反艦武器系統精確打擊體系及其關鍵技術

李亞輝，張 軍，馬奧家，張 磊，高 峰，許澤宇

(1.中國運載火箭技術研究院，北京 100076； 2.江蘇大學電器信息工程學院，鎮江 212013)

0 引言

20世紀80年代，蘇聯提出了“偵察-打擊綜合體”的新概念，認為偵察-打擊綜合體將能夠“真正實時地”執行偵察和毀傷任務。該概念主要由3個基本元素構成：精確彈藥、廣域高級傳感器及近實時反應的自動指揮與控制。該概念引發了20世紀90年代關于美國軍事領域革命的大辯論[1]。1996年，美軍在《2010年聯合作戰綱要》中正式提出了“精確打擊”概念，2000年在《聯合構想2020》中進行了再次明確，并將其作為美軍聯合作戰四大原則之一[2]。

精確打擊行動不是由某種武器或作戰平臺獨立完成，它需要指揮控制子系統、打擊武器子系統、探測偵察子系統以及通信鏈路子系統共同支持，體現了以網絡為基礎、大系統作戰的理念。

美軍在20世紀90年代的海灣戰爭和科索沃戰爭中雖然加大了精確制導武器的使用比例，但還未形成完整的精確打擊作戰體系。直到2001年的阿富汗戰爭和2003年的伊拉克戰爭，精確打擊作戰體系理念才真正應用于實戰。除了加大各類精確制導武器的使用外，還開創性地應用了對時間敏感(簡稱時敏)目標進行探測、鎖定、跟蹤、攔截并評估的新戰術。上述行動作戰效果主要包括增加戰機捕捉概率，縮短任務時間，提高毀傷精度，節約作戰資源以及減少戰爭附帶損傷，這些效果使戰爭面貌發生了質的變化[3]。

當前，精確打擊已成為現代高科技武器發展的新趨勢。并且，除美國以外，俄羅斯、歐洲以及印度等國家和地區已經發展形成了不同程度的精確打擊能力[4-5]。

1 精確打擊概念、內涵及分類

1.1 精確打擊的概念

美軍在《2010年聯合作戰綱要》和《聯合構想2020》兩份報告中均給出了精確打擊的概念，即：精確打擊是指聯合部隊在所有軍事行動中定位、監視、識別并跟蹤目標，運用靈活的指揮控制系統，選擇、組織并運用正確的武器系統，產生期望的打擊效果并對打擊效果實施評估，并在必要時以決定性的速度和作戰節奏再次實施打擊的能力[6]。

由上述概念可知，精確打擊是攻擊武器與信息技術緊密結合的產物，是機械化作戰向信息化作戰發展的重要標志，依賴于傳感器、投送系統和打擊效能之間的無縫鏈接。主要打擊過程包括以下3個方面：

1)精確定位。精確打擊的實施首先依賴于對預定打擊目標的精確定位。精確定位通過先進的信息偵察系統對作戰區域內各類目標實施多層次、多領域、多手段的偵察來完成。

2)精確制導和精確摧毀。即依靠精確制導、隱形技術等，運用精確制導武器實施全天候精確打擊，以精確高能彈藥對目標實施精確摧毀。精確制導技術是實施精確打擊的關鍵技術，同時，精確打擊應集中精確制導武器的優勢，發揮各種技術兵器的效能。

3)精確評估。通過空間偵察衛星、高空偵察機和無人偵察機等，對被攻擊目標進行航拍錄像，分析和評估打擊效果；指揮中心通過評估效果，決定是否對目標再次實施打擊，或者修正打擊方案；相關決定做出后，將包括評估效果在內的有關情報傳送給偵察系統；偵察系統根據這些情報，重新進行精確定位，并將結果報告指揮中心；指揮中心根據定位報告，下達再次精確打擊命令。

1.2 精確打擊分類

過去，人們傾向于根據武器的射程來區分遠程精確打擊武器和近程精確打擊武器，但如今精確制導等各種先進技術已經弱化了距離的因素，使得射程不再是制約精確性的關鍵因素。美智庫機構戰略與預算評估中心高級研究員巴里·瓦茨(Darry D.Watts)認為，戰斗網絡可以近實時發現并打擊目標的覆蓋范圍，是一個更靈活、有效的區分標準[3]。然而由于中遠程制導武器方案的特殊性，區分中遠程的精確打擊時通常仍需結合射程指標。精確打擊可分為3類：

