中段反導指控系統建設研究

楊維東，張占月，王 軍，劉秉華

（1.航天工程大學，北京 101416；2.酒泉衛星發射中心，新疆 庫爾勒 841001）

0 引言

在近幾次信息化條件下局部戰爭和地區沖突中，彈道導彈展現出了強大的實戰能力。為應對日趨嚴峻的彈道導彈威脅，各軍事強國競相發展和部署反導系統。中段反導一般是指攔截已被釋放但還未進入大氣層的彈頭，主要用于戰略彈道導彈防御，是戰略制衡的重要法碼和提升國家地位的重要手段，在反導體系中的地位日益突出。一個完整的反導體系一般由預警探測系統、指揮控制系統和武器系統3部分組成，其中，指揮控制系統是反導體系的神經中樞，是反導系統的戰斗力生成的關鍵[1]。開展中段反導指控系統建設研究，對加快中段反導系統實戰能力生成具有重要的現實意義。

1 外軍反導指控系統發展現狀及啟示

當前，美國、俄羅斯的反導指控系統日趨完善，日本、印度、以色列等國以及臺灣地區均通過自主研制或軍事采購的方式不斷加快反導指控系統建設。

美國導彈防御局于2002年首次提出指揮、控制、作戰管理和通信系統（C2BMC）概念，其主要包括規劃能力、態勢感知能力、作戰管理能力、傳感器組網能力、全球交戰管理能力、全球通信能力等[2]。美國彈道導彈防御系統C2BMC采用以能力為基礎、每兩年為一個階段、“設計一點，發展一點，部署一點，了解更多”的“螺旋上升”發展模式[3]。2008年，C2BMC開發框架進行了重新規劃，開發過程劃分為Block 1.0～Block 5.0五個階段，形成了不同的軟件版本并部署應用。美國已經建成覆蓋助推段、中段和末端的空基、地基、海基一體化立體式彈道導彈防御系統，在全球20多個國家或地區部署了相關裝備和系統[4]。C2BMC將各級各類指揮機構、預警探測系統和武器系統連成一個整體，日臻完善。

俄羅斯結合自身實際，將反導系統劃分為國家級、區域級和點防御三大類，建設中主要突出保衛莫斯科中心工業區和對付有限規模的彈道導彈襲擊的作戰能力。俄羅斯（前蘇聯）的反導指揮控制系統自20世紀50年代后期開始研制，現已發展到以高速并行計算機為主的第三代。目前，俄羅斯通過戰略、戰役、戰術3層指揮控制系統將預警網絡和武器系統有機結合，分別形成不同層次的反導作戰指揮控制系統[5]。俄羅斯空天防御兵在2011年底獨立成為新的兵種，其反導系統建設進入快車道，計劃于2020年前分階段在全國范圍內實現防空、反導、防天的一體化指揮控制[6]。

指控系統作為彈道導彈防御系統的核心，其建設水平直接影響整體效能的發揮。從美俄反導指控系統建設歷程和現狀可以得出以下啟示：

1）指控系統建設是一個動態發展的過程，加快中段反導系統建設，反導體系應總體規劃，推進預警、指控、武器等系統匹配發展。

2）反導系統建設應與綜合國力和裝備發展水平總體相稱，應準確分析反導系統作戰任務和建設需求，結合實際確立合適的發展策略。

3）確立反導系統建設標準和規范，完成頂層設計是實現指控系統架構的基礎和保證。

4）科學劃分階段，分步推進，實現指控系統能力的螺旋式上升是通用和有效的方法。

5）綜合應用多領域新技術發展成果，是推進中段反導指控系統創新發展和整體能力躍升的有效手段。

2 中段反導指控系統結構

反導指控系統可以從應用類別、能力需求和技術支撐3個維度進行劃分，系統架構如圖1所示。在應用類別域，指控系統涵蓋彈道導彈防御的各個階段，包括助推段、中段、末端高層和低層4個階段；在能力需求域，包括態勢感知、情報綜合、作戰規劃、作戰指揮、作戰評估、系統管控和信息庫等；在技術支持域，當前需要重點攻關的技術包括自主可控技術、人工智能輔助決策技術、態勢圖生成與應用技術等。

