地面軍事車輛主動對抗技術需求與應用 *

余慧娟，韋學中，劉相新，黎蘭

(北京航天發射技術研究所，北京 100076)

0 引言

現代信息化戰爭中敵方星載/機載平臺偵察方式覆蓋可見光、紅外和雷達等多頻段范圍，精確打擊武器制導方式包括激光、紅外、雷達、慣性/GPS復合和衛星數據鏈路等多種。承擔著導彈運輸和發射任務的導彈地面軍事車輛是敵方一體化偵察和打擊的重點軍事目標，地面軍事車輛能不能“生存下來、反擊出去”，將直接關系到武器作戰效能[1]。生存技術是應對敵方實時偵察與精確打擊威脅，提高地面軍事車輛生存能力最為有效的手段之一。

目前地面軍事車輛以偽裝隱身反偵察、快速反應防命中、加固防護抗毀傷等作為生存技術的重點，降低了地面軍事車輛的被發現概率、被命中概率和被毀傷概率。隨著未來戰場威脅手段和效能的不斷提高，地面軍事車輛生存環境越來越惡劣，僅依靠傳統被動防護無法完全滿足戰場生存的需要，急需在前期研究基礎上，拓展地面軍事車輛主動對抗技術方向研究。

1 主動對抗技術需求研究

1.1 面臨的生存威脅

隨著各種偵察技術的發展和大國偵察體系的建立，各種近中遠程精確打擊武器裝備的使用以及信息化戰爭態勢的演化，地面軍事車輛跨區機動作戰使用面臨非常嚴峻的生存環境。美國在《核態勢審議報告》中提出建立新一代的核和非核打擊力量，重點尋求“可以迅速而精確地定位并跟蹤機動時敏目標，從它們在駐防地部署的時間開始一直跟蹤到它們返回駐防地；具有在部署地區進行快速重復訪問或長時間注視目標能力的傳感器；具備對目標的自動化識別能力”，將其納入到正在構建的“全球感知”、“全球打擊”能力體系中，并逐步落實。

(1) 面臨偵察威脅預估

目前在役最先進雷達成像衛星“長曲棍球”能夠提供米級分辨率圖像；最先進光學和紅外成像衛星“鎖眼-12”能夠提供0.1 m分辨率圖像，根據理論計算，衛星地面分辨率優于1 m，可以確認和識別各種類型的車輛和裝置等[2]。正在實施的天基雷達項目普查分辨率優于1 m，重訪時間只有15 min(24顆衛星構成星座)，對指定區域SAR成像反應時間小于30 min，能夠探測速度在4～100 km/h的運動目標，對指定區域移動目標的探測反應時間為5～10 min。天基雷達與機載E28聯合監視目標攻擊雷達系統和無人機協同工作，成為空、天、地一體化情報、監視與偵察(ISR)系統的重要組成部分[3]。

(2) 面臨打擊威脅預估

射程在1 000 km以上攻擊武器，包括RGM/UGM/BGM-109(“戰斧”巡航導彈)、AGM-86C/D 空射巡航導彈、AGM-129B隱身巡航導彈、AGM-158 JASSM隱身巡航導彈等，能夠通過陸地、船艦、潛艇或載機(遠程精確攻擊)等平臺進行投送。通常采用地形匹配或景象匹配末制導方式。但在AGM-129B中裝備了衛星數據鏈路末制導方式，實時獲得或修正目標位置和運動信息。通過情報監視系統傳遞的信息及作戰指揮系統的命令對攻擊導彈武器進行任務規劃，確定被攻擊目標的位置信息、瞄準信息，以及航跡信息等，一段時間后實現對目標的遠程精確打擊。

射程在100～1 000 km攻擊武器，包括“海爾法”導彈、“地獄火”導彈、GBU-31 JDAM鉆地型炸彈、CBU-105 SFW風向修正聚束炸彈等精確制導導彈、航空炸彈，能夠通過F-22A，F-35，B-2A轟炸機，“捕食者”無人機等平臺進行投送。通常采用電視、紅外、雷達、激光等能夠自動尋的末制導方式[4-6]。在末制導范圍外，通過數據鏈路從情報監視系統獲得被攻擊目標的位置信息后，在防空區域外載機發射導彈。在末制導范圍內，通過雷達等設備直接獲得被攻擊目標的信息后，利用機載雷達、瞄準吊艙等設備鎖定目標發射導彈。

射程在100 km以下攻擊武器，主要為帶有自動尋的功能的“發射后不管”導彈，能夠通過機載導彈近程攻擊。通常使用電視、紅外成像、雷達等自尋的制導方式，還可能帶有慣導/GPS中制導方式。攻擊的目標以戰術目標和機動目標為主，打擊“時間敏感目標”能力強。