(1)近程精確打擊

一般近程是指在發射平臺或打擊系統自身傳感器的視距范圍內的打擊距離。例如艦載武器運用本艦的雷達等偵察設備和艦載武器所能實施精確打擊距離，或者岸艦武器依據海防雷達探測距離所實現的覆蓋范圍。目前，很多國家海軍都具備近程精確打擊能力。

(2)中程精確打擊

一般是指在打擊系統自身視距以外，借助其他探測系統的探測能力才能夠實施的精確攻擊，也稱之為超視距攻擊。較為典型的中程精確打擊系統是直升機、無人機、預警機和電子偵察交叉定位等手段測定目標位置和目標的機動參數，武器射程一般為120km～200km。然而，由于近代中遠程制導武器系統，超視距的制導方式通常直接采用GPS或偵察衛星等天基平臺信息，因而一般也按照此射程范圍加以區分。由于多平臺聯合作戰，技術較為復雜，目前世界上只有少數國家的海軍具有超視距對海上目標攻擊的能力。

(3)遠程精確打擊

一般是指對200km外目標的遠程攻擊，需要多兵種聯合作戰才能形成。需要由空間衛星、遠程預警偵察機超視距雷達和其他遠程偵察手段提供作戰態勢，測定目標位置和機動參數，再由攻擊艦艇根據遠程探測兵力提供的目標參數，發射遠程武器進行攻擊。由于飛行距離較遠，需要根據目標運動情況和大氣條件對飛行的影響對武器進行中繼制導，使其能準確捕捉和鎖定目標，進行精確攻擊。遠程精確攻擊要由多兵種聯合作戰，實現有較大難度，世界上只有極少數國家具備遠程精確打擊能力。

1.3 打擊精度

美俄是世界上最早研制精確打擊武器的國家，但它們對精確打擊武器的理解略有差異。在美軍文獻中，精確打擊武器常常用來指安裝了引導系統、一次發射命中目標概率不低于0.5的武器；而俄羅斯認為，精確打擊武器是指使用常規裝藥、在各種戰斗使用條件下命中目標概率接近于1的武器[7]。

由定義可知，盡管美俄對精確打擊武器精度的具體數值要求不太一致，但均定義在武器的“命中概率”上，而沒有對脫靶量或圓概率誤差CEP給出具體量值上的要求。也就是說，精確打擊武器的命中精度需要結合武器射程、戰斗部威力以及打擊目標特性等具體參數綜合確定。

1.4 制導武器的精確打擊

根據美軍精確打擊概念的提出過程及其定義可知，精確打擊是相對傳統非制導武器提出的概念，因此可以說制導武器系統自誕生之日起即是精確打擊武器，但為了區分傳統制導武器，本文將如下反艦制導武器稱為精確打擊武器：

1)打擊大型艦船、航母戰斗群和預警機等海上運動目標的武器；

2)打擊港口臨時停泊艦船等具有時敏特性目標的武器。

2 精確打擊系統體系構成及功能

精確打擊系統作戰想定見圖1，全系統由指揮控制系統、作戰武器系統、探測偵察系統以及通信鏈路系統等4個子系統構成，其構成及功能見圖2。

圖2 精確打擊系統體系構成Fig.2 System structure of precision striking system

2.1 指揮控制系統

根據作戰級別的不同，指揮控制系統可能由多級單一級別的作戰指揮機構組成。按照不同職能，可劃分為3個主要功能單元，即作戰決策單元、戰場態勢融合單元和任務規劃單元。

2.1.1 戰場態勢融合單元

戰場態勢融合單元負責完成對各個探測偵察傳感器信息的搜集、整理、排錯和融合等工作，其中包括對上一波次打擊后目標毀傷情況的評估，最終形成整個戰場統一的綜合態勢，上報作戰決策單元。

