空間電子對(duì)抗系統(tǒng)研究

莊海孝，姚志健，徐 超，李林凌

（1.中國(guó)空間技術(shù)研究院研發(fā)中心，北京100094；2.中國(guó)兵器科學(xué)研究院，北京100089）

0 引言

在空間軍事化步伐不斷加快的今天，電子戰(zhàn)不但作戰(zhàn)空間大大擴(kuò)展，而且作戰(zhàn)樣式也發(fā)生了巨大變化［1］。目前空間軍事化研究已經(jīng)歷了思想產(chǎn)生階段、空間戰(zhàn)理論初步建立階段、空間戰(zhàn)理論逐步發(fā)展階段、空間戰(zhàn)理論不斷擴(kuò)展和完善階段、空間戰(zhàn)理論為實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用準(zhǔn)備階段等五個(gè)階段［2］?？臻g戰(zhàn)是指敵對(duì)雙方在國(guó)家最高軍事指揮機(jī)關(guān)領(lǐng)導(dǎo)下，以奪取制天權(quán)為主要作戰(zhàn)目的、以外層空間為主要戰(zhàn)場(chǎng)、以空間力量為主要作戰(zhàn)力量、以空間對(duì)抗為核心而進(jìn)行的作戰(zhàn)行動(dòng)?？臻g戰(zhàn)將成為未來新的作戰(zhàn)樣式，誰擁有了太空，誰就擁有了未來戰(zhàn)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)?？臻g戰(zhàn)電子裝備的發(fā)展將使空間戰(zhàn)理論中的完全控制空間的夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)，相應(yīng)的空間電子信息戰(zhàn)將是空間戰(zhàn)的主要形式［3］。

1 空間信息戰(zhàn)裝備發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，空間戰(zhàn)系統(tǒng)主要包括如表1所示的空間力量增強(qiáng)、空間力量運(yùn)用、空間對(duì)抗和空間支援四種，在這四種系統(tǒng)上都裝有電子信息裝備，它們是未來空間信息戰(zhàn)的保障?？臻g力量增強(qiáng)能為聯(lián)合部隊(duì)提供及時(shí)的高精度信息收集和分發(fā)能力，使之獲得良好的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知并進(jìn)行有效指揮與控制，從而在戰(zhàn)爭(zhēng)中起到力量“倍增器”的作用。其中發(fā)展得較快的有導(dǎo)航系統(tǒng)、軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)和天基紅外系統(tǒng)?？臻g對(duì)抗是爭(zhēng)奪空間控制權(quán)和保證空間優(yōu)勢(shì)的作戰(zhàn)行動(dòng)［4］，即為奪取制天權(quán)而進(jìn)行的軍事對(duì)抗。按照美軍軍用空間力量作戰(zhàn)任務(wù)領(lǐng)域的界定，空間對(duì)抗包括空間態(tài)勢(shì)感知、防御性空間對(duì)抗和進(jìn)攻性空間對(duì)抗。隨著空間力量增強(qiáng)電子裝備的發(fā)展，空間對(duì)抗電子裝備也逐步發(fā)展起來，美國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的是天基空間監(jiān)視系統(tǒng)、軌道深空成像系統(tǒng)、快速攻擊識(shí)別探測(cè)報(bào)告系統(tǒng)、軟殺傷系統(tǒng)和激光武器系統(tǒng)等。

表1 空間戰(zhàn)系統(tǒng)組成領(lǐng)域及子任務(wù)領(lǐng)域

2 空間電子對(duì)抗的需求

空間戰(zhàn)將成為未來戰(zhàn)爭(zhēng)的重要作戰(zhàn)手段，空間電子對(duì)抗能力的強(qiáng)弱將是奪取制電磁權(quán)和制信息權(quán)、進(jìn)而獲取戰(zhàn)爭(zhēng)主動(dòng)權(quán)的關(guān)鍵因素，空間電子對(duì)抗將成為空間戰(zhàn)的重要組成部分。下面從電子戰(zhàn)武器的角度，通過電子攻擊和電子干擾兩方面來闡述空間電子對(duì)抗的重要性。

