美軍目標(biāo)檢測(cè)定位技術(shù)發(fā)展研究

王小天　張寶良

摘 要：研究了美軍目標(biāo)檢測(cè)定位技術(shù)發(fā)展概況，包括材料和核心器件的發(fā)展、目標(biāo)智能識(shí)別的發(fā)展、自動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位技術(shù)發(fā)展、分析美軍目標(biāo)檢測(cè)定位技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)和趨勢(shì)，總結(jié)其經(jīng)驗(yàn)，包括突出實(shí)際需求引領(lǐng)建設(shè)，注重軍民結(jié)合形成合力，面向未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)引領(lǐng)裝備建設(shè)等。

關(guān)鍵詞：美軍；目標(biāo)；定位

火力突擊已經(jīng)演化到了精確打擊時(shí)代，“發(fā)現(xiàn)即摧毀”要求在作戰(zhàn)中必須能夠快速對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)、定位。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，信息處理能力迅速增強(qiáng)，目標(biāo)檢測(cè)與定位技術(shù)獲得了快速發(fā)展。目標(biāo)檢測(cè)與定位技術(shù)在精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)、探測(cè)系統(tǒng)、偵察系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，提高了軍事裝備的信息化水平，武器系統(tǒng)的打擊精度和生存能力，作戰(zhàn)效能和應(yīng)用能力。

美國(guó)在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以來(lái)發(fā)生的歷次高技術(shù)局部戰(zhàn)爭(zhēng)中，充分發(fā)揮了其情報(bào)信息系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，使得戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)其形成單向透明，其先進(jìn)的目標(biāo)檢測(cè)、定位技術(shù)為其快速贏(yíng)得戰(zhàn)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)發(fā)揮了重要作用。因此，需要對(duì)美軍的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究和探討，以資借鑒。

1 美軍目標(biāo)檢測(cè)與定位技術(shù)發(fā)展

目標(biāo)定位、檢測(cè)和跟蹤技術(shù)是美軍重要的情報(bào)基礎(chǔ)技術(shù)之一，美軍綜合運(yùn)用多種技術(shù)手段，在陸、海、空、天多個(gè)維度上，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行偵察與監(jiān)視，獲得目標(biāo)的位置、運(yùn)動(dòng)軌跡等信息，對(duì)目標(biāo)實(shí)施跟蹤，有效的支援各類(lèi)戰(zhàn)術(shù)行動(dòng)。

在材料和核心器件方面，尖端技術(shù)在不斷應(yīng)用、融合，全方位拓展偵查手段。為應(yīng)對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)中化學(xué)和生物戰(zhàn)劑的威脅，美軍將信息工程技術(shù)和生物技術(shù)融合在一起，運(yùn)用微生物遇到化學(xué)戰(zhàn)劑對(duì)光纖產(chǎn)生影響的研發(fā)出用于檢測(cè)生物戰(zhàn)劑的光纖傳感器。SiOnyx公司擁有“黑硅”半導(dǎo)體工藝開(kāi)發(fā)技術(shù)，美海軍正尋求與其合作以獲得更廉價(jià)、可靠性更高的傳感器。

在目標(biāo)智能識(shí)別技術(shù)方面，美軍通過(guò)運(yùn)用各種技術(shù)手段，取長(zhǎng)補(bǔ)短，面向作戰(zhàn)。美軍將無(wú)線(xiàn)電通信識(shí)別系統(tǒng)廣泛用于戰(zhàn)爭(zhēng)，但由于無(wú)線(xiàn)電信號(hào)發(fā)散性大、容易被敵方干擾，尤其是在電子信號(hào)密集的作戰(zhàn)武器群中，美軍便采用毫米波通信完成上述情況的敵我識(shí)別。對(duì)于重要性較高的目標(biāo)，采用激光技術(shù)實(shí)施可靠、精確的定位。

在自動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位方面，采用先進(jìn)的通訊技術(shù)手段、充分運(yùn)用電子地圖，是的目標(biāo)在地圖上實(shí)時(shí)顯示、達(dá)到可視化要求，在跟蹤重點(diǎn)目標(biāo)時(shí)，要求多跟蹤系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，以便更準(zhǔn)確的定位目標(biāo)。

