美军海上方向预警探测系统发展研究与启示

蔡 超，阮怀北，冯顺平，袁 博

（空军预警学院，湖北 武汉 430019）

海上方向预警探测系统主要是针对海上方向各类威胁目标完成目标识别、探测和跟踪，借助雷达技术和侦察技术及时获取目标情报，并有效进行识别和检测，获取海上战场态势信息[1]。海上是未来战争的主要战场，海上方向预警探测能力对海上联合作战起着至关重要的作用。美军海上方向预警探测系统已经建成了海、空、天全方位的立体预警网并在不断地发展和完善，是探索中国海上方向预警探测系统建设的有益借鉴。

1 美军海上方向预警探测系统概况

美军海上方向预警探测系统主要由预警卫星、天基预警雷达、预警机、无人机、海基预警雷达、作战舰船和侦察船等多样的天基、空基、海基预警探测装备组成。

1.1 天基预警探测力量

美军主要使用各种天基预警卫星相互配合来实现海上方向天基预警。国防支援计划（DSP）和天基红外系统（SBIRS）系列预警卫星是美军天基预警卫星的主体。DSP卫星运行于地球同步轨道，搭载了红外传感器，可检测弹道导弹、空间飞行器和核爆炸[2]。DSP卫星由于已经使用较长时间，将逐步退出现役。SBIRS卫星作为当前美军天基预警的力量，主要依靠红外探测设备对战略和战术导弹助推段、中段飞行阶段和再入段进行全程预警和连续跟踪监视，从而实现对导弹目标预警的全球覆盖，该系统卫星由高轨道部分和低轨道部分组成，其中高轨道部分用于取代DSP系统进行早期预警，而低轨道部分则是主要用于对中段飞行的导弹进行跟踪监视并引导拦截。SBIRS低轨部分已经改名为“太空跟踪和监视系统”（STSS），用于追踪导弹中段的飞行。SBIRS的早期预警与STSS的中段监视跟踪相结合，可以实现全程跟踪与信息交互。

1.2 空基预警探测力量

美军主要使用预警机、无人机和浮空器等空基平台的预警系统来实现海上方向空基预警。美国目前现役的预警机有海军舰载E-2系列“鹰眼”预警机、空军E-3系列“望楼”预警机和RC-135“眼睛蛇球”预警机等。预警机使雷达预警探测设备和红外预警探测设备，尽早尽远发现敌方常规目标和弹道导弹，为己方实施各种军事行动提供充分的预警时间。与此同时，美军也在无人机上加装红外预警设备使其具备预警侦察能力。MQ-9“死神”无人机带多光谱红外吊舱（MTS-B）是美军目前主要使用的无人机载红外预警系统，其主要是使用宽窄视场相结合的方式来发现并跟踪目标。

1.3 海基预警探测力量

美军主要使用作战舰船自带的预警探测系统、预警侦察船和海基X波段雷达来实现海上方向海基预警。海基X波段雷达（SBX）是一种架设在海上石油钻井平台的有螺旋桨推进动力的浮动式机动雷达站，SBX雷达作为美国导弹防御署地基中段防御项目的重要组成部分，主要用于弹道导弹的探测、跟踪与识别[3]。海洋监视船、海洋调查船和导弹监测船是美军几种常见预警侦察船，主要对远海目标和水下目标进行航行探测、搜索、发现和跟踪，可以较好地弥补陆基和空基预警系统的不足。对空雷达是各类作战舰船自带的预警探测装备，主要是对敌方空中目标进行及时预警发现和识别跟踪。作战舰船因其具有可灵活机动部署和远距离前出的特点，可以大幅增加预警探测的范围，同时可以机动至重点热敏地区加强预警探测能力，实现不同的侦察预警效果。

2 美军海上方向预警探测系统的发展

美军实施的是全球预警战略，其海上方向预警探测系统发展最终目标是实现整个海面、空中和太空中目标的有效探测和连续监视[4]。随着隐身、临空、超高声速等新型威胁目标的出现，美国将不断革新各类雷达预警探测技术，如空中预警机、无人机红外预警技术和预警卫星传感器技术，构建精准化、一体化海上方向预警探测系统。

