戰(zhàn)術型天基偵察系統(tǒng)的發(fā)展及其影響

曾 輝，朱桂清

(解放軍61764部隊，三亞 572013)

戰(zhàn)術型天基偵察系統(tǒng)的發(fā)展及其影響

曾 輝，朱桂清

(解放軍61764部隊，三亞 572013)

天基偵察系統(tǒng)由戰(zhàn)略型向戰(zhàn)術型發(fā)展已成為一種趨勢。分析了戰(zhàn)略型和戰(zhàn)術型天基偵察系統(tǒng)的特點，討論了天基偵察系統(tǒng)轉(zhuǎn)型發(fā)展的必要性，介紹了美軍戰(zhàn)術型天基偵察系統(tǒng)的技術驗證和實戰(zhàn)應用，重點闡述了轉(zhuǎn)型發(fā)展帶來的影響。

天基偵察系統(tǒng)；戰(zhàn)略；戰(zhàn)術

0 引 言

隨著軍事信息技術的發(fā)展，空間日益成為世界各國爭奪信息優(yōu)勢的重要戰(zhàn)場。天基偵察作為空間信息獲取的重要手段，以其全天候、大范圍、不受國界限制等優(yōu)點，而使主要軍事強國紛紛加入發(fā)展天基偵察系統(tǒng)的行列，積極探索其前瞻性、戰(zhàn)略性技術。天基偵察系統(tǒng)發(fā)展的突出特點之一就是由戰(zhàn)略型向戰(zhàn)術型發(fā)展。

本文在分析戰(zhàn)略型和戰(zhàn)術型天基偵察系統(tǒng)特點的基礎上，討論了天基偵察系統(tǒng)由戰(zhàn)略型向戰(zhàn)術型發(fā)展的必要性，給出了美軍戰(zhàn)術型天基偵察系統(tǒng)的實例，探討了轉(zhuǎn)型發(fā)展帶來的影響。

1 天基偵察系統(tǒng)由戰(zhàn)略型向戰(zhàn)術型發(fā)展的必要性

1.1 戰(zhàn)略型天基偵察系統(tǒng)的特點

戰(zhàn)略型天基偵察系統(tǒng)的主要任務是獲取全球目標態(tài)勢，建立全球目標情報數(shù)據(jù)庫，監(jiān)視熱點地區(qū)軍力部署動向，為決策層軍事、外交等活動提供戰(zhàn)略情報支持。

戰(zhàn)略型天基偵察系統(tǒng)一般主要由偵察衛(wèi)星、地面數(shù)據(jù)接收站及應用中心組成。偵察衛(wèi)星完成對地面目標的探測偵察，并將數(shù)據(jù)下傳至地面數(shù)據(jù)接收站；地面接收站完成衛(wèi)星下行數(shù)據(jù)的接收，并存儲轉(zhuǎn)發(fā)至應用中心；應用中心負責整個偵察系統(tǒng)任務規(guī)劃與調(diào)度、數(shù)據(jù)處理與情報整編，形成偵察情報，分發(fā)給相關情報需求單位。

從地面應用中心進行情報需求分析、任務規(guī)劃、計劃編制與下發(fā)，到衛(wèi)星根據(jù)偵察計劃進行偵察、數(shù)據(jù)存儲及下傳，地面接收站進行數(shù)據(jù)接收、存儲及轉(zhuǎn)發(fā)，再到應用中心對數(shù)據(jù)進行處理與研判，生成目標級情報，進而形成目標態(tài)勢圖。整個流程至少需要數(shù)小時甚至幾天的時間才能完成。因而，戰(zhàn)略型偵察系統(tǒng)很難直接支援作戰(zhàn)行動。

1.2 戰(zhàn)術型天基偵察系統(tǒng)直接支援作戰(zhàn)行動

現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，核心作戰(zhàn)能力就是快速地掌握全域戰(zhàn)場環(huán)境，準確及時地做出行動決策，達成“先知、先覺、先行與制勝”的目標。這正是可直接支援作戰(zhàn)行動的戰(zhàn)術型天基偵察系統(tǒng)發(fā)揮的作用。