2 美軍目標(biāo)檢測(cè)武器裝備發(fā)展

當(dāng)前，美軍的裝備發(fā)展就是面向戰(zhàn)場(chǎng)需要，形成了產(chǎn)品線(xiàn)，信火一體特色明顯。

在空間目標(biāo)探測(cè)裝備方面，隨著美軍對(duì)制天權(quán)認(rèn)識(shí)的深化，如何控制太空已成為美軍重點(diǎn)研究的領(lǐng)域，而這是建立在監(jiān)視太空的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的。2010年3月，美國(guó)防部在向國(guó)會(huì)遞交的《空間態(tài)勢(shì)審查中期報(bào)告》中明確了將要達(dá)到對(duì)空間目標(biāo)全天候、無(wú)死角的監(jiān)控。為達(dá)到此目標(biāo)，美軍一是對(duì)原有陸基ISR設(shè)備進(jìn)行升級(jí)。二是加強(qiáng)天基ISR設(shè)備的研發(fā)，進(jìn)一步提高信息獲取能力，例如美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局主導(dǎo)）空間監(jiān)視望遠(yuǎn)鏡（Space Surveillance Telescope，SST）項(xiàng)目。該系統(tǒng)將建在新墨西哥州的白沙導(dǎo)彈靶場(chǎng)?？臻g監(jiān)視望遠(yuǎn)鏡將能夠?qū)σ粋€(gè)廣闊的區(qū)域進(jìn)行快速搜索，并對(duì)外層空間內(nèi)的小尺寸目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、追蹤和特征描述，且能力將得到極大提高。

在機(jī)載光電偵察裝備方面，主要有AN/ASQ-228“先進(jìn)瞄準(zhǔn)前視紅外”吊艙、AN/AQQ-28 LTTENING 先進(jìn)瞄準(zhǔn)吊艙、AN/AAQ-33“狙擊手”光電吊艙、AN/AAS-52（MTS-A）吊艙、“全球鷹”無(wú)人機(jī)綜合傳感系統(tǒng)等，美軍在發(fā)展該技術(shù)時(shí)充分考慮偵查平臺(tái)的隱身性能，不斷加強(qiáng)抗電磁干擾能力，提高空間、時(shí)間和頻率分辨力，滿(mǎn)足作戰(zhàn)要求。

精確打擊裝備方面，美軍不斷提高目標(biāo)探測(cè)的分辨率，美第一代間諜衛(wèi)星到第五代“KH-12”對(duì)目標(biāo)分辨率從30m提高到0.1～0.05m。分辨率的提高，大大增加了精確打擊的效力。同時(shí)大力發(fā)展機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)和紅外傳感器，AESA雷達(dá)相比傳統(tǒng)機(jī)械雷達(dá)具有更遠(yuǎn)的探測(cè)距離，更高的分辨率，APG-80雷達(dá)裝有1000個(gè)T/R模塊，每個(gè)T/R模塊按20W計(jì)算，單個(gè)模塊效率為45%計(jì)算，其發(fā)射功率可達(dá)18kW，估計(jì)合成孔徑面積為1.9m，探測(cè)距離在140～160km范圍內(nèi)。運(yùn)用先進(jìn)的復(fù)合材料、靈巧彈藥先進(jìn)技術(shù)演示（ATD）和制導(dǎo)、導(dǎo)航、控制技術(shù)等最新的科技成果遠(yuǎn)程制導(dǎo)彈藥（ERGM）和XM982遠(yuǎn)程靈巧炮彈項(xiàng)目，應(yīng)用在炮射觀(guān)察彈（ALOR）這一新型裝備，大大縮短了從殺傷到毀傷評(píng)估的反應(yīng)時(shí)間。

3 裝備發(fā)展趨勢(shì)

3.1 傳感器技術(shù)水平發(fā)展迅速

傳感器的體積越來(lái)越小，探測(cè)裝備的隱蔽性能越來(lái)越好；微傳感器技術(shù)發(fā)展迅速利用新的物理現(xiàn)象、化學(xué)反應(yīng)、生物效應(yīng)作為傳感器原理，探測(cè)精度在不斷提高；利用新材料。利用新的加工技術(shù)，使得傳感器的可靠性不斷加強(qiáng)。半導(dǎo)體中的一些加工技術(shù)，如：氧化、光刻、沉積、平面電子工藝、腐蝕及蒸鍍、濺射薄膜等，都已經(jīng)引進(jìn)傳感器制造中來(lái)，產(chǎn)生了各種新型傳感器，在紅外光、可見(jiàn)光、熱能、聲測(cè)等多種手段的探測(cè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。美軍MQ-1和MQ-9無(wú)人機(jī)加裝了高清傳感器，從720p標(biāo)準(zhǔn)的高清光電傳感器升級(jí)1080p標(biāo)準(zhǔn)傳感器，提高了偵查能力。

3.2 裝備運(yùn)行趨于無(wú)人化

裝備的運(yùn)行時(shí)間受人員活動(dòng)限制，很難達(dá)到持續(xù)監(jiān)視的目的。在目標(biāo)檢測(cè)、定位和跟蹤技術(shù)的發(fā)展順應(yīng)規(guī)律，不斷走向無(wú)人化。在最新的水下監(jiān)視系統(tǒng)中，操作員的活動(dòng)范圍僅限于操作控制臺(tái)，在遠(yuǎn)離選定的偵察位置處，進(jìn)行遙視、偵察。有效的突破了對(duì)人員時(shí)間、空間的限制，在人員難以到達(dá)的區(qū)域?qū)嵤┯行У膫刹?。而高空持續(xù)監(jiān)視系統(tǒng)，能夠24小時(shí)連續(xù)不斷的的偵察，飛行器能夠在空中停留數(shù)月。