1.2 生存層次模型

通過分析生存能力的影響因素和其體系構成，建立如圖1所示的地面軍事車輛戰場生存層次模型，包括6個層次，分別是防暴露、防識別、防鎖定、防命中、抗毀傷和核/常反擊發射。

圖1 地面軍事車輛生存層次模型Fig.1 Survival level model of ground military vehicle

(1) 防暴露：即避免地面軍事車輛被發現，與車輛在可見光、紅外以及雷達偵察波段內被探測發現的概率相關。

(2) 防識別：主要是在探測發現之后，能夠避免被判斷出目標的外觀屬性，如人員、車輛、船只等；或避免被分辨出目標是地面軍事車輛、集裝箱車、民用運輸車、坦克等；或避免被辨認出不同型號地面軍事車輛，保護高價值軍事目標不被識別。

(3) 防鎖定：主要是在發現和識別后，能夠防止偵察系統的精確定位，或防止精確制導攻擊武器精確捕獲目標。

(4) 防命中：通過攔截、對抗、規避等各種措施避免被精確制導導彈通過景象匹配制導、毫米波、合成孔徑雷達、紅外、激光雷達及其復合型等制導方式捕獲目標各種信息。

(5) 抗毀傷：指在敵方來襲武器毀傷效應范圍內，地面軍事車輛能夠抵御并生存下來。

(6) 核/常反擊發射：指地面軍事車輛能夠抵御各類偵察打擊威脅，生存下來，發射出去的能力。

1.3 生存技術體系

地面軍事車輛生存設計總體遵循“首先不易被發現，發現了不被識別，識別了不易被鎖定，鎖定了不易被命中，命中了不易被摧毀，快速反擊發射”的設計思想。地面軍事車輛生存按照作用方式不同分成被動防護和主動對抗，如圖2所示。被動防護是通過隱身化、變特征、強加固、高機動和快反應等技術途徑提高地面軍事車輛戰場生存能力；主動對抗則是通過致盲或誘偏等致使敵方偵察設備喪失應有偵察效能和定位精度，精確制導系統和引信裝置受到干擾后丟失真目標、誤判或誤擊從而削弱其毀傷效能[7]。

圖2 地面軍事車輛生存技術體系Fig.2 Survival technology system of ground military vehicle

1.4 主動對抗技術需求

未來信息化戰爭具有體系對抗的特點，依靠被動防護手段很難大幅度提高地面軍事車輛生存能力，需要發展主動對抗技術確保作戰效能發揮。主動對抗技術能夠將信息感知、處理控制與快速響應緊密融合起來，實時獲取敵方偵察威脅信息，主動進行各種電磁示假與干擾，迷惑敵方偵察探測與識別，能夠將各種主動防護技術合理搭配和綜合集成，實現綜合的信息干擾和對抗。包括可通過無源干擾、有源干擾與對抗、綜合告警等功能，實現在可見光、紅外、雷達、激光波段范圍內的自主對抗，使敵方的偵察設備喪失原有的偵察定位精度；當地面軍事車輛被制導武器跟蹤鎖定時，通過綜合告警設備提出警告，采用紅外干擾技術、雷達干擾與對抗技術、GPS干擾技術、激光干擾技術使敵方的精確制導武器的制導系統和引信裝置受到干擾，丟失真實目標而攻擊假目標、引信早炸或失效，使得地面軍事車輛逃脫敵方精確制導武器的攻擊。

2 國內外主動對抗技術應用分析

法國“勒克萊爾”隱形坦克采用由KDFM車載偽裝系統、KBCM車載偽裝防護系統和SPATEM車輛電子對抗系統組成的一體化綜合對抗系統，該系統由與現有車輛上的戰斗系統和數據總線相連的人機接口和中央處理裝置、多個紅外干擾機、導彈發射探測器、能夠覆蓋360°的3個激光告警探測器和能夠發射各種榴彈的“加利克斯”煙幕彈發射器系統組成，可實現各種直接威脅的探測和各種對抗手段的啟動，以提高裝備在戰場上的生存能力。美國陸軍坦克-機動車和裝備司令部及美國陸軍通信和電子司令部協作開發用于提高裝甲戰車生存能力的增強系統組件。增強系統組件是由各種傳感器和對抗裝置共同組成的綜合組件，通過為乘員提供早期攻擊預警(使乘員可采取防護措施，如規避機動)和啟動對抗措施來擊敗威脅。應用的主動對抗措施有遮蔽物、誘餌、干擾機和攔截彈藥。預計SSES將安裝在各種裝備平臺上。每種特殊的車型將安裝一套特制的組件，并且這些組件將由一套標準和通用的部件構成。俄羅斯開發了具有煙霧迷盲和紅外干擾功能的“窗簾”主動對抗系統，以及采用定向破片彈藥摧毀來襲導彈的“競技場”主動對抗系統，并由這3套系統配套形成T-90等主戰坦克的綜合一體化主動對抗體系。例如一旦探測到入射的激光束，則由發射裝置朝激光指示器方向發射多枚紅外寬度干擾彈，3 s內在坦克前50～100 m處形成懸浮微粒霧幕，有效時間約為20 s。英國的“壁壘”主動對抗系統是集遮蔽劑與空中系留障礙物等為一體的多功能無源對抗系統，當來襲導彈距離目標15 km時，可緊急啟動各種對抗措施的任意組合，對付激光制導等精確制導武器的打擊。以色列采用POMALS防護系統與Trophy主動對抗系統組成了裝甲車輛主/被動防護相結合的一體化綜合防護系統[8-10]。

