電磁武器打擊鏈構(gòu)建理論與方法研究

沈月偉，劉　民

(中國電子科學(xué)研究院，北京　100041)

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綜述

電磁武器打擊鏈構(gòu)建理論與方法研究

沈月偉，劉民

(中國電子科學(xué)研究院，北京100041)

電磁武器打擊鏈?zhǔn)抢霉怆姾碗娮訉?、高功率微波武器、電磁脈沖炸彈、高能激光武器等先進(jìn)的電磁武器，實(shí)現(xiàn)電子情報(bào)偵察、進(jìn)攻、防御和摧毀等作戰(zhàn)模式。本文在明確電磁武器及其打擊鏈的概念的基礎(chǔ)上，深入研究了基于信息系統(tǒng)的電磁武器打擊鏈構(gòu)建理論與方法：(1)電磁武器打擊鏈的作戰(zhàn)樣式及流程；(2)基于信息系統(tǒng)的電磁武器打擊鏈的構(gòu)建；(3)基于信息系統(tǒng)的電磁武器打擊鏈評估方法；(4)電磁武器打擊鏈效能提升方法；(5)電器武器的防護(hù)與干擾。希望能對基于信息系統(tǒng)的電磁武器打擊鏈的研究和作戰(zhàn)應(yīng)用有所裨益。

電磁武器打擊鏈；信息系統(tǒng)；作戰(zhàn)樣式與流程；打擊鏈構(gòu)建；打擊鏈評估

0　引　言

近年來，新軍事變革的出現(xiàn)和信息化技術(shù)的發(fā)展，使得戰(zhàn)爭的形式發(fā)生了巨大變化。美國最近發(fā)動的幾次局部戰(zhàn)爭拉開了信息化戰(zhàn)爭的序幕，美軍憑借強(qiáng)大的高新技術(shù)優(yōu)勢使得打擊鏈的時(shí)間不斷縮短，海灣戰(zhàn)爭是80～101 min，科索沃戰(zhàn)爭縮短到30～45 min，阿富汗戰(zhàn)爭縮短到15～19 min，伊拉克戰(zhàn)爭則縮短至10 min左右[1]。打擊鏈?zhǔn)侵覆筷?duì)在戰(zhàn)場攻擊目標(biāo)時(shí)，形成的“發(fā)現(xiàn)，定位，跟蹤，瞄準(zhǔn)，交戰(zhàn)，評估”這樣一個(gè)完整的流程，也就是美軍大肆宣揚(yáng)的OODA回路[2]。

電磁武器的快速發(fā)展使得打擊鏈的時(shí)間進(jìn)一步縮短。電磁戰(zhàn)的本質(zhì)是以“電磁場”為主要作戰(zhàn)手段進(jìn)行的攻防行動，以光速(300 000 km/s)完成打擊過程，通過對“電磁”和“信息”的利用和控制，實(shí)現(xiàn)對物理系統(tǒng)的“軟殺傷”與“硬摧毀”。隨著下一輪的全球軍事化熱潮，信息系統(tǒng)會對未來戰(zhàn)爭形式造成巨大的沖擊，能使地域分散的多個(gè)傳感器能協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)一體化的傳感器指揮控制，從而確?！半姶盼淦鞔驌翩湣钡木_打擊。

本文研究電磁武器打擊鏈構(gòu)建理論與方法：(1)電磁武器及其打擊鏈概念；(2)電磁武器打擊鏈的作戰(zhàn)樣式與流程，包括作戰(zhàn)樣式、作戰(zhàn)模式與攻防層次；(3)電磁武器打擊鏈構(gòu)建，包括系統(tǒng)組成、節(jié)點(diǎn)交互關(guān)系和打擊鏈實(shí)現(xiàn)；(4)電磁武器打擊鏈評估；(5)電磁武器打擊鏈效能提升方法；(6)電磁武器的防護(hù)與干擾。最后，提出進(jìn)一步研究的方向。

1　電磁武器及其打擊鏈

1.1電磁武器

1.1.1電磁武器分類

(1)根據(jù)對目標(biāo)的毀傷程度分類

按對目標(biāo)的毀傷程度分類，可分為電子軟殺傷電磁武器、對抗武器、硬殺傷電磁武器和軟硬一體化武器。典型的硬武器有高功率微波武器、電磁脈沖武器和高能激光武器等[3]。