2.1.2 任務規劃單元

任務規劃單元在作戰決策單元下達作戰任務的前提下，結合實時戰場態勢，完成作戰武器系統的選擇和數量確定，并優化形成一個或多個作戰方案想定，上報作戰決策單元形成最終決策。

2.1.3 作戰決策單元

作戰決策單元既是指揮控制系統的核心，同時也是整個精確打擊系統的核心，除根據實時戰場態勢形成并下達打擊命令外，同時負責整個打擊系統的統一指揮和協調工作。主要功能如下：

(1)探測偵察任務決策

根據上級指示或自主確定的打擊目標范圍和戰場區域，完成探測系統配置，包括探測器種類、數量和重點監視目標，下達探測偵察任務給探測偵察系統。

(2)作戰任務決策

根據上級下達的或自主確定的打擊任務，確定打擊目標數量及打擊時序；結合戰場態勢分析和任務規劃方案，確定最優打擊策略，最終(或經請示上一級決策系統后)確定打擊方案，并進一步確定用以打擊目標的武器種類、數量及波次；進而，結合上一波次打擊的評估結果，確定是否進行下一波次打擊。

2.2 作戰武器系統

根據作戰系統配置或打擊目標的需求不同，作戰武器系統可以是由多種類武器部隊組成的作戰群，也可以是單個武器類型構成的作戰部隊。

從物理角度而言，作戰武器系統的配置可能千變萬化，但從功能角度看其構成主要包括如下幾個部分：作戰指揮控制單元、作戰武器單元，其中作戰武器單元又包括發射平臺、作戰單元(制導武器)、彈間協同鏈路、多模導引頭。

作戰武器系統是直接執行打擊任務的實體，其典型工作流程如下：

1)接到打擊任務后，作戰指揮單元首先選取正確的武器單元，隨后根據自身信息、目標點信息、航路信息以及突防等要求，完成武器的航跡規劃；

2)指揮控制系統根據作戰任務，按照指定時序完成多發武器或單發武器發射；

3)根據規劃航跡，制導武器在中制導作用下完成編隊飛行，在指定區域完成目標識別、匹配，并完成末制導交接班；

4)在末端打擊區域，制導武器間完成任務分配，隨后分別完成精確打擊。

需說明的問題如下：

1)以上流程是按照多彈協同的攻擊流程，單發打擊的流程與之近似，只是略有簡化；

2)部分特殊武器系統自身可能具有偵察功能，因此包含在恰當時間回傳目標信息或打擊評估信息的節點。

2.3 探測偵察系統

探測偵察系統由偵察指揮單元和傳感器組成，其重要組成及功能如下：

1)探測偵察系統的傳感器可能包括偵察/通信衛星、預警機、遠程無人機、超視距雷達以及前哨艦船等，負責完成對目標的識別、跟蹤等功能，提供戰場敵我態勢的原始信息以及打擊效果信息；

2)偵察指揮單元負責完成探測偵查系統的支撐和保障工作，根據指揮控制系統下達的探測任務完成傳感器資源調配，也可根據傳感器信息完成敵我態勢和打擊效果的初步評價，作為指揮控制系統的技術支撐。

2.4 通信鏈路系統

通信鏈路系統是鏈接中遠程精確打擊系統各要素的紐帶，系統以無線傳輸為主，按照統一的消息標準和通信協議，鏈接指揮控制系統、作戰武器系統、探測偵察系統，實時完成指揮控制指令、制導控制指令下傳，完成現場態勢及指令回饋等相關信息的上傳，按需完成作戰武器系統、探測偵察系統間的信息交互。

一種典型的精確打擊鏈路如圖3所示，該鏈路包含了2個層次的數據鏈路子系統[8]：

1)工作在己方戰區內，以非天基的無線信道為主的傳輸鏈路構成的聯合戰術數據鏈。這種數據鏈以美國和北約的Link16為代表，是實現作戰單元之間態勢共享、數據發送和協同指揮的主要途徑。