與國際相比，國內研究起步較晚，但發展迅速。大型車載SAR欺騙干擾和SAR靜態干擾設備進入實用階段；ISAR靜態干擾設備在試驗中獲得較好的欺騙干擾效果。地面機動目標電子欺騙和光電對抗技術的研究取得了很好的進展。前者通過截獲并復制多個雷達的反射信號，使敵方雷達將接收到多個信號而無法判斷真實信號的位置；后者通過各種煙霧干擾彈、煙霧噴灑裝置、泡沫干擾機等對抗可見光、紅外、激光的偵察和打擊威脅。針對導彈突防和陣地偽裝的SAR電子偽裝技術、目標識別技術、雷達電子戰等技術的研究也取得了技術突破。SAR壓制干擾、無源壓制干擾、欺騙干擾、彈式干擾及干擾效果評估等技術研究也取得了一定效果。另外，在信號參數微調壓制干擾和場景散射電子對抗技術方面也進行了較為深入的研究[11-15]。

3 地面軍事車輛主動對抗系統發展思路

3.1 主動對抗系統組成

地面軍事車輛在作戰過程的不同階段，所面臨的威脅環境各不相同。要提高在復雜戰場環境下的生存條件，最重要的是確保車輛在陣地待機、公路機動以及作戰運用過程中具備對敵方偵察或打擊進行有效主動對抗的能力；同時根據現在戰爭的特點，基于“打什么仗，采用什么對抗策略”這種“變化”的主動對抗技術措施認為是能夠從真正意義上提升裝備生存能力。

地面軍事車輛的主動對抗技術的實現需要依托威脅告警系統、決策與控制系統和主動對抗等多系統共同作用，同時還需要戰區情報支援和戰區指揮通信系統的協同。

(1) 威脅告警系統

快速發現對方偵察設備的存在，并測定其頻率和方位、信號參數、分析和識別目標的性質，根據已經掌握先驗信息和知識，判斷該偵察裝備的功能、工作狀態和威脅程度等；及時準確地探測敵方來襲目標，確定其來襲威脅方位、高度、距離等信息，將獲取的信息傳送給多傳感器耦合裝置進行數據處理，發出警報，同時將數據信息傳給控制系統。

(2) 決策與指揮控制系統

當接到告警器的預警信號時，控制系統的任務是將各種信息進行綜合分析，確定最佳對抗方式和實施程序，控制各種對抗裝置的啟動。能夠充分利用數據融合技術，把不同探測器對同一信號的跟蹤信息融合在一起，并能夠產生輸出信號；能夠估計可能的威脅類型并確定其評估的可信度；能夠通過數據分析排出威脅的優先次序；具有對抗單元的管理功能，根據現有的對抗措施、系統工作狀態來安排對抗手段。從而實現對敵目標的干擾、欺騙、遮擋、壓制及攔截，達到主動對抗的目的。

(3) 主動對抗系統

根據決策信息，通過信號削弱與干擾、威脅規避與抵御、主動對抗與發射等各類防護策略的應用，從而使得偵察設備喪失應有偵察效能和定位精度，精確制導系統和引信裝置受到干擾后丟失真目標、誤判或誤擊，達到防護地面軍事車輛、確保生存的目的。

3.2 主動對抗系統方法

根據作戰場景和應用對象不同，主動對抗技術方法包括：

(1) 雷達壓制干擾系統

通過在SAR圖像中形成噪聲干擾，產生高散射強度的斑塊、條紋、網狀結構，包括微動干擾、移頻干擾、多抽頭干擾等，實現在距離向和方位向一定擴展范圍的干擾信號，對地面車輛(包括車隊)進行有效保護。微動干擾是有源調制出和真實微動目標相類似的干擾回波，使SAR圖像呈現散焦、模糊、“鬼影”等現象，導致SAR成像質量下降。移頻干擾是對雷達信號的脈內調制，通過將干擾機接收信號與復單音信號相乘，在SAR圖像距離向形成虛假目標。多抽頭干擾是將干擾機截獲、采集、調制的雷達信號進行重復轉發，在距離向形成多假目標。