2.1 天基预警装备的发展

为进一步增强天基预警优势，美国已经开始发展更加简单、灵活的“下一代过顶持续红外项目”（OPIR）计划[5]，用于战略弹道导弹发射时的预警和发射后的跟踪监视。OPIR卫星计划包括超过2颗太阳同步轨道卫星和3颗地球同步轨道卫星[6]，2种不同轨道的卫星分工负责，担负不同的监视任务，地球同步轨道卫星用于对全球进行监视，太阳同步轨道卫星主要针对中国和俄罗斯2国，对北极上空进行监视。OPIR卫星相对于SBIRS卫星有着更强的探测能力和战场生存能力，其能够搭载性能更加强大的传感器，除了可以探测跟踪战略弹道导弹之外，还可以对空空导弹和低空导弹进行探测和跟踪，随着技术的发展，其可能对临近空间高超声速武器和滑翔武器有着更加强大的探测和跟踪能力，并将取代SBIRS卫星。美军天基预警不断向全方位探测、全程跟踪识别方向发展，将重点发展分布式部署体系架构技术、大阵面/宽视场凝视传感器技术及高速高精度天地融合处理技术。空间目标监视技术不断向空间潜在目标发现与空间目标实时感知发展，将重点发展空间目标远距离成像技术、空间弱小目标探测与识别技术以及空间目标的异动捕捉与识别技术。

2.2 空基预警装备的发展

美军将改进E-7“楔尾”预警机的雷达、通信和作战管理系统、电子战支援设备、网络体系结构和防御系统来替换现有的预警机作为下一代预警机的过渡机型。同时充分利用无人机平台成本低、战时无人员伤亡的优点，在无人机加装MTS-B吊舱使其具备预警侦察能力。MTS-B是一个同时具有红外和可见光全动态摄像机的多个传感器结合的吊舱，可以实施远程监控。其所带的可见光摄像机主要是对关机后的导弹中段冷却弹头和再入段气动加热弹头进行跟踪，红外探测器主要对弹道导弹有动力的助推段的尾焰进行捕获，探测距离可达1 000 km，随着具有测距功能的高能激光设备的配备，将来可实现对导弹目标的精准三维立体定位和弹道全程稳定跟踪。

美军空基预警不断向更远的探测距离、更高的探测精度、更全的探测功能发展，将重点发展多光谱融合技术、被动红外与主动高能激光复合探测技术及多目标预警探测与一体的多功能一体化技术。为满足现代战争对空基预警力量的作战需求，并克服不同空基平台的限制因素，将发展多种空基预警探测系统[7]。常规机载预警探测系统机动能力强，主要作用是低空补盲；无人机载预警系统不仅可以实现长航时，而且到达无人员便于前往的敌方防区，实现对敌抵近探测，可有效充实空基预警探测力量的数量和规模。预警机和无人机有效协同，成为空基预警探测优化组合系统。

2.3 海基预警装备的发展

SBX雷达存在探测视角窄、维修保养难和使用成本高等问题，其装备性能与设计初衷和实战需求存在较大差距，美国海军将发展新型海基预警雷达来进一步加强其海上方向预警能力。AN/SPS-48三坐标雷达是目前美军作战舰艇主要装备的雷达，该型雷达可以为作战舰船武器系统提供空中目标指示和三坐标数据，其最大探测距离可达400 km。在装备该系列雷达的同时，美海军还装备了AN/SPS-49两坐标对空雷达进行补充探测[8]，AN/SPS-49两坐标雷达的工作频率更低，因此其探测距离更远，可为作战舰船提供更长的预警时间。

随着雷达技术的不断革新，AN/SPS-48、49系列雷达不断被新程式的相控阵雷达AN/SPY-1所替代。AN/SPY-1系列雷达有4个固定的天线阵面，每个天线阵面负责90°方位，从而实现360°全方位扫描，其最大探测距离可达450 km，并具备自动搜索发现和稳定跟踪多个目标和“标准”导弹精确制导的能力，是目前美国海军“宙斯盾”舰载作战系统的核心装备[9]。美海军改型驱逐舰将装备性能较强的SPY-6 AMDR防空反导雷达，与AN/SPY-1相控阵雷达相比，SPY-6 AMDR雷达性能大幅提升，其探测威力是AN/SPY-1雷达的2.4倍，并具备更强的导弹预警探测和识别跟踪能力[10]。