3.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化

目標(biāo)檢測(cè)定位系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的信息系統(tǒng)，包含偵察平臺(tái)、信息傳遞、情報(bào)處理等要素，涵蓋了計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、可視化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)。在工作期間，需要處理海量的數(shù)據(jù)，生成批量的情報(bào)產(chǎn)品。系統(tǒng)的復(fù)雜程度可想而知。首先，美軍在目標(biāo)定位檢測(cè)系統(tǒng)發(fā)展中，不斷減少非關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，縮短了信息處理時(shí)間，使傳感器獲得的戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)迅速轉(zhuǎn)化成戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，使整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)盡收眼底，為此，美國(guó)國(guó)防部專(zhuān)門(mén)規(guī)劃了“靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)”項(xiàng)目，計(jì)劃在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)“布滿(mǎn)”注入電視攝像機(jī)、激光雷達(dá)、熱成像雷達(dá)以及多波段熱成像儀等先進(jìn)傳感器，并通過(guò)分析，借助系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)快速轉(zhuǎn)化為具有可視化圖像的作戰(zhàn)環(huán)境態(tài)勢(shì)。其次，完善信息處理流程，避免了指令沖突帶來(lái)的工作失誤；對(duì)系統(tǒng)各要素隨時(shí)調(diào)整，避免不足或者冗余，于2007財(cái)年研制的炮射觀(guān)察彈，將偵察與火力進(jìn)行了結(jié)合，在打擊的同時(shí)完成偵察任務(wù)。在系統(tǒng)的優(yōu)化使得效率有了很大提高，不斷滿(mǎn)足對(duì)時(shí)效性要求越來(lái)越高的現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)。再次，系統(tǒng)延伸至精導(dǎo)武器，為武器安裝數(shù)據(jù)鏈，使精導(dǎo)武器能夠不斷跟蹤“時(shí)間敏感目標(biāo)”，利用做新的坐標(biāo)信息改變武器的進(jìn)攻方向，以便適時(shí)展開(kāi)攻擊。

4 對(duì)我軍的啟示

4.1 突出未來(lái)的需求，引領(lǐng)技術(shù)發(fā)展和裝備建設(shè)

海灣戰(zhàn)爭(zhēng)之后，美軍依據(jù)信息作戰(zhàn)需求改革部隊(duì)體制、調(diào)整部隊(duì)裝備研發(fā)。停止了“科曼奇”武裝直升機(jī)、“十字軍戰(zhàn)士”自行火炮等“不適應(yīng)信息戰(zhàn)場(chǎng)”的重型武器裝備建設(shè)項(xiàng)目。而將要就重型武器裝備的人力和經(jīng)費(fèi)轉(zhuǎn)移到信息化建設(shè)上來(lái)，在各種偵察探測(cè)技術(shù)手段方面，有了快速的發(fā)展，情報(bào)保障水平不斷提高。這些發(fā)展方向的調(diào)整，突出適應(yīng)未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)的需求，為未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。

4.2 面向戰(zhàn)場(chǎng)的實(shí)際，提高目標(biāo)技術(shù)運(yùn)用效率

美軍在建設(shè)成像目標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)中充分引入系統(tǒng)思維、系統(tǒng)籌劃、系統(tǒng)發(fā)展軌道。把整個(gè)成像目標(biāo)檢測(cè)的方法建設(shè)成為一個(gè)無(wú)縫連接的“大系統(tǒng)”，并使構(gòu)成系統(tǒng)的各個(gè)要素結(jié)合成一個(gè)有機(jī)整體，大大縮短了目標(biāo)檢測(cè)周期。

4.3 倡導(dǎo)軍民融合，形成目標(biāo)技術(shù)發(fā)展的合力

美軍在圖像檢測(cè)方面的建設(shè)很程度的上得益于高品質(zhì)的社會(huì)信息環(huán)境。美國(guó)20世紀(jì)70、80年代步入信息社會(huì)階段，其人才和資源高度集中，屢次用于戰(zhàn)爭(zhēng)準(zhǔn)備和作戰(zhàn)實(shí)踐，為美軍情報(bào)建設(shè)提供了充足的物理、人力基礎(chǔ)條件。有資料顯示，美軍目前有80%的通信業(yè)務(wù)依靠商業(yè)衛(wèi)星提供服務(wù)；有數(shù)十萬(wàn)臺(tái)軍用計(jì)算機(jī)通過(guò)商業(yè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交鏈和運(yùn)行；美國(guó)社會(huì)直接或間接為軍方服務(wù)的科學(xué)家達(dá)78萬(wàn)人，占全美科學(xué)家總數(shù)的82%。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：火箭軍指揮學(xué)院）