(2) 虛假圖像疊加系統

設計地面軍事車輛虛假特征圖像，在接收到敵方電磁信號后，立即根據預先存貯的干擾圖像預案(可變化)，與接收到的數字信號進行卷積后通過數模轉換再調制并上變頻到對應的頻率點，完成對敵方電磁接收機的干擾。將該圖像信息調制在我方發射信號上并傳送回，期望在敵方上出現一幅圖像，使該圖像與目標圖像疊加，造成圖像模糊，讓敵方獲取圖像與實時圖像不匹配，從而使偵察和攻擊效能下降。

(3) 雷達誘偏系統

為了破壞敵方雷達或者導彈的跟蹤系統而發射或投擲的假目標，使雷達或者導彈跟蹤系統跟蹤誘餌，達到保護真實目標的目的。雷達誘餌包括火箭式雷達誘餌、投擲式雷達誘餌、拖曳式雷達誘餌等幾類。

(4) 信號有源對消系統

通過發射與目標散射信號相位反相的干擾信號，使干擾信號和目標回波信號在雷達接收機處相互抵消，使雷達無法探測目標，降低雷達對目標的探測概率。

(5) 紅外有源干擾系統

主要紅外有源干擾系統主要包括紅外干擾彈(或誘餌彈)和紅外干擾機。紅外干擾彈通過燃燒時形成的有幾倍于被保護目標輻射能量和紅外頻譜特征，用以欺騙或誘惑敵方紅外探測系統或紅外制導系統。紅外干擾機由高能紅外光源、離合開關、調制器和光學系統(發射天線)組成，通過輻射出與目標發動機及其他發熱部件峰值波長相近但強度很高的紅外光波，到達干擾效果。

(6) 激光主動干擾系統

激光主動干擾技術主要包括壓制干擾和欺騙干擾，包括使用激光干擾機發射與敵激光信號特征相似的激光束，欺騙和迷惑敵激光測距儀和激光制導武器，或使用強激光干擾致盲以致摧毀敵方光電設備、人員和武器系統，還可以對抗紅外成像制導的巡航導彈和反輻射導彈的激光近炸引信等，可分為激光致盲干擾和激光摧毀硬殺傷。

(7) 目標特征逼真假目標

設計在外形、尺寸和真目標一樣的假目標，內部配備能夠模擬真目標熱輻射和雷達特征的熱和雷達特征模擬器，可發射出與真目標同樣的電磁信號，且具有由被動等待偵察向主動發射某種信號吸引敵人的偵察能力。

3.3 主動對抗系統應用設想

主動對抗技術應用方案可分為車載自衛式主動對抗和支援式主動對抗。車載自衛式主動對抗是將主動對抗系統負載于地面軍事車輛上，可以在車隊中多車輛上合理分配對抗要素和設備。支援式主動對抗是將主動對抗系統單獨配置成伴隨對抗車跟隨地面軍事車輛。干擾對抗系統覆蓋帶寬較寬，組成復雜，功能設備眾多，各設備內部模塊之間和設備相互之間的電磁隔離都要求很高，要實現與被保護車輛的結構和功能集成，研制難度大，保障性和經濟性并非最優。支援式主動對抗結構方式組合靈活，兩車可協同工作，必要時也可單車工作，同時對地面軍事車輛總體設計需求較小，可實現性強，主動對抗技術應用方案對比如表1所示。

表1 主動對抗技術應用方案對比Table 1 Application schemes comparison of active countermeasures technology

支援式主動對抗系統由1輛對抗車和1輛或多輛地面軍事車輛組成，即1+N組合方式，其系統組成方案如圖3所示。根據干擾面積和任務需要，配置被保護車輛的數量不定。對抗車由輕型高機動越野車改裝，對抗車和被保護車輛之間無機械連接，安裝通訊單元，可以接入遠程預警和指揮中心，與遠程指揮中心交互信息并接收任務指令；可以與被保護車輛信息協同，向被保護車輛發送控制指令，實時監測和計算后方車輛位置信息，完成對抗策略制定和實施。

圖3 支援式主動對抗系統構成(1+N)Fig.3 Composition of supporting active countermeasure system (1+N)

4 結束語

面對未來全方位、多波段、高精度、近實時的信息化戰爭的威脅，地面軍事車輛主動對抗技術現在及未來都是提高生存能力的重要手段之一。本文在地面軍事車輛生存能力總體研究長期累積的經驗基礎上，結合國內外相關技術研究現狀和發展趨勢，提出地面軍事車輛主動對抗技術應用前景和發展思路，以期國內逐步建立并完善地面軍事車輛主動對抗系統，實現“打什么仗，采用什么對抗策略”，進一步提高地面軍事車輛在信息化戰爭中的綜合作戰效能和面對現代戰場威脅下的生存能力。