概括而言，戰(zhàn)術型天基偵察系統(tǒng)主要提供下列基本信息[1]：一是戰(zhàn)場態(tài)勢感知信息，特別是對戰(zhàn)場邊緣縱深地域敵方作戰(zhàn)力量，包括部隊和武器系統(tǒng)平臺部署及機動情況；二是對威脅目標的超視距監(jiān)視與跟蹤信息，特別是對地面或海洋機動目標的超視距發(fā)現(xiàn)、預警、監(jiān)視與運動軌跡等信息；三是對戰(zhàn)場環(huán)境變化與作戰(zhàn)行動進程的實時監(jiān)視信息，以便為作戰(zhàn)計劃的修訂、臨機決策、作戰(zhàn)效果評估等提供依據(jù)。

1.3 天基偵察系統(tǒng)由戰(zhàn)略型向戰(zhàn)術型發(fā)展是必然趨勢

由1.1和1.2節(jié)的分析可見，對于現(xiàn)代戰(zhàn)爭中瞬息萬變的戰(zhàn)場環(huán)境，戰(zhàn)略型天基偵察系統(tǒng)無法直接向戰(zhàn)場的戰(zhàn)術用戶提供情報支援服務。對于戰(zhàn)場各級指揮員和作戰(zhàn)部隊而言，最迫切需要和關注的就是掌握實時戰(zhàn)場態(tài)勢、目標監(jiān)視、戰(zhàn)場環(huán)境變化、作戰(zhàn)行動進程等信息，這就需要戰(zhàn)術型天基偵察系統(tǒng)的情報支援。因此，天基偵察系統(tǒng)由戰(zhàn)略型向戰(zhàn)術型的轉(zhuǎn)型發(fā)展是必然趨勢。

2 美軍戰(zhàn)術型天基偵察系統(tǒng)應用實例

2.1 戰(zhàn)術衛(wèi)星3技術驗證項目

對于美軍的戰(zhàn)術型天基偵察系統(tǒng)，最引入注目的就是 “戰(zhàn)術衛(wèi)星3”(TacSat-3)項目。TacSat-3是 “作戰(zhàn)相應空間”(ORS)計劃下的一顆技術驗證衛(wèi)星，該衛(wèi)星具有可見光、近紅外和高光譜譜段成像能力，于2009年5月發(fā)射，采用近圓軌道，高度約460 km，傾角約40°，周期為93.6 min[2]。

TacSat-3的地面終端位于美國科羅拉多州的陸軍空間與導彈防御作戰(zhàn)實驗室的戰(zhàn)術地面站(TGS)。TGS是美國陸軍為作戰(zhàn)部隊使用作戰(zhàn)響應衛(wèi)星系統(tǒng)而開發(fā)的地面站，用戶可通過TGS進行任務調(diào)度、規(guī)劃，數(shù)據(jù)的下傳和分發(fā)。TacSat-3的TGS采用車載式，其跟蹤接收天線直徑3.05 m，具有S頻段自動跟蹤功能，另配有直徑為1 m的Ku頻段衛(wèi)星通信天線。

TacSat-3的任務實施有如下2種模式：

一是戰(zhàn)場直接鏈路。首先由戰(zhàn)場用戶向TGS提出偵察任務需求，TGS根據(jù)任務需求制定格式化的上行任務指令，然后將任務指令注入至TacSat-3。TacSat-3接收到任務指令后，可自主完成偵察任務的實施及數(shù)據(jù)的存儲和處理工作，形成戰(zhàn)術偵察情報，并通過天基數(shù)據(jù)鏈直接下傳給戰(zhàn)場用戶。從戰(zhàn)術用戶提出偵察需求，到衛(wèi)星進行偵察、數(shù)據(jù)處理，最后將生成的情報傳輸至戰(zhàn)術用戶終端，整個過程可在10 min內(nèi)完成[3]。

二是數(shù)據(jù)存儲及回放模式。TacSat-3除具備星上數(shù)據(jù)處理形成偵察情報的能力之外，還具有星上數(shù)據(jù)存儲設備。這樣，其在完成戰(zhàn)術偵察情報的分發(fā)之后，還可以將星上存儲的原始數(shù)據(jù)下傳至下一個可見的地面站，以便將原始數(shù)據(jù)在地面站進行進一步處理，生成其他情報產(chǎn)品。TacSat-3的數(shù)據(jù)存儲及回放模式可提供大范圍的情報產(chǎn)品，并轉(zhuǎn)發(fā)回戰(zhàn)場，但這種工作模式的時間延遲遠高于戰(zhàn)場直接鏈路。

