感知领域的数据共享。新版条令强调，与负责任的国家、国际机构、商业机构合作，将非国防部的空间能力作为自身能力的重要补充，有助于提高美军空间态势感知系统的弹性。在此指导下，近年来美国已经先后与澳大利亚、日本、意大利、加拿大、法国、韩国和英国等7个国家，以及欧洲航天局和欧洲气象卫星应用组织签订了空间态势感知数据共享协议[4]。这些协议的签署，加强了美国与盟友和合作伙伴间的战略联盟关系，同时在政府预算紧张、军费削减的形势下，能够以较低的成本满足自身对空间态势感知能力的需求。国际合作的开展使得美国空间态势感知信息的数量和质量有了显著提升。

2美国空间态势感知装备技术新发展

美国的空间态势感知装备体系主要由分布于地面、空间的各种雷达、光学和电子干扰探测装备，以及“联合空间作战中心任务系统”(Joint Space Operations Center(JSpOC) Mission System, JMS)组成。近年来，美国积极推进空间态势感知系统建设，一方面对原有的空间目标监视设备进行升级，并研发新型空间目标监视设备；另一方面对“联合空间作战中心任务系统”进行现代化改造，提高其数据处理和指挥控制能力。

2.1雷达型空间目标监视装备技术的新发展

美国空军新一代“太空篱笆”[5]项目合同已于2014年6月签订。该项目是美军增强空间态势感知能力的核心，试图通过跟踪更多更小的目标，来取代美国空军1961年以来一直使用的空间监视系统。新“太空篱笆”将使用世界上最大的S波段(2～4 GHz)相控阵雷达，重点对中低轨道上的数十万个目标进行无指示检测和跟踪。新“太空篱笆”第一个站点位于太平洋马绍尔群岛的夸贾林环礁，预计在2018年形成初始作战能力。与老系统相比，新“太空篱笆”在覆盖范围、目标库容量、空间探测的精度和时效性方面都有较大改善，建成后将把空间态势感知工作从被动反应模式提升到主动预测模式。

2.2光学型空间目标监视装备技术的新发展

在地基光学型空间目标监视装备技术方面，主要有2个重点项目：空间监视望远镜(Space Surveillance Telescope, SST)和空间目标跟踪系统(Space Object Tracking, SPOT)。SST项目旨在通过研发大型弧形焦面阵列传感器技术，制造一种新型望远镜，实现对地球静止轨道空间目标的宽视场跟踪。该望远镜的研制在2002年启动，并于2014年迁移至澳大利亚西部，预计从2016年开始正式运行[6]。与美国现有的“地基光电深空监视”(Ground-based Electro-Optical Deep Space Surveillance,GEODSS)望远镜相比，SST在搜索速度和灵敏度方面有一个数量级的提高，同时SST的视野更宽，能更好地跟踪地球静止轨道内小型深空目标。SPOT项目由3个1 m口径的光学望远镜组成，配置在类似于铁轨的轨道上，通过移动望远镜对一个空间目标拍摄大量图像，并组合成一张清晰的空间目标图像，可监测地球静止轨道上最小直径50 cm的目标。SPOT有望成为在全球战略位置配置的望远镜网络的一部分，该网络初步计划在南半球和亚洲各设置一台望远镜，以增加地基监视系统的能力，其目标是能够监测尺寸小至10 cm的物体[7]。

在天基光学型空间目标监视装备技术方面，有如下重点项目：天基空间监视系统(Space-based Surveillance System,SBSS)计划[8]、地球同步空间态势感知计划(Geosynchronous Space Situational Awareness Program,GSSAP)[9]，以及局部空间的自主导航与制导试验(Automated Navigation and Guidance Experiment for Local Space,ANGELS)计划[9]。其中SBSS计划旨在研制低地球轨道的光学遥感卫星，对空间目标实施广域监视。该计划分2个阶段进行：第一阶段的“探路者”Block 10卫星已于2013年4月正式开始运行，提供一种过渡性的天基空间监视能力；第二阶段称为B1ock 20，将组建一个由3颗卫星组成的星座，并计划在2021年之前完成布局。SBSS系统具有高轨道观测能力强、重复观测周期短、可全天候观测的特点，将使美国对地球静止轨道卫星的跟踪能力提高50%，对空间目标编目信息的更新周期由现在的5 d左右缩短到2 d。