2.1 空間電子攻擊

這種進(jìn)攻性電子戰(zhàn)武器包括激光武器、射頻武器和粒子束武器，也就是正在大力發(fā)展的新概念武器。低功率激光武器一般用來干擾衛(wèi)星的電子＋光學(xué)探測(cè)器，甚至致盲。高功率激光武器通過輻射足夠的能量摧毀敵目標(biāo)衛(wèi)星和導(dǎo)彈，美國(guó)空軍正在全力研制的天基激光武器（SBL）系統(tǒng)項(xiàng)目就是一種星載的高功率激光武器。

射頻武器系統(tǒng)包括高功率微波（HMP）武器和超寬帶武器兩種，HMP工作于100MHz～100GHz的頻段，具有很高的定向性，其所輻射的高功率微波能量通過敵電子設(shè)備的天線、裂縫、接縫和洞孔進(jìn)入電子設(shè)備內(nèi)部，對(duì)電子元器件造成損傷和永久性毀壞。超寬帶射頻武器的工作帶寬約為100MHz～1GHz，定向性差，其輻射的能量只能對(duì)敵目標(biāo)系統(tǒng)產(chǎn)生電子干擾。

目前國(guó)外正在研究星載的天基射頻武器系統(tǒng)。粒子束反衛(wèi)星武器將質(zhì)子、中子、電子或重量離子等粒子，由加速器加速到相對(duì)論速度，并聚集成一束高能量物的粒子束流，經(jīng)射束定向輻射裝置射向目標(biāo)，因而能擊毀空間飛行的衛(wèi)星或?qū)?。預(yù)計(jì)今后10年有可能出現(xiàn)這種武器。

2.2 空間電子干擾

目前，在太空對(duì)抗中的電子干擾主要集中在三個(gè)方面：干擾星載雷達(dá)，特別是高分辨率的合成孔徑雷達(dá)（SAR），使其無法獲取清晰的地面圖像；干擾敵通信衛(wèi)星、偵察衛(wèi)星和其它衛(wèi)星與地面間的上下行通信鏈路和指揮鏈路；干擾GPS信號(hào)，阻止敵方在戰(zhàn)時(shí)正常使用GPS導(dǎo)航信號(hào)，使其精確制導(dǎo)武器不能精確命中目標(biāo)。目前美國(guó)和俄羅斯都已研制出實(shí)用的GPS干擾機(jī)。

國(guó)外還在研究采用光學(xué)、微波射頻技術(shù)來對(duì)敵航天器進(jìn)行干擾，破壞敵偵察衛(wèi)星和預(yù)警衛(wèi)星等的工作狀態(tài)的技術(shù)。

3 空間電子對(duì)抗系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)

空間電子對(duì)抗系統(tǒng)按技術(shù)途徑可分為陸基、?；?、空基和天基等空間電子對(duì)抗系統(tǒng)形式，陸基空間電子對(duì)抗系統(tǒng)有較好的技術(shù)繼承性，容易實(shí)現(xiàn)，但易受地域限制和時(shí)域限制；?；臻g電子對(duì)抗系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)與陸基系統(tǒng)相似，比陸基系統(tǒng)有更大的活動(dòng)范圍，但艦船平臺(tái)的電子對(duì)抗設(shè)備的技術(shù)條件受到一定約束，作戰(zhàn)效能也受到限制；空基空間電子對(duì)抗系統(tǒng)由于機(jī)載設(shè)備受到種種技術(shù)條件限制，技術(shù)難度很大；天基空間電子對(duì)抗系統(tǒng)不受地域、時(shí)域的限制，可以接近空間目標(biāo)，能大大提高對(duì)空間電子對(duì)抗的作戰(zhàn)效能，但天基系統(tǒng)需要眾多高技術(shù)支撐，而且有效載荷受到體積、質(zhì)量和功耗的限制，難度比較大。最優(yōu)方式是集成利用各自優(yōu)勢(shì)，建立統(tǒng)一的空間電子對(duì)抗系統(tǒng)，將陸基和?；糠肿鳛檎麄€(gè)空間對(duì)抗系統(tǒng)的地面段的組成部分，空間段由各種不同的空間電子對(duì)抗衛(wèi)星組成，整個(gè)系統(tǒng)包括空間電子對(duì)抗指揮控制中心、地基空間電子對(duì)抗系統(tǒng)和天基電子對(duì)抗系統(tǒng)等。電子對(duì)抗指揮控制中心負(fù)責(zé)接收、處理對(duì)抗信息，運(yùn)行對(duì)抗系統(tǒng)業(yè)務(wù)以及作戰(zhàn)指揮、決策、控制等。