中段反導指控作為反導指控體系中的重要組成部分，應具備穩定的軟硬件環境、可靠的通信能力和強大的基礎計算支持，在此基礎上，實現態勢感知、情報綜合、作戰指揮等功能。中段反導指控系統基本組成如下頁圖2所示。

1）軟硬件環境。以自主可控技術為支撐，深入軍民融合，開發豐富的基礎支持庫，構建完善的系統開發運行環境。

2）通信支持。通信是指控系統的基礎，包括國家基礎通信網和國防專用網建設，節點管理，信息安全管控等。

3）計算支持。主要提供各類信息處理，為反導作戰指揮提供強大的計算支持，包括數據預處理、彈道信息處理、落點計算、發射點估計等。

4）情報綜合。參戰部隊、反導裝備和作戰對象等作戰信息的收集、存儲、分析、流轉以及查詢修改等處理能力，為指揮員提供準確、及時和完整的作戰信息。

圖2 中段反導指控系統組成

5）態勢感知。完成日常空間態勢的監視、顯示和維護，結合各類情報，處理生成反導作戰態勢圖，具備一定的戰場態勢預測能力。

6）作戰規劃。作戰規劃分為預先規劃和實時規劃兩部分。預先規劃是在傳感器資源、火力資源的部署和能力分析基礎上，結合防御區域面臨的各類風險，預先制定反導作戰計劃。預先規劃成果需經過多次推演、試驗以及演習等方式檢驗，迭代完善，存入信息庫，以備實戰調用。實時規劃是在可用的預先規劃基礎上，根據戰場情況，快速完成作戰方案微調，制定適用的作戰方案。

7）作戰指揮。包括交戰參數制定、發射諸元計算與裝訂、火力分配以及發射指揮等，提供系統解鎖等指令性交互，支持作戰過程中的指揮員實時指揮。

8）信息庫。提供導彈信息指紋庫和反導作戰預案庫的管理、運行，具備多源信息的融合匹配等能力。日常運行中根據獲取的目標紅外、RCS、軌跡、部署區域、彈道特征等信息，充實完善信息庫。

9）作戰評估。包括攔截評估和毀傷評估兩部分。攔截評估是指從武器系統按指令工作開始，根據攔截武器系統運行情況、跟蹤數據和態勢信息，持續計算攔截概率，形成后續攔截作戰建議；毀傷評估是指根據實測信息完成攔截器對來襲目標毀傷效果進行評估。

10）系統管控。完成防御區域、傳感器網、火力系統、軟硬件系統、通信網絡線路和節點、系統安全性等進行監視管理，完成指揮過程中對各系統的人在回路交互運行情況進行授權控制等管理，保證反導指控系統的正常、穩定、有效運行。

中段反導指控系統建設目標就是實現反導體系從傳感器到武器打擊的無縫連接，為反導作戰指揮提供有效手段，提高反導系統作戰敏捷性，提升實戰能力。指控系統是一個不斷完善動態發展的系統，將隨著技術發展而不斷優化改進，能力不斷增強。

3 中段反導指控系統分階段建設方案

中段指控系統建設涉及的技術領域廣泛，關鍵環節多，建設難度大，不能一蹴而就。為實現合理的頂層設計和科學統籌，結合國家經濟建設水平和國防科技發展進程，以美俄等反導指控系統建設發展模式為借鑒[7]，采取先易后難、從點到面、緊貼實戰、上下聯動、穩步推進的發展思路，提出一種分階段推進中段反導指控系統建設的方案，其階段劃分及主要工作如下頁圖3所示。