2.2 作戰(zhàn)響應空間1實戰(zhàn)應用衛(wèi)星

作戰(zhàn)響應空間1(ORS-1)衛(wèi)星，是美國作戰(zhàn)響應空間計劃的首顆實戰(zhàn)應用衛(wèi)星。該衛(wèi)星于2011年6月發(fā)射，軌道高度為398 km×405 km，傾角40°，周期90.5 min[2]。

ORS-1衛(wèi)星由美國空軍航天司令部第14航空隊第50航天聯(lián)隊第1空間操作中隊通過空軍衛(wèi)星控制網(wǎng)(AFSCN)進行控制。

作為美軍的實戰(zhàn)應用系統(tǒng)，ORS-1衛(wèi)星完全融入美軍的情報、監(jiān)視、偵察(ISR)網(wǎng)絡體系，其核心是“虛擬任務控制中心”(VMOC)和“分布式通用地面系統(tǒng)”(DCGS)。在實戰(zhàn)應用中，用戶可根據(jù)偵察任務需求，在VMOC界面制定偵察任務，衛(wèi)星實施偵察任務后，其下傳的數(shù)據(jù)被集成到DCGS系統(tǒng)進行處理，處理得到的偵察情報再次通過VMOC界面進行顯示。

對于戰(zhàn)術任務，作戰(zhàn)部隊可通過各戰(zhàn)區(qū)的TGS地面站制定衛(wèi)星偵察任務、接收衛(wèi)星下傳數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)集成到DCGS，由DCGS進行進一步數(shù)據(jù)處理和情報分發(fā)。整個過程，從戰(zhàn)場指令下達到完成情報分發(fā)的時間可縮減到6.5 min[3]。

3 天基偵察系統(tǒng)由戰(zhàn)略型向戰(zhàn)術型發(fā)展的影響分析

天基偵察系統(tǒng)由戰(zhàn)略型向戰(zhàn)術型的發(fā)展，將促進衛(wèi)星綜合應用及綜合感知技術、天基通用數(shù)據(jù)鏈和分布式通用地面系統(tǒng)的發(fā)展。

3.1 衛(wèi)星綜合應用及綜合感知技術的發(fā)展

天基偵察系統(tǒng)向戰(zhàn)術型發(fā)展，對衛(wèi)星偵察及下傳數(shù)據(jù)的響應時間的實時性要求更高，單顆單業(yè)務衛(wèi)星已經(jīng)很難滿足要求，這就需要衛(wèi)星的綜合應用及綜合感知技術的支撐。比如，對海洋目標的偵察，過去電子偵察衛(wèi)星和成像偵察衛(wèi)星各自獨立運行，只是在情報融合方面2種情報產(chǎn)品相互印證。目前的做法是，對于海洋目標的偵察，先由電子偵察衛(wèi)星完成大范圍的目標捕獲，進行粗定位和初步識別，根據(jù)此粗定位和初步識別的結(jié)果，引導成像偵察衛(wèi)星進行進一步的成像詳查和精定位。但是電子偵察衛(wèi)星引導成像偵察衛(wèi)星的工作模式，由于其目標的初步捕獲和詳查是在不同的衛(wèi)星上實現(xiàn)的，而不同衛(wèi)星具有軌道差異，使得這樣的引導機遇往往是隨機出現(xiàn)的，很難做到實時引導。特別是對于海洋目標，引導的概率較低，這樣就直接影響了天基偵察系統(tǒng)的效能發(fā)揮。其次，在數(shù)據(jù)融合處理方面，由于不能做到同時或近同時的數(shù)據(jù)融合，數(shù)據(jù)融合效果也受到一定影響[4]。

衛(wèi)星的綜合感知技術是在單顆衛(wèi)星上實現(xiàn)電子偵察的大范圍目標捕獲，并實時引導成像偵察系統(tǒng)。這樣就在一顆衛(wèi)星上實現(xiàn)了電子偵察與成像偵察的優(yōu)勢互補，解決了天基偵察系統(tǒng)的覆蓋率與分辨率之間的矛盾、高發(fā)現(xiàn)概率與高定位精度之間的矛盾，對海洋目標偵察尤其具有重要意義，可以實現(xiàn)對海洋目標的快速捕獲和普查粗測，并實時引導詳查精測，可以實現(xiàn)多元實時數(shù)據(jù)的有效融合，提高衛(wèi)星功能密度[5-6]。