美军海基雷达预警探测技术不断向一体化、软件化、智能化方向发展[11]，将重点发展全数字雷达阵列技术、软件化雷达技术、智能雷达技术、自适应协同处理技术及多体制雷达优化组网技术。同时为有效弥补天基、空基预警探测的不足，美国将不断发展海基预警观测平台，充分发挥其可灵活部署的特点，将预警探测雷达前置部署，靠近弹道导弹的发射端，对弹道导弹的中段进行稳定跟踪识别，缩短预警时间[12]。

3 对中国海上方向预警探测系统建设的启示

为有效实现中国海上方向预警探测，必须发展天基、空基、海基全方位的海上方向预警探测系统，构建天基预警全球覆盖，海空预警海上立体防御的综合预警网。

3.1 发挥卫星优势，实现天基预警全球覆盖

要实现全球战略预警，就必须充分发挥卫星优势，使用天基预警支援联合作战，实现天基预警全球覆盖。利用红外预警卫星侦察提供导弹预警。组建导弹预警卫星星座，综合使用高轨道卫星和低轨道卫星，高轨道卫星主要用于对动力飞行阶段的导弹目标进行侦察与监视，低轨道卫星主要用于对导弹目标中段飞行时的发热弹体和冷再入弹头进行搜索和跟踪。通过高轨卫星和低轨卫星组网，依靠卫星装备的红外探测设备对战略和战术导弹进行助推段、中段飞行阶段和再入段的全程预警和连续跟踪监视，从而实现对导弹目标预警的全球覆盖。

3.2 发展空中平台，实现空基预警指控一体

空基平台是目前获取海上空中目标信息的主要情报来源，要充分发挥其可机动灵活部署和前出的优势，不断扩大海上方向预警探测网，具体如下：①充分发挥预警机指挥控制能力。利用其机动性能好的特点，前伸预警，加强对隐身飞机、小型无人机、巡航导弹和海上低空目标的探测，为采取相应行动提供及时的预警和精确的引导，做到先敌发现、先敌攻击；协同地面远程预警雷达和海面舰船雷达，构建空海一体的立体预警网，实时监控战场态势，为指挥员实施精确指挥提供有力依据。②大力发展新型舰载无人侦察机。利用无人机成本低、战场无伤亡、机动灵活、不易被发现等特点，在无人机平台上加装红外、图像、电子侦察等设备，对海上各类目标进行远距离、大范围和不间断地侦察监视，为指挥员提供更为准确全面的预警情报支援，弥补预警机和舰载雷达探测盲区和能力不足，增强海上目标多源融合印证。

3.3 建强海基装备，实现海基预警有效补充

海基平台预警力量具有较好的机动性能，可以有效弥补海上空中预警力量的不足，并通过不间断的对空警戒和预警侦察，配合空基预警平台，形成海空立体防御的综合预警网，具体如下：①使用舰载预警装备实施对空警戒侦察。发挥舰船机动性能好，易在海上部署的特点，常态化组织海上舰船巡逻，实施对空警戒侦察，拓展预警网，增加海上预警网的严密程度和多重覆盖，并配合预警机，形成空海一体立体防御。②使用电子侦察船实施常态化电子侦察。常态化组织电子侦察船南海巡航，不间断实施电子侦察，配合电子侦察飞机，进行情报分析，将情报来源转化为情报产品，提供给各级指挥机构使用，增强联合海上机动作战预警情报支援能力。③发展新型海基机动超视距雷达。利用海上钻井平台等架设X波段雷达，加强弹道导弹的发现、识别和跟踪能力。④利用军民两用船只提供多种情报。为海洋监视船、海洋测量船等加装电子侦察设备和预警探测设备，拓展预警情报来源。

4 结束语

美军海上方向预警探测系统不断发展，已初步实现海基、空基、天基全方位的三维立体预警，在不断提升探测能力的同时，美军也更加注重预警装备的战场生存能力和多基有效协同，不断建立一套完善的海上方向预警探测系统。通过总结分析美军海上方向预警探测系统的发展现状和趋势，启发中国海上方向天、空、海基预警力量建设，完善海上方向预警探测系统，助力海上联合作战能力提升。