圖3 階段劃分及主要工作

第一階段的建設任務是夯實基礎，建立基本的中段反導指控系統，主要包括整合資源、基礎建設、技術攻關和試驗驗證等內容。整合資源是將前期數據處理、指揮控制、通信支持等方面分散建設取得的成果進行梳理整合，構建中段反導指控系統雛形。基礎建設主要完成體系架構設計、信息流程設計與優化、接口設計及建設規范制定。技術攻關是在體系建設的同時，在目標識別、規劃管理、資源調度等關鍵技術領域集智攻關，謀求突破，提供有力技術支撐。試驗驗證是通過實彈試驗等方式檢驗系統建設和技術攻關成果，優化各系統之間指揮及協同等關系。該階段建設成果是建成一套基本的中段反導指控系統，全系統順暢運行，具備單目標、指定火力單元條件下的中段反導作戰指揮控制能力。

第二階段的建設任務是全面提升中段反導指控系統能力，在基礎建設、技術攻關等方面持續推進，主要包括加強信息應用、強化系統管理、推進模擬訓練等。信息應用包括強化情報綜合和分析功能，完善信息庫，為目標識別提供信息支撐，增強信息融合等數據處理能力等。系統管理包括火力分配及規劃、運行規劃、作戰指揮以及系統協調管控等。模擬訓練包括建設反導模擬系統，以常規武器試驗為基礎，加強中段反導作戰指揮及操作人員訓練等。該階段繼續推進反導相關技術研究，檢驗科技創新成果，不斷融入新技術，實現能力躍升。該階段的階段性成果使中段反導作戰體系初見規模，指控系統實用可靠。

第三階段建設任務是瞄準區域反導能力生成，不斷增強中段反導指控系統的完備性和實戰能力，主要包括區域部署、運行管理、演習訓練等。區域部署以面臨的現實威脅和挑戰為基礎，結合國家戰略部署，在首都、重要經濟圈等區域，完成中段反導系統部署，形成實戰能力。運行管理是在區域系統建成并投入應用的基礎上，完善系統管控、協同管理、傳感器網優化等功能。演習訓練是在建成的區域反導系統基礎上，通過組織訓練、演習等，不斷優化系統結構和運行流程，完成人員、裝備訓練，檢驗中段反導作戰理論，催生中段反導作戰實戰能力。該階段繼續推進反導相關技術研究，深入研究多層反導體系建設瓶頸問題，為建設國家級多手段立體式反導體系提供支持。本階段建設階段性成果是完成至少一個中段反導指控系統區域部署，形成區域級中段反導能力。

第四階段建設任務是完善區域反導指控系統，推進國家反導體系建設，主要包括能力增強和全面部署兩個方面。能力增強是指加快傳感器網建設，擴大預警系統和精密跟蹤的覆蓋范圍；加快反導火力系統建設，增加反導陣地數量，從點防御向面防御推進；加大通信系統建設，實現區域反導系統之間以及其與國家反導指控系統的可靠通信連接。全面部署是指完善反導指控作戰指揮流程，完善作戰指揮預案；推進中段反導系統與末段反導以及其他反導武器系統的融合；建立“國家-區域”兩級指揮體制，逐步完善國家反導體系。國家級反導系統建成后，不斷研究驗證新技術、新戰法，推進人員和裝備訓練，推進系統優化完善，提升作戰能力。

對中段反導指控系統建設進行階段劃分，只是明確階段性攻關重點，細化技術研究路線，不影響系統建設的連續性、持續性，落腳點在于加快國家反導體系實戰能力生成。中段反導指控系統建設是動態發展的過程，隨著新技術發展和驗證、新裝備研發與應用，指控系統的實戰能力將得到不斷增強和躍升。

