中段反导指控系统建设研究

杨维东，张占月，王 军，刘秉华

（1.航天工程大学，北京 101416；2.酒泉卫星发射中心，新疆 库尔勒 841001）

0 引言

在近几次信息化条件下局部战争和地区冲突中，弹道导弹展现出了强大的实战能力。为应对日趋严峻的弹道导弹威胁，各军事强国竞相发展和部署反导系统。中段反导一般是指拦截已被释放但还未进入大气层的弹头，主要用于战略弹道导弹防御，是战略制衡的重要法码和提升国家地位的重要手段，在反导体系中的地位日益突出。一个完整的反导体系一般由预警探测系统、指挥控制系统和武器系统3部分组成，其中，指挥控制系统是反导体系的神经中枢，是反导系统的战斗力生成的关键[1]。开展中段反导指控系统建设研究，对加快中段反导系统实战能力生成具有重要的现实意义。

1 外军反导指控系统发展现状及启示

当前，美国、俄罗斯的反导指控系统日趋完善，日本、印度、以色列等国以及台湾地区均通过自主研制或军事采购的方式不断加快反导指控系统建设。

美国导弹防御局于2002年首次提出指挥、控制、作战管理和通信系统（C2BMC）概念，其主要包括规划能力、态势感知能力、作战管理能力、传感器组网能力、全球交战管理能力、全球通信能力等[2]。美国弹道导弹防御系统C2BMC采用以能力为基础、每两年为一个阶段、“设计一点，发展一点，部署一点，了解更多”的“螺旋上升”发展模式[3]。2008年，C2BMC开发框架进行了重新规划，开发过程划分为Block 1.0～Block 5.0五个阶段，形成了不同的软件版本并部署应用。美国已经建成覆盖助推段、中段和末端的空基、地基、海基一体化立体式弹道导弹防御系统，在全球20多个国家或地区部署了相关装备和系统[4]。C2BMC将各级各类指挥机构、预警探测系统和武器系统连成一个整体，日臻完善。

俄罗斯结合自身实际，将反导系统划分为国家级、区域级和点防御三大类，建设中主要突出保卫莫斯科中心工业区和对付有限规模的弹道导弹袭击的作战能力。俄罗斯（前苏联）的反导指挥控制系统自20世纪50年代后期开始研制，现已发展到以高速并行计算机为主的第三代。目前，俄罗斯通过战略、战役、战术3层指挥控制系统将预警网络和武器系统有机结合，分别形成不同层次的反导作战指挥控制系统[5]。俄罗斯空天防御兵在2011年底独立成为新的兵种，其反导系统建设进入快车道，计划于2020年前分阶段在全国范围内实现防空、反导、防天的一体化指挥控制[6]。

指控系统作为弹道导弹防御系统的核心，其建设水平直接影响整体效能的发挥。从美俄反导指控系统建设历程和现状可以得出以下启示：

1）指控系统建设是一个动态发展的过程，加快中段反导系统建设，反导体系应总体规划，推进预警、指控、武器等系统匹配发展。

2）反导系统建设应与综合国力和装备发展水平总体相称，应准确分析反导系统作战任务和建设需求，结合实际确立合适的发展策略。

3）确立反导系统建设标准和规范，完成顶层设计是实现指控系统架构的基础和保证。

4）科学划分阶段，分步推进，实现指控系统能力的螺旋式上升是通用和有效的方法。

5）综合应用多领域新技术发展成果，是推进中段反导指控系统创新发展和整体能力跃升的有效手段。

2 中段反导指控系统结构

反导指控系统可以从应用类别、能力需求和技术支撑3个维度进行划分，系统架构如图1所示。在应用类别域，指控系统涵盖弹道导弹防御的各个阶段，包括助推段、中段、末端高层和低层4个阶段；在能力需求域，包括态势感知、情报综合、作战规划、作战指挥、作战评估、系统管控和信息库等；在技术支持域，当前需要重点攻关的技术包括自主可控技术、人工智能辅助决策技术、态势图生成与应用技术等。

中段反导指控作为反导指控体系中的重要组成部分，应具备稳定的软硬件环境、可靠的通信能力和强大的基础计算支持，在此基础上，实现态势感知、情报综合、作战指挥等功能。中段反导指控系统基本组成如下页图2所示。

1）软硬件环境。以自主可控技术为支撑，深入军民融合，开发丰富的基础支持库，构建完善的系统开发运行环境。

2）通信支持。通信是指控系统的基础，包括国家基础通信网和国防专用网建设，节点管理，信息安全管控等。

3）计算支持。主要提供各类信息处理，为反导作战指挥提供强大的计算支持，包括数据预处理、弹道信息处理、落点计算、发射点估计等。

4）情报综合。参战部队、反导装备和作战对象等作战信息的收集、存储、分析、流转以及查询修改等处理能力，为指挥员提供准确、及时和完整的作战信息。

图2 中段反导指控系统组成

5）态势感知。完成日常空间态势的监视、显示和维护，结合各类情报，处理生成反导作战态势图，具备一定的战场态势预测能力。

6）作战规划。作战规划分为预先规划和实时规划两部分。预先规划是在传感器资源、火力资源的部署和能力分析基础上，结合防御区域面临的各类风险，预先制定反导作战计划。预先规划成果需经过多次推演、试验以及演习等方式检验，迭代完善，存入信息库，以备实战调用。实时规划是在可用的预先规划基础上，根据战场情况，快速完成作战方案微调，制定适用的作战方案。