3.2 天基通用數(shù)據(jù)鏈的發(fā)展

戰(zhàn)術型天基偵察系統(tǒng)的高效星地信息傳輸需要數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的支持。天基通用數(shù)據(jù)鏈(CDL)是為多源情報、監(jiān)視與偵察(ISR)系統(tǒng)提供服務的數(shù)據(jù)鏈家族，可實現(xiàn)全雙工、抗干擾、點對點、點對多點的高效通信。天基CDL可提供ISR傳感器平臺與地面站之間、不同天基平臺之間的指令、控制(C2)和通信[2]。

天基CDL技術具有提供實時戰(zhàn)術情報的能力，為天基偵察系統(tǒng)的應用模式帶來了一次巨大的變革。戰(zhàn)場用戶可以根據(jù)緊急任務需求，現(xiàn)場提出偵察任務要求，并通過手持終端設備就可以直接接收處理后的偵察情報。

美軍天基CDL發(fā)展高度體現(xiàn)了“空基載荷航天應用”的先進概念，有效降低了研制成本，縮短了研制周期。除TacSat-2和3衛(wèi)星的天基CDL分系統(tǒng)外，ORS-1衛(wèi)星用于多光譜成像的主有效載荷也源自U-2偵察機配備的光學照相機，因此可直接利用U-2偵察機的地面處理系統(tǒng)。美軍提出的“空轉(zhuǎn)天”式發(fā)展，可以為我國天基CDL系統(tǒng)的研發(fā)提供新的思路。通過對現(xiàn)有數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)加以改造，不僅能夠加速天基CDL系統(tǒng)的研制速度，便于地面設施的重復利用，同時也為“空天一體化”作戰(zhàn)提供了方便。

3.3 分布式通用地面系統(tǒng)的發(fā)展

目前，分布式通用地面系統(tǒng)主要是美軍發(fā)展的各軍兵種通用的ISR信息綜合應用系統(tǒng)，其可對來自衛(wèi)星、飛機以及地面和海上ISR平臺的數(shù)據(jù)信息進行近實時接收、分布式處理和分發(fā)。

這種分布式通用地面系統(tǒng)與傳統(tǒng)的單一業(yè)務的地面應用中心有著本質(zhì)的區(qū)別。比如，美軍的分布式通用地面系統(tǒng)(DCGS)項目開始于1996年，其核心是集成中樞(DIB)，是所有DCGS系統(tǒng)的基礎設施，用于保證DCGS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘和互操作。其最新版本的DIB于2011年6月發(fā)布，可提供標準靈活的軟件服務，鏈接了所有的DCGS，實現(xiàn)ISR的信息共享、查詢和獲取[7]。早在2003年的伊拉克戰(zhàn)爭中，DCGS就已經(jīng)展現(xiàn)了其強大的戰(zhàn)斗力。2003年4月9日，一架搜索導彈移動發(fā)射裝置的“捕食者”無人偵察機發(fā)現(xiàn)了2輛坦克目標，并將偵察到的目標情報信息傳給DCGS，DCGS將處理后的目標信息傳至作戰(zhàn)中心，作戰(zhàn)中心將目標數(shù)據(jù)發(fā)送給附近游弋的戰(zhàn)斗機，完成對目標坦克的打擊。從偵察傳感器發(fā)現(xiàn)目標到完成火力打擊任務，整個過程僅17 min[8]。

4 結(jié)束語

天基偵察系統(tǒng)由戰(zhàn)略型向戰(zhàn)術型發(fā)展使得天基偵察系統(tǒng)已不僅是發(fā)揮提供戰(zhàn)略情報信息的作用， 更重要的是它將在直接支援作戰(zhàn)行動中發(fā)揮不可替代的作用。而由此帶來的空間衛(wèi)星技術、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、地面系統(tǒng)的發(fā)展，將對未來天基信息系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生深遠影響。

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[8] 顧呈.分布式通用站[J].航空電子技術,2013，44(3):52-55.

Development and Influences of Tactical Space-based Reconnaissance System

ZENG Hui,ZHU Gui-qing

(Unit 61764 of PLA,Sanya 572013,China)

Development of space-based reconnaissance system from strategic type to tactical type has become a trend.This paper analyzes the characteristics of strategic and tactical space-based reconnaissance systems,discusses the necessity for transformation development of space-based reconnaissance systems,introduces the technology validation and actual combat application of tactical space-based reconnaissance system in American armed forces,expatiates the influence of transformation development especially.

space-based reconnaissance system;strategy;tactics

2016-03-31

TN971

A

CN32-1413(2016)06-0039-03

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2016.06.008