3.1 空間電子對(duì)抗系統(tǒng)任務(wù)功能

根據(jù)空間電子對(duì)抗系統(tǒng)作戰(zhàn)使命與主要作戰(zhàn)對(duì)象的分析，初步設(shè)想空間電子對(duì)抗系統(tǒng)具有如圖1所示任務(wù)功能。

1）空間態(tài)勢(shì)感知功能。主要偵察空間鏈路信號(hào)，包括偵收衛(wèi)星的下行數(shù)傳信號(hào)和測(cè)控信號(hào)、星間鏈路信號(hào)、地面的測(cè)控信號(hào)和數(shù)據(jù)通信上行信號(hào)；同時(shí)兼顧偵收地面和海上的雷達(dá)信號(hào)、通信信號(hào)和測(cè)控信號(hào)等，并對(duì)地面、海洋目標(biāo)進(jìn)行定位。描述空間威脅與空間戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，評(píng)估空間對(duì)抗行動(dòng)效果。提高空間對(duì)抗指揮和控制效率。

2）進(jìn)攻性對(duì)抗功能。空間電子對(duì)抗衛(wèi)星具有電子干擾、網(wǎng)絡(luò)攻擊等“軟殺傷”功能，軟殺傷空間對(duì)抗提供對(duì)敵方空間系統(tǒng)施加可撤銷影響的能力。電子干擾擬采用由偵察引導(dǎo)的欺騙干擾、瞄準(zhǔn)干擾、窄帶干擾等技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)攻擊擬采用網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)、電子戰(zhàn)一體化設(shè)計(jì)，通過對(duì)信息的破譯獲取網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和通信協(xié)議，生成帶有病毒、邏輯炸彈等信息武器的欺騙干擾信號(hào)，再通過截獲信息傳輸鏈路采用無線接入，使得在干擾信息傳輸鏈路的同時(shí)，具有網(wǎng)絡(luò)攻擊能力。硬殺傷空間對(duì)抗，提供對(duì)敵方空間系統(tǒng)毀滅性施加不可撤銷影響的能力。硬殺傷空間對(duì)抗裝備有動(dòng)能反衛(wèi)星武器、定向能反衛(wèi)星武器和定向能武器。

3）防御性對(duì)抗功能。主要是保護(hù)己方的空間系統(tǒng)免受敵方干擾和攻擊。防御性空間對(duì)抗裝備的發(fā)展是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，既有專門的防護(hù)裝備，又涉及到空間系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、發(fā)射和運(yùn)行等各個(gè)環(huán)節(jié)。如通過發(fā)展快速攻擊識(shí)別、探測(cè)和報(bào)告系統(tǒng)（RAIDRS）防御敵方對(duì)空間裝備的攻擊，通過發(fā)展抗激光加固裝備，保護(hù)偵察衛(wèi)星相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)以及紅外探測(cè)器。天基光電系統(tǒng)獲取信息的探測(cè)通道也是空間鏈路的組成部分，但光電探測(cè)傳感器也十分脆弱，易受干擾和損傷，虛警、飽和、致盲是光電探測(cè)難以解決的難題，對(duì)傳感器實(shí)施光電對(duì)抗也是空間電子對(duì)抗衛(wèi)星的主要功能之一。