7）作战指挥。包括交战参数制定、发射诸元计算与装订、火力分配以及发射指挥等，提供系统解锁等指令性交互，支持作战过程中的指挥员实时指挥。

8）信息库。提供导弹信息指纹库和反导作战预案库的管理、运行，具备多源信息的融合匹配等能力。日常运行中根据获取的目标红外、RCS、轨迹、部署区域、弹道特征等信息，充实完善信息库。

9）作战评估。包括拦截评估和毁伤评估两部分。拦截评估是指从武器系统按指令工作开始，根据拦截武器系统运行情况、跟踪数据和态势信息，持续计算拦截概率，形成后续拦截作战建议；毁伤评估是指根据实测信息完成拦截器对来袭目标毁伤效果进行评估。

10）系统管控。完成防御区域、传感器网、火力系统、软硬件系统、通信网络线路和节点、系统安全性等进行监视管理，完成指挥过程中对各系统的人在回路交互运行情况进行授权控制等管理，保证反导指控系统的正常、稳定、有效运行。

中段反导指控系统建设目标就是实现反导体系从传感器到武器打击的无缝连接，为反导作战指挥提供有效手段，提高反导系统作战敏捷性，提升实战能力。指控系统是一个不断完善动态发展的系统，将随着技术发展而不断优化改进，能力不断增强。

3 中段反导指控系统分阶段建设方案

中段指控系统建设涉及的技术领域广泛，关键环节多，建设难度大，不能一蹴而就。为实现合理的顶层设计和科学统筹，结合国家经济建设水平和国防科技发展进程，以美俄等反导指控系统建设发展模式为借鉴[7]，采取先易后难、从点到面、紧贴实战、上下联动、稳步推进的发展思路，提出一种分阶段推进中段反导指控系统建设的方案，其阶段划分及主要工作如下页图3所示。

图3 阶段划分及主要工作

第一阶段的建设任务是夯实基础，建立基本的中段反导指控系统，主要包括整合资源、基础建设、技术攻关和试验验证等内容。整合资源是将前期数据处理、指挥控制、通信支持等方面分散建设取得的成果进行梳理整合，构建中段反导指控系统雏形。基础建设主要完成体系架构设计、信息流程设计与优化、接口设计及建设规范制定。技术攻关是在体系建设的同时，在目标识别、规划管理、资源调度等关键技术领域集智攻关，谋求突破，提供有力技术支撑。试验验证是通过实弹试验等方式检验系统建设和技术攻关成果，优化各系统之间指挥及协同等关系。该阶段建设成果是建成一套基本的中段反导指控系统，全系统顺畅运行，具备单目标、指定火力单元条件下的中段反导作战指挥控制能力。

第二阶段的建设任务是全面提升中段反导指控系统能力，在基础建设、技术攻关等方面持续推进，主要包括加强信息应用、强化系统管理、推进模拟训练等。信息应用包括强化情报综合和分析功能，完善信息库，为目标识别提供信息支撑，增强信息融合等数据处理能力等。系统管理包括火力分配及规划、运行规划、作战指挥以及系统协调管控等。模拟训练包括建设反导模拟系统，以常规武器试验为基础，加强中段反导作战指挥及操作人员训练等。该阶段继续推进反导相关技术研究，检验科技创新成果，不断融入新技术，实现能力跃升。该阶段的阶段性成果使中段反导作战体系初见规模，指控系统实用可靠。

第三阶段建设任务是瞄准区域反导能力生成，不断增强中段反导指控系统的完备性和实战能力，主要包括区域部署、运行管理、演习训练等。区域部署以面临的现实威胁和挑战为基础，结合国家战略部署，在首都、重要经济圈等区域，完成中段反导系统部署，形成实战能力。运行管理是在区域系统建成并投入应用的基础上，完善系统管控、协同管理、传感器网优化等功能。演习训练是在建成的区域反导系统基础上，通过组织训练、演习等，不断优化系统结构和运行流程，完成人员、装备训练，检验中段反导作战理论，催生中段反导作战实战能力。该阶段继续推进反导相关技术研究，深入研究多层反导体系建设瓶颈问题，为建设国家级多手段立体式反导体系提供支持。本阶段建设阶段性成果是完成至少一个中段反导指控系统区域部署，形成区域级中段反导能力。