GSSAP和ANGELS项目旨在验证地球静止轨道的微小卫星技术，实现对地球静止轨道目标的局域空间态势感知。其中GSSAP卫星携带光电传感器并具备较强的机动能力，能以最佳的视角近距离侦察地球静止轨道目标。ANGELS卫星具备较高的自主行为能力，围绕停留在地球静止轨道之上数百千米的“德尔塔-4”火箭开展机动，并利用光电传感器对其进行探测、跟踪和描述。目前，已有2颗GSSAP与1颗ANGELS卫星发射升空。GSSAP和ANGELS卫星的部署，将填补美军对地球静止轨道的监视能力缺口，使美军能清晰地描述该轨道上的空间目标，而不仅仅是跟踪它们。

2.3卫星电子干扰探测、识别与定位装备技术的新发展

美军对射频、激光威胁的侦察、探测和告警工作非常重视，近年来在这方面发展了一系列装备技术。首先，美国空军一直在秘密研发快速攻击识别、探测和报告系统(Rapid Attack Identification Detection Reporting System, RAIDRS)[10]，用于探测、识别空间系统受到的攻击，判断攻击性质，进行干扰源定位，为部队采取相应措施提供决策支持。RAIDRS分Block 10和Block 20共2个阶段，Block 10样机系统从2005年就在中东服役，2012年美国空军在夏威夷、日本等5个地点部署了5 套RAIDRS地面组件(RAIDRS Transportable Ground Segments, RTGS)永久系统，对这些地区地球静止轨道商业卫星通信可能遭受到的电子干扰进行探测、识别和定位。另外，美国的ITT Exelis公司在2012年9月宣布在GPS干扰检测与定位技术领域取得重大进展，未来将能通过传感器网络和先进定位技术对GPS干扰源实施检测与定位，便于用户予以应对[11]。随着卫星电子干扰探测、识别与定位技术的快速发展与广泛应用，美国针对卫星电子干扰的态势感知能力得到大幅提升。

2.4空间态势感知数据处理系统新发展

除了大力发展空间目标监视装备以外，为提高接收并处理空间态势感知数据的能力，美国从2009年开始研发新的空间态势感知数据处理系统——“联合空间作战中心任务系统”。该系统是一种自动化信息系统，是有效处理空间目标监视收集到的海量数据，提供和增强空间态势感知能力的关键。其研发工作以增量的方式进行，整个系统将在2016年前后建成，从而减少实现关键步骤的作战处理时间，处理新型空间目标监视装备收集到的海量观测数据；提高空间态势感知数据在政府、民事机构、商业机构以及海外机构之间进行共享的自动化水平[12]。

3美国空间态势感知领域新发展对空间安全的影响

美国空间态势感知政策条令的新发展，提升了空间态势感知的地位作用，扩大了空间态势感知的内涵，增强了空间态势感知数据的共享，并使得空间态势感知活动可以合法地、常态化地开展；空间态势感知装备技术的新发展，使得系统的覆盖范围更大、编目的空间目标更多、空间目标数据精度更高、数据更新周期更短，使得空间战场的透明度更高，美国在空间战场上的信息优势更加突出。上述两方面的发展，将对美国的空间安全产生显著影响。

1) 空间监控水平进一步提高，其在空间安全上的战略主动权和灵活性更大。美国空间态势感知领域的新发展，使得美国获取其他国家的空间活动数据情报更为详尽和及时。另外，天基局域空间监视卫星的应用使得美国对地球静止轨道目标的认知水平由一般的探测跟踪提升为详细特征的侦察识别，能够对自然原因、技术故障、人为破坏引起的失效进行更好地区分。以精度更高、数量更大和实时性更好的探测数据为基础，对其他国家的战略、战术、意图和能力了解得更为清楚。另外，与盟友和伙伴国共享态势感知数据，在补充完善美国态势感知系统性能的同时，提高了对手攻击美国空间资产的政治、外交成本。监控水平的进步，使美国在空间上的不安全感、不确定感明显降低，在空间安全上的战略主动权和灵活性明显增加。