不同能量電磁武器的毀傷效應(yīng)是不同的，微波功率密度達(dá)到0.01～1 uW/cm2時(shí)，干擾作用效果；功率密度在3～50 mW/cm2，對人體的各項(xiàng)生理參數(shù)都有了影響；功率密度達(dá)到10～100 W/cm2時(shí)，軟殺傷作用效果；功率密度達(dá)到1～10 kW/cm2時(shí)，硬殺傷作用效果。

(2)根據(jù)打擊的目標(biāo)類型分類

電磁武器按打擊的目標(biāo)類型，可分為戰(zhàn)略電磁武器、戰(zhàn)役電磁武器和戰(zhàn)術(shù)電磁武器。1)戰(zhàn)略電磁武器，又可以分為天基和地基戰(zhàn)略防御電磁武器，天基戰(zhàn)略電磁武器作戰(zhàn)目標(biāo)為助推段的戰(zhàn)略導(dǎo)彈、軍用衛(wèi)星平臺和高級傳感器等，可用于遏制由攜帶核、生、化彈頭的彈道導(dǎo)彈所造成的可能不斷增長的威脅，地基反衛(wèi)星電磁武器用于反低地球軌道衛(wèi)星，能干擾、致盲和摧毀低地球軌道上的敵方軍用衛(wèi)星；2)戰(zhàn)役電磁武器，根據(jù)戰(zhàn)役的規(guī)模、類型等分成不同級別的電磁武器，戰(zhàn)役電磁武器配合完成武器裝備體系集成，最終為武器裝備發(fā)展提供決策支持；3)戰(zhàn)術(shù)電磁武器，可通過毀傷殼體、制導(dǎo)系統(tǒng)、燃料箱、天線、整流罩等攔截大量入侵的精確制導(dǎo)武器。將電磁武器綜合到現(xiàn)有的彈炮系統(tǒng)中，可彌補(bǔ)彈炮系統(tǒng)的不足，發(fā)揮其獨(dú)特的作用。目前發(fā)展的主要是車載和艦載電磁武器。

(3)根據(jù)工作平臺分類

按工作平臺分，電磁武器可以分為天基、空基、陸基和?；?。天基電磁武器屬于戰(zhàn)略武器，主要目的是應(yīng)對助推段的洲際彈道導(dǎo)彈所造成的威脅，還可以用于防御巡航導(dǎo)彈和遠(yuǎn)程戰(zhàn)略轟炸機(jī)；空基電磁武器主要指的是機(jī)載型的電磁武器，射程目前能達(dá)到幾百千米，具備攔截來襲導(dǎo)彈能力；陸基(地基)電磁武器一般是以車載的形式(或坦克)，能夠攻擊無人機(jī)、巡航導(dǎo)彈、反輻射導(dǎo)彈等目標(biāo)；海基(艦載)電磁武器是安裝在艦艇上，用來在海上打擊敵方飛機(jī)的一種電磁武器，美國已將激光武器系統(tǒng)(LAWS)項(xiàng)目的“光束耦合光纖激光器”安裝到海上前沿補(bǔ)給艦“龐塞”號上，從2008年開始美國海軍也開始實(shí)施“海上激光演示驗(yàn)證”(MLD)項(xiàng)目。

1.1.2典型的電磁武器

(1)軟武器

作戰(zhàn)編隊(duì)中的電子戰(zhàn)以反導(dǎo)防御作戰(zhàn)為使命，作為作戰(zhàn)的一種“軟武器”對付雷達(dá)、通信、導(dǎo)航、引信的電磁設(shè)備?，F(xiàn)代電子戰(zhàn)的作戰(zhàn)對象是雷達(dá)、掠海飛行反艦導(dǎo)彈和C3I系統(tǒng)，是整個(gè)電磁頻譜如激光、紅外、高能粒子束、大功率微波射束等光電高能殺傷武器的對抗。尤其是在作戰(zhàn)編隊(duì)中，編隊(duì)電子戰(zhàn)不僅能造成某一武器失效，而且還能造成一個(gè)局部戰(zhàn)局乃至全局的被動和失效。電子戰(zhàn)雖不能直接地殺傷、摧毀敵方人員和武器，但可以使敵方的神經(jīng)中樞麻痹、癱瘓，其作戰(zhàn)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了僅僅使用硬武器的作戰(zhàn)效果。因此，奪取和保持編隊(duì)的電子優(yōu)勢是至關(guān)重要的。