第四阶段建设任务是完善区域反导指控系统，推进国家反导体系建设，主要包括能力增强和全面部署两个方面。能力增强是指加快传感器网建设，扩大预警系统和精密跟踪的覆盖范围；加快反导火力系统建设，增加反导阵地数量，从点防御向面防御推进；加大通信系统建设，实现区域反导系统之间以及其与国家反导指控系统的可靠通信连接。全面部署是指完善反导指控作战指挥流程，完善作战指挥预案；推进中段反导系统与末段反导以及其他反导武器系统的融合；建立“国家-区域”两级指挥体制，逐步完善国家反导体系。国家级反导系统建成后，不断研究验证新技术、新战法，推进人员和装备训练，推进系统优化完善，提升作战能力。

对中段反导指控系统建设进行阶段划分，只是明确阶段性攻关重点，细化技术研究路线，不影响系统建设的连续性、持续性，落脚点在于加快国家反导体系实战能力生成。中段反导指控系统建设是动态发展的过程，随着新技术发展和验证、新装备研发与应用，指控系统的实战能力将得到不断增强和跃升。

4 技术体系及发展方向

反导指挥控制活动贯穿反导作战的全过程，依赖于探测、预报、识别、相关、融合等预警数据处理；依赖于高精度测速定位及姿态计算、发落点计算等基础计算支持；依赖于态势图生成、分析、预测及共享应用等态势感知技术；依赖于大数据存储、管理、分析等情报综合技术；依赖于探测能力计算、传感器组网控制、武器系统能力分析、部署及机动优化等作战规划相关技术；依赖于网络管理、系统安全、接口统一等系统管控技术；依赖于评估体系构建、评估方法创新等作战评估技术。这些技术的创新发展推动着指控系统能力的提升和进步。中段反导指挥控制系统技术支持体系如下页图4所示。

经多年探索和积累，中段反导指控系统建设具备了一定的技术基础。近年来，新兴技术蓬勃发展，如自主可控技术、态势图生成与应用、大数据管理与分析、智能决策技术等，这些技术为中段反导指控系统建设提供了新的解决方案。

图4 中段反导指控系统技术支撑体系

4.1 自主可控应用技术

伴随网络和信息技术的飞速发展，网络空间的对抗形势日益严峻，信息安全已成为国家安全的重要组成部分。中段反导指控系统以网络和信息共享为基础，提高自主可控水平势在必行。在系统建设中，从硬件选型到软件开发应当坚持自主可控发展道路，充分利用近年来芯片、操作系统、应用软件等方面的创新发展成果，保证各类信息获取、处理、分析、存储、传递、应用全过程的安全。

4.2 态势图生成与应用

作战态势图反映作战过程中各个实体的状态和事件发展趋势，是指挥员掌握任务部署、分析战场态势、制定作战计划、监控作战行动的重要基础。中段反导作战态势图的生成与应用，是实现态势共享和获取相对信息优势的重要手段。根据各类传感器获取的态势数据，建立科学有效的分析模型，完成态势分析预判、快速处理、准确呈现，形成上下一致的态势图，是提升反导指控系统能力、把握中段反导作战主动性的重要手段。态势图分析、预测、标绘及可视化等技术的发展与应用，可为中段反导指控系统能力提升提供支撑。

4.3 大数据管理与分析

中段反导指控系统汇集了多源、异构、海量的情报、预警探测等信息，随着传感器等技术的发展，信息量成指数增加趋势。面对“海量”情报信息，传统的人工判读已经难以满足指控系统信息需求，亟需新的技术和手段。近年来，大数据技术蓬勃发展，特别是数据管理、分析、融合等技术为情报综合提供了新的解决方案。应用大数据管理分析技术，可准确感知情报之间的关联、捕获热点信息，发现高价值情报，为系统响应的敏捷性和决策指挥的时效性提供有力的信息支撑，促进中段反导指控系统能力提升。

4.4 智能决策控制技术

中段反导指挥决策面临着数据总量大、反应时间短、不确定性多等挑战。将人工智能领域的技术发展成果引入中段反导指控系统建设中，利用机器学习等方法，训练演化，形成基于人工智能的辅助决策系统，可实现情报到行动的快速智能决策，能更大程度综合应用预警信息、态势信息等各类情报信息，优化使用作战火力，实现快速响应自适应作战，缩短中段反导作战的响应时间，变被动应战为主动作战，提升反导系统实战能力。

中段反导指控系统建设和发展最主要的驱动力就是技术创新。除上述技术之外，指控系统建模优化技术、信息安全检测及防范技术、航迹关联、反导效果评估等直接影响指控系统能力的技术领域也需加大投入，大力攻关。

5 结论

指挥控制系统是实现预警系统和武器系统铰链的神经中枢，直接影响中段反导系统的战斗力。在中段反导试验向实战化部署迈进的重要阶段，指控系统架构、分阶段建设方案以及技术体系研究具有重要的现实意义。本文的研究可为中段反导指控系统部署应用提供一种思路探讨，其完备性和适用性还有待深入研究，实现途径和技术细节等都需要大力创新攻关。