2) 空间预警能力进一步增强，其在轨航天器的安全性更有保障。美国空间态势感知领域的新发展，一方面，使得美国可以探测到以前“不可见”的大量危险空间碎片，可以更加有效地探测其他国家相关手段对本国空间资产的物理接近、电子干扰等，快速识别和理解空间系统面临的威胁，在碰撞或敌对攻击事件发生之前，为各种卫星、国际空间站和载人飞船在内的各类航天器规避空间碎片和应对其他国家的攻击方面提供更加全面、准确、及时的碰撞预警和威胁预警信息。另一方面，强大的空间态势感知能力本身具备很强的威慑效果，迫使对手慑于被发现并遭受报复而不敢贸然发动攻击。综上所述，美国空间态势感知领域的新发展，将为美国在轨航天器的安全性提供更好的保障。

3) 空间进攻能力进一步巩固，其在空间进攻方面的优势更加突出。美国空间态势感知领域的新发展，一方面，使得美国有能力为其未来的反卫星武器提供待攻击目标精确的轨道、位置、速度等参数，为反卫星武器的进攻作战行动、作战效果评估直接提供信息保障；另一方面，使得美国能够对其碎片清除、在轨装配(如“凤凰”计划[13])、维修保障等空间操作技术的演示验证提供信息支援，而这些空间操作技术本身就具有较大的反卫星潜力，可对敌方卫星实施软硬杀伤。总之，美国态势感知领域的新发展，使得其在空间进攻方面的能力得以加强，在空间进攻方面的优势地位进一步巩固，在未来的空间对抗中更容易夺取并保持制空间权。

4结 束 语

近年来，美国在《空间政策》和《空间作战》条令中对空间态势感知的相关内容进行了调整，并大力发展空间目标探测装备技术，升级改造空间态势感知数据处理系统，空间态势感知能力出现大幅提升，促使其空间监控水平、空间预警能力和空间进攻能力得到进一步增强，空间安全上的战略主动权和灵活性更大，自身航天器的安全性更有保障，在空间进攻方面的优势更加突出。

参考文献(References)

[1]Joint Chiefs of Staff.Joint publication 3-14:space operations[EB/OL].(2013-06-07) [2014-12-20].http://www.defenseinnovationmarketplace.mil/resources/JointSpaceOperations2013.pdf.

[2]Joint Chiefs of Staff.Joint publication 3-14:space operations[EB/OL].(2010-07-01)[2014-12-20].http:www.docin.com/p-62221522.html.

[3]US Department of Defense.Space policy[EB/OL].(2013-09-03)[2014-12-20].http://www.defenseinnovationmarketplace.mil/resources/DoD3100-10_dtd12Oct2012.pdf.

[4]许红英.美国战略司令部:美国合作伙伴可间接访问“太空篱笆”雷达数据[EB/OL].(2014-11-24) [2014-12-20].http://www.dsti.net/Information/News/91563.

[5]汪洋, 韩长喜.美国“太空篱笆”计划概述[J].现代雷达, 2014(3):16-18.

[6]许红英.美国将在澳大利亚部署的太空监视系统简介[EB/OL].(2014-09-10)[2014-12-20].http://www.dsti.net/Information/News/90352.

[7]MEHTA A.Lockheed sees future for ground-based space situational awareness[EB/OL].(2014-05-20) [2014-12-20].http://www.defensenews.com.

[8]许红英.美国计划用三星星座取代“天基对天监视”卫星[EB/OL].(2014-09-15) [2014-12-20].http://www.dsti.net/Information/News/90459.

[9]许红英.美空军发射三颗“邻里守望”太空监视卫星[EB/OL].(2014-08-13) [2014-12-20].http://www.dsti.net/Information/News/89849.

[10]王力波.美国空间对抗新思维与装备技术发展新动向[J].航天电子对抗, 2012(5):13-15, 37.

[11]云成.美国GPS干扰的检测与定位技术取得重大进展[J].卫星应用, 2012(6):3.

[12]童炜.望向太空的“鹰眼”[J].现代军事, 2014(9):74-77.

[13]陈罗婧, 郝金华, 袁春柱，等.“凤凰”计划关键技术及其启示[J].航天器工程, 2013(5):119-128.

(编辑：李江涛)