4 技術體系及發展方向

反導指揮控制活動貫穿反導作戰的全過程，依賴于探測、預報、識別、相關、融合等預警數據處理；依賴于高精度測速定位及姿態計算、發落點計算等基礎計算支持；依賴于態勢圖生成、分析、預測及共享應用等態勢感知技術；依賴于大數據存儲、管理、分析等情報綜合技術；依賴于探測能力計算、傳感器組網控制、武器系統能力分析、部署及機動優化等作戰規劃相關技術；依賴于網絡管理、系統安全、接口統一等系統管控技術；依賴于評估體系構建、評估方法創新等作戰評估技術。這些技術的創新發展推動著指控系統能力的提升和進步。中段反導指揮控制系統技術支持體系如下頁圖4所示。

經多年探索和積累，中段反導指控系統建設具備了一定的技術基礎。近年來，新興技術蓬勃發展，如自主可控技術、態勢圖生成與應用、大數據管理與分析、智能決策技術等，這些技術為中段反導指控系統建設提供了新的解決方案。

圖4 中段反導指控系統技術支撐體系

4.1 自主可控應用技術

伴隨網絡和信息技術的飛速發展，網絡空間的對抗形勢日益嚴峻，信息安全已成為國家安全的重要組成部分。中段反導指控系統以網絡和信息共享為基礎，提高自主可控水平勢在必行。在系統建設中，從硬件選型到軟件開發應當堅持自主可控發展道路，充分利用近年來芯片、操作系統、應用軟件等方面的創新發展成果，保證各類信息獲取、處理、分析、存儲、傳遞、應用全過程的安全。

4.2 態勢圖生成與應用

作戰態勢圖反映作戰過程中各個實體的狀態和事件發展趨勢，是指揮員掌握任務部署、分析戰場態勢、制定作戰計劃、監控作戰行動的重要基礎。中段反導作戰態勢圖的生成與應用，是實現態勢共享和獲取相對信息優勢的重要手段。根據各類傳感器獲取的態勢數據，建立科學有效的分析模型，完成態勢分析預判、快速處理、準確呈現，形成上下一致的態勢圖，是提升反導指控系統能力、把握中段反導作戰主動性的重要手段。態勢圖分析、預測、標繪及可視化等技術的發展與應用，可為中段反導指控系統能力提升提供支撐。

4.3 大數據管理與分析

中段反導指控系統匯集了多源、異構、海量的情報、預警探測等信息，隨著傳感器等技術的發展，信息量成指數增加趨勢。面對“海量”情報信息，傳統的人工判讀已經難以滿足指控系統信息需求，亟需新的技術和手段。近年來，大數據技術蓬勃發展，特別是數據管理、分析、融合等技術為情報綜合提供了新的解決方案。應用大數據管理分析技術，可準確感知情報之間的關聯、捕獲熱點信息，發現高價值情報，為系統響應的敏捷性和決策指揮的時效性提供有力的信息支撐，促進中段反導指控系統能力提升。

4.4 智能決策控制技術

中段反導指揮決策面臨著數據總量大、反應時間短、不確定性多等挑戰。將人工智能領域的技術發展成果引入中段反導指控系統建設中，利用機器學習等方法，訓練演化，形成基于人工智能的輔助決策系統，可實現情報到行動的快速智能決策，能更大程度綜合應用預警信息、態勢信息等各類情報信息，優化使用作戰火力，實現快速響應自適應作戰，縮短中段反導作戰的響應時間，變被動應戰為主動作戰，提升反導系統實戰能力。

中段反導指控系統建設和發展最主要的驅動力就是技術創新。除上述技術之外，指控系統建模優化技術、信息安全檢測及防范技術、航跡關聯、反導效果評估等直接影響指控系統能力的技術領域也需加大投入，大力攻關。

5 結論

指揮控制系統是實現預警系統和武器系統鉸鏈的神經中樞，直接影響中段反導系統的戰斗力。在中段反導試驗向實戰化部署邁進的重要階段，指控系統架構、分階段建設方案以及技術體系研究具有重要的現實意義。本文的研究可為中段反導指控系統部署應用提供一種思路探討，其完備性和適用性還有待深入研究，實現途徑和技術細節等都需要大力創新攻關。