圖1 空間電子對(duì)抗系統(tǒng)功能

3.2 發(fā)展途徑

為了實(shí)現(xiàn)空間電子對(duì)抗武器的發(fā)展規(guī)劃，如表2所示，可采用維持、改進(jìn)已經(jīng)部署的空間監(jiān)視設(shè)施，改進(jìn)和研制防御性、進(jìn)攻性電子對(duì)抗武器裝備，并與轉(zhuǎn)型創(chuàng)新的武器技術(shù)相結(jié)合的途徑。當(dāng)前，尤其應(yīng)重視利用已有的技術(shù)基礎(chǔ)，如定向能武器技術(shù)；改進(jìn)現(xiàn)有裝備，如已用于飛機(jī)的告警裝置；加快發(fā)展如X波段雷達(dá)和動(dòng)能攔截等武器裝備。

表2 空間電子對(duì)抗武器發(fā)展途徑

空間態(tài)勢(shì)感知延長(zhǎng)地基空間監(jiān)視系統(tǒng)服役壽命，保持其能力；改進(jìn)主要雷達(dá)系統(tǒng)和地基光電深空監(jiān)視系統(tǒng)。建設(shè)新的地基X波段相控陣?yán)走_(dá)體系。研制天基空間監(jiān)視系統(tǒng)，包括廣域和局部空間的監(jiān)視系統(tǒng)；深化空間態(tài)勢(shì)感知核心系統(tǒng)的概念，發(fā)展綜合的空間態(tài)勢(shì)感知指揮與控制體系。防御性空間電子對(duì)抗改進(jìn)、加固目前用于飛機(jī)上的攻擊告警等自動(dòng)防護(hù)裝置，使之能適應(yīng)空間環(huán)境。針對(duì)電子干擾／激光和高功率微波（HPM）攻擊的衛(wèi)星專用告警裝置；保護(hù)光學(xué)傳感器免受激光攻擊裝置。發(fā)展創(chuàng)新的主動(dòng)防御性空間對(duì)抗系統(tǒng)，如用來保護(hù)重要大型衛(wèi)星的專用微小衛(wèi)星。進(jìn)攻性空間電子對(duì)抗應(yīng)用對(duì)衛(wèi)星上行、下行鏈路實(shí)施干擾的武器技術(shù)。研制、部署地基激光、高功率微波等定向能武器以及動(dòng)能攔截武器系統(tǒng)。研究阻止非授權(quán)用戶使用天基導(dǎo)航信號(hào)等空間服務(wù)的裝備技術(shù)；發(fā)展全頻段天基進(jìn)攻性空間電子對(duì)抗系統(tǒng)。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)

1）空間電子對(duì)抗總體技術(shù)。分析研究空間電子對(duì)抗系統(tǒng)任務(wù)功能、作戰(zhàn)使命和總體技術(shù)指標(biāo)，研究空間電子對(duì)抗技術(shù)途徑，分析論證空間電子對(duì)抗系統(tǒng)總體方案和發(fā)展戰(zhàn)略，研究空間電子對(duì)抗衛(wèi)星星座系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)方案，研究空間電子對(duì)抗星座構(gòu)形方案、軌道方案，并進(jìn)行可行性分析和計(jì)算機(jī)仿真，確定關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目，論證關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)要求和主要技術(shù)指標(biāo)等。

2）非合作空間目標(biāo)的捕獲、跟蹤、接近和瞄準(zhǔn)技術(shù)。研究非合作空間目標(biāo)特性、目標(biāo)識(shí)別，研究對(duì)非合作目標(biāo)的監(jiān)視技術(shù)，研究非合作空間目標(biāo)的捕獲、跟蹤、接近和瞄準(zhǔn)技術(shù)。

3）衛(wèi)星電子攻防對(duì)抗技術(shù)。研究高靈敏度、大動(dòng)態(tài)范圍的接收技術(shù)，研究雷達(dá)信號(hào)、通信信號(hào)和測(cè)控信號(hào)一體化接收技術(shù)，研究各種通信信號(hào)解調(diào)技術(shù)、信號(hào)分析技術(shù)和通信信號(hào)參數(shù)測(cè)量技術(shù)，研究抗干擾技術(shù)，研究盲偵察技術(shù)，利用軟件無線電技術(shù)確定鏈路調(diào)制／解調(diào)參數(shù)。研究星載欺騙干擾、瞄準(zhǔn)干擾和窄帶干擾技術(shù)，無源干擾技術(shù)等，研究偵收引導(dǎo)干擾技術(shù)。