圖3 典型精確打擊系統的通信鏈路Fig.3 Communication link of typical precision striking system

2)跨戰區工作，以衛星通信為基礎的飛行控制數據鏈。當射程超過400km后，制導信息的傳輸距離就超出了視距，因此遠程精確制導武器的通信數據鏈路必須經過數據轉發才能實現人-彈之間數據鏈路的暢通。可以作為轉發中繼的有無人機、高空氣球和中繼衛星等平臺，而采用衛星作為通信中繼站是當前最佳的選擇。

3 反艦精確打擊的關鍵技術

反艦武器精確打擊系統是精確打擊武器系統的研究領域之一，也是其在對海作戰的特殊應用。因此，精確打擊系統的關鍵技術必然也是反艦精確打擊的關鍵技術，然而由于對海打擊的特殊性，對精確打擊提出了新的難題，或者賦予了其特殊性。

3.1 海上目標特征庫建立

海上目標特征是對目標提取、識別、跟蹤和末段匹配的基礎，是實現精確打擊的前提條件，因此也必然成為指揮控制系統決策的約束條件。因此，目標特征數據庫的完整，將直接影響精確打擊應用范圍。但由于保密的原因，如何完成敵方艦船等具有重大軍事價值的目標信息獲取和特征提取，成為精確打擊系統的關鍵問題。

海上目標特征信息主要包括如下內容：

1)艦船、預警機等目標的可見光、紅外特征和雷達反射特性；

2)艦船、預警機等攜帶的雷達的無線電特征；

3)艦船、預警機等目標的運動特性，如最大航速、過載能力、轉彎半徑等；

4)艦船物理、材料紋理及特征，如薄弱部位的位置、尺寸，或者發動機、油庫等要害部位位置等。

3.2 復雜海天背景下的目標檢測、識別與評估技術

由于精確打擊的需要，精確打擊系統需完成對目標的前期識別、中段跟蹤和末段自尋的制導等過程。但是，遠距離傳輸過程中大氣衰減、天空和海面的不均勻熱輻射，以及不穩定海平面對雷達信號的干擾等因素的影響，為海上目標的識別與跟蹤提出了眾多新的、特有的難題。如何從復雜海天背景下快速而準確地監測和識別目標，并準確跟蹤，成為對海精確打擊中制導控制的關鍵前提和基礎。

3.3 打擊海上目標的全程制導體制與復合末制導技術

中遠程精確打擊需具備至少包括中段組合制導和末段復合制導的能力，然而對海作戰的特殊性，為全程制導提出了如下新的要求：

1)對海打擊中，武器中段尤其是敵控區飛行段，往往采用衛星組合的制導模式，但由于衛星信號容易受到干擾、欺騙或攻擊的問題，需要考慮是否存在其他替代方式；

2)采用何種末制導組合體制及交接班區間劃分，能夠發揮主、被動雷達和光學導引頭的各自優勢，并最大限度地克服復雜海天背景的影響，成為對海打擊的特殊需求。

3.4 打擊海上目標的航跡規劃與實現技術

由于衛星信號易受干擾和攻擊，而除去特殊作戰區域可借助部分海島作為制導修正點外，對海作戰的特殊性又使諸如地形匹配或跟蹤等常用中制導替代方法難以實現。因此，是否存在其他中制導替代方法或組合體制，以及在該組合制導體制約束下的航跡規劃技術，成為對海打擊需要重點關注的問題。

3.5 對海精確打擊武器總體指標優化設計技術

根據精確打擊武器精度定義可知，精確打擊武器的精度仍定義在武器命中概率上，而未對脫靶量或CEP給出具體數值上的要求。但由于海上艦船尺寸相對較小，并且往往又要求針對諸如武器庫等特定部位進行精確打擊，因此攻擊范圍小；另一方面，戰斗部當量必然受到武器系統總體規模的限制。因此，如何在指定打擊精度和覆蓋范圍的基礎上，實現總體規模、射程、機動能力和戰斗部威力的最優化，成為精確打擊武器的重要設計目標。

4 結論

借鑒美俄等精確打擊的相關概念及具體做法，本文首先界定了精確打擊的概念、內涵及分類，隨后給出了精確打擊體系構成及功能劃分，并結合對反艦武器的具體特點，梳理了武器對海精確打擊系統的關鍵技術，為發展反艦武器精確打擊系統提供參考。

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