(2)軟、硬一體化武器

21世紀(jì)的戰(zhàn)場將使用軟、硬一體化的武器系統(tǒng)，才能充分發(fā)揮作戰(zhàn)編隊(duì)的整體作戰(zhàn)能力。這種武器系統(tǒng)在高性能計(jì)算機(jī)控制下，依靠微電子、紅外、激光、聲音等高技術(shù)的支持，各程式的精確制導(dǎo)武器不斷地裝備到艦艇、飛機(jī)等各種作戰(zhàn)平臺上，普遍具有全天候、全高度和全方位的攻擊能力。軟硬一體化武器將采用光電和電子對抗、高功率微波武器、激光武器等技術(shù)。

(3)光電和電子對抗

目前，美國防部和三軍都在實(shí)施威脅告警和欺騙對抗技術(shù)的研究計(jì)劃。陸軍準(zhǔn)備把三軍聯(lián)合機(jī)載電子戰(zhàn)計(jì)劃中開發(fā)出的這兩類技術(shù)用于坦克裝甲車輛的自防御；海軍也在從事來襲導(dǎo)彈告警和欺騙對抗的綜合研究，并把這兩項(xiàng)對抗技術(shù)作為其先進(jìn)的綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng)的一部分；空軍正在實(shí)施紅外對抗硬件的試驗(yàn)。目前已應(yīng)用在導(dǎo)彈臨近告警、射頻對抗、射頻對抗等領(lǐng)域，將來光電和電子對抗會協(xié)調(diào)發(fā)展，互為補(bǔ)充，武器平臺與電子戰(zhàn)系統(tǒng)將向一體化方向發(fā)展，并用光纖網(wǎng)絡(luò)、超高速集成電路等高新技術(shù)改進(jìn)電子戰(zhàn)裝備。

(4)高功率微波武器

高功率微波武器(HPM)是指頻率從100 MHz～300 GHz，峰值功率大于100 MW的脈沖輻射，一般由制導(dǎo)炸彈或巡航導(dǎo)彈投擲，它以非核爆炸方式產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁脈沖，殺傷半徑在10 km以上。該彈頭是采用內(nèi)爆炸壓縮通電線圈來產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁脈沖。這些強(qiáng)大的電磁脈沖能夠通過各個(gè)開口耦合到目標(biāo)內(nèi)部的電子部件上，摧毀或損壞目標(biāo)的敏感電子部件，主要用來破壞電子設(shè)備、導(dǎo)彈導(dǎo)引頭、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸線路以及C3I系統(tǒng)等。2012年10月16日，美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室(AFRL)與波音公司成功完成了先進(jìn)反電子設(shè)備高功率微波導(dǎo)彈項(xiàng)目(CHAMP)，CHAMP依靠定向發(fā)射高功率微波波束對目標(biāo)實(shí)施打擊，其輻射能量要比常規(guī)微波雷達(dá)高幾個(gè)數(shù)量級，可以打擊多種目標(biāo)[4]。

(5)電磁脈沖炸彈

電磁脈沖炸彈(EPB)是應(yīng)用常規(guī)的手段使武器發(fā)揮核武器的效果，脈沖強(qiáng)度為10億瓦，持續(xù)時(shí)間為2微秒。電磁脈沖會被電線、電器和電子儀器的線路所吸收，在瞬間形成電流，造成線路和配線熔斷。真空管遇1焦耳左右的熱能即燒壞，而半導(dǎo)體或二極管遇百分之一焦耳到千萬分之一熱耳的熱量即損壞。