4）衛(wèi)星光電攻防對(duì)抗技術(shù)。研究空間目標(biāo)的光譜特性，研究傳感器、探測(cè)器的性能，研究有源、無源光電對(duì)抗技術(shù)，研究對(duì)空間目標(biāo)的強(qiáng)光干擾和光電欺騙干擾，研究傳感器、探測(cè)器的飽和干擾等。

5）衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)攻防對(duì)抗技術(shù)。研究信息破譯、通信協(xié)議破譯、信息攻擊、網(wǎng)絡(luò)攻擊技術(shù)，研究網(wǎng)絡(luò)無線介入技術(shù)，研究邏輯炸彈等信息武器，研究網(wǎng)絡(luò)防護(hù)技術(shù)。

6）新概念電子對(duì)抗技術(shù)。研究新型的空間電子對(duì)抗的技術(shù)途徑和相關(guān)手段。

7）星載告警技術(shù)。研究衛(wèi)星告警技術(shù)，研究星載紅外告警、雷達(dá)警戒方案，研究大范圍探測(cè)、掃描方案、研究目標(biāo)特性分析，研究空間環(huán)境適應(yīng)能力和降低功耗、減輕質(zhì)量的措施。

8）衛(wèi)星安全防護(hù)技術(shù)。研究飛行器的安全防護(hù)技術(shù)，研究飛行器的隱身技術(shù)，研究威脅躲避技術(shù)，研究衛(wèi)星的抗干擾、抗攻擊技術(shù)等。

9）星上高速數(shù)據(jù)處理、融合和目標(biāo)識(shí)別技術(shù)。研究衛(wèi)星偵察數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)高速處理、數(shù)據(jù)融合，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析、識(shí)別，研究干擾樣式的生成技術(shù)，自適應(yīng)智能引導(dǎo)技術(shù)等。

4 結(jié)束語

未來信息化戰(zhàn)爭(zhēng)將高度依賴航天裝備，只有控制空間才能確保利用空間，爭(zhēng)奪空間信息優(yōu)勢(shì)是作戰(zhàn)雙方關(guān)注的焦點(diǎn)。世界各主要軍事強(qiáng)國(guó)都在競(jìng)相研制和部署空間信息戰(zhàn)武器裝備，以爭(zhēng)奪未來信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的“制高點(diǎn)”?？臻g電子對(duì)抗是空間軍事化、空間對(duì)抗的重要發(fā)展方向，是電子對(duì)抗的新概念、新技術(shù)、新發(fā)展。然而空間電子對(duì)抗技術(shù)難度大，發(fā)展空間電子對(duì)抗系統(tǒng)必須在繼承陸?？针娮訉?duì)抗技術(shù)的基礎(chǔ)上，積極組織空間電子對(duì)抗關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，發(fā)展空間信息戰(zhàn)武器裝備，在充分研究高科技條件下軍事變革的同時(shí)，跨越發(fā)展具有自身特色的空間電子對(duì)抗系統(tǒng)?！?/p>

［1］ 黃漢文.航天電子對(duì)抗的概念與發(fā)展［J］.航天電子對(duì)抗，2007（2）.

［2］ 吳勤，高雁翎.美國(guó)空間對(duì)抗裝備的新進(jìn)展［J］.航天電子對(duì)抗，2007（2）.

［3］ 蔣盤林.從傳統(tǒng)電子戰(zhàn)走向信息戰(zhàn)——電子戰(zhàn)發(fā)展簡(jiǎn)史及信息戰(zhàn)的定義與內(nèi)涵［J］.電子對(duì)抗技術(shù)，2005（4）.

［4］ 黃志澄.軍事轉(zhuǎn)型與美國(guó)軍用航天發(fā)展藍(lán)圖［J］.衛(wèi)星應(yīng)用，2004（2）.