(6)高能激光武器

與傳統(tǒng)武器相比，激光武器(LAW)具有非致命性、遠(yuǎn)距離作戰(zhàn)、大容量彈艙等優(yōu)勢，并且激光武器還有一些本身特有性質(zhì)，如光速交戰(zhàn)、精確定位、快速裝填及威力可調(diào)性等。除此之外，相對海軍防空反導(dǎo)武器每發(fā)100萬～1000萬的成本，依靠艦船發(fā)電的固態(tài)海上激光器，每發(fā)成本不足1美元甚至更低，所以激光武器已經(jīng)成為世界上許多國家重點(diǎn)研發(fā)的高技術(shù)武器裝備之一。未來將向高能量、低功耗、多樣化、自動化、智能化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展[5-7]。

1.2電磁武器打擊鏈

電磁武器打擊鏈?zhǔn)抢霉怆姾碗娮訉?、高功率微波武器、電磁脈沖炸彈、高能激光武器等先進(jìn)的電磁武器，實(shí)現(xiàn)電子情報(bào)偵察、進(jìn)攻、防御和摧毀等作戰(zhàn)模式，包括六個(gè)環(huán)節(jié)，分別是發(fā)現(xiàn)、定位、跟蹤、瞄準(zhǔn)、交戰(zhàn)、評估。

1) 發(fā)現(xiàn)：利用無能量(無源)偵收和低能量來探測感知，監(jiān)視發(fā)現(xiàn)目標(biāo)；2) 定位：識別判斷電磁場態(tài)勢來捕獲目標(biāo)、識別目標(biāo)、定位坐標(biāo)、確認(rèn)移動時(shí)空關(guān)系；3) 跟蹤：處理目標(biāo)偵察信息、跟蹤目標(biāo)、測量目標(biāo)運(yùn)動方向、測量目標(biāo)運(yùn)動速度；4) 瞄準(zhǔn)：確定可用資源、評估可選方案、考慮各種制約因素、風(fēng)險(xiǎn)評估、確認(rèn)打擊方案；5) 交戰(zhàn)：下達(dá)打擊命令、監(jiān)視打擊過程、提供武器信息支援；6) 評估：評估打擊效果給出打擊報(bào)告、給出再次打擊建議。電磁武器打擊鏈的主要任務(wù)功能包括態(tài)勢感知、指揮控制、武器協(xié)同、數(shù)據(jù)交鏈共享和安全防護(hù)等。

2　電磁武器打擊鏈作戰(zhàn)樣式與流程

2.1作戰(zhàn)樣式

電磁作戰(zhàn)是指使用預(yù)警機(jī)、電子偵察機(jī)、電子干擾飛機(jī)以及水面艦船等協(xié)同作戰(zhàn)平臺對電磁目標(biāo)探測感知、威脅識別和攻擊敵電子目標(biāo)的戰(zhàn)斗行動，通常在作戰(zhàn)編隊(duì)的統(tǒng)一指揮下，與其它電磁感知與電磁對抗等兵力協(xié)調(diào)行動。協(xié)同電磁作戰(zhàn)通常是作戰(zhàn)編隊(duì)空中進(jìn)攻戰(zhàn)役、防空戰(zhàn)役、空中封鎖戰(zhàn)役和協(xié)同其他軍種作戰(zhàn)的重要組成部分，也可以獨(dú)立實(shí)施。技術(shù)途徑如圖1所示，其協(xié)同作戰(zhàn)任務(wù)主要是：

1)對戰(zhàn)場空間電磁目標(biāo)進(jìn)行探測感知；

2)形成統(tǒng)一戰(zhàn)場電磁態(tài)勢并上報(bào)至編隊(duì)指揮所；

3)對電磁信號特征進(jìn)行分析，判定威脅的種類及威脅等級；

4)生成相應(yīng)的電子對抗策略并向協(xié)同電子戰(zhàn)平臺下達(dá)指令；

5)指揮引導(dǎo)其他執(zhí)行電子干擾任務(wù)的艦機(jī)進(jìn)行干擾壓制；

6)利用電磁攻擊實(shí)施硬摧毀。

圖1　電磁作戰(zhàn)樣式以及技術(shù)途徑示意圖

2.2作戰(zhàn)模式

與經(jīng)典電子戰(zhàn)相比，電磁武器打擊鏈?zhǔn)抢秒姶艖B(tài)勢感知方法完成戰(zhàn)場信息的全面收集，利用新型可 “秒殺”的電磁武器完成對目標(biāo)的打擊，并采用先進(jìn)的電磁防御手段來削弱敵方的作戰(zhàn)效能。

(1)電磁態(tài)勢感知

電磁態(tài)勢感知，即是利用電磁感知設(shè)備截獲并搜集敵方各種電磁輻射源的雷達(dá)、通信和干擾信號，經(jīng)處理和分析后，根據(jù)輻射源信號的特征參數(shù)和空間參數(shù)，確定其平臺、類型、數(shù)量、功能位置及電磁射頻情況，為對敵斗爭和電子對抗決策提供軍事情報(bào)。

(2)電磁武器打擊

作戰(zhàn)編隊(duì)根據(jù)編隊(duì)電磁態(tài)勢感知提供有價(jià)值的情報(bào)，來實(shí)施電磁武器打擊任務(wù)。編隊(duì)首先對環(huán)境目標(biāo)實(shí)施有效的干擾，即借助于電子干擾飛機(jī)和支援干擾的裝備施放強(qiáng)大的雷達(dá)干擾、通訊干擾、水聲干擾、光電干擾和計(jì)算機(jī)病毒干擾等來阻礙、削弱和破壞敵方海、空和陸基的探測系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、武器控制系統(tǒng)及其整個(gè)作戰(zhàn)系統(tǒng)。然后編隊(duì)實(shí)施電磁武器打擊，編隊(duì)中各平臺上的電子干擾系統(tǒng)必須在編隊(duì)指揮中心集中統(tǒng)一指揮下協(xié)同作戰(zhàn)，這樣才能確保本編隊(duì)中各編成裝備的安全。隨著高新技術(shù)的發(fā)展，不斷地涌現(xiàn)出許多新電磁打擊武器。除此之外還有通訊干擾，因?yàn)橐坏┩ㄓ嵪到y(tǒng)發(fā)生了故障，將會影響整個(gè)作戰(zhàn)編隊(duì)的作戰(zhàn)能力。

(3)電磁防御

電磁防御是為了消除或削弱敵方的電磁感知、電磁干擾及反輻射摧毀的效能，以保證己方(編隊(duì))的電子設(shè)備和系統(tǒng)的正常工作所采取的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)措施。電磁防御是編隊(duì)信息化戰(zhàn)爭的一種重要作戰(zhàn)模式，據(jù)實(shí)戰(zhàn)統(tǒng)計(jì)，沒有裝備電磁防御系統(tǒng)的水面艦艇和作戰(zhàn)飛機(jī)被導(dǎo)彈擊中的概率為裝備有電子戰(zhàn)系統(tǒng)的艦艇和飛機(jī)的數(shù)倍。裝有自衛(wèi)干擾系統(tǒng)的轟炸機(jī)生存率可達(dá)70%～95%，反之不超過25%，由此可見電磁防御戰(zhàn)的重要性。

2.3攻防層次

作戰(zhàn)編隊(duì)信息戰(zhàn)中應(yīng)運(yùn)用分層配置兵力，層層設(shè)防，依次出擊，協(xié)同作戰(zhàn)的戰(zhàn)術(shù)方法。在這種采用了軟硬相結(jié)合武器的全方位綜合防御系統(tǒng)中，其編隊(duì)如果是裝備戰(zhàn)斗群，通常由四道防線(外防區(qū)、中防區(qū)、近防區(qū)、點(diǎn)防區(qū))組成。如表1所示。

表1　裝備戰(zhàn)斗群的四道防線

3　電磁武器打擊鏈構(gòu)建

3.1系統(tǒng)組成

2001年美軍將Kill(殺傷)能力加入C4ISR，形成有機(jī)統(tǒng)一的C4KISR，產(chǎn)生新的作戰(zhàn)能力[8]。在未來的攻勢作戰(zhàn)條件下，基于C4KISR的體系作戰(zhàn)環(huán)境的主要特點(diǎn)體現(xiàn)為三個(gè)方面的復(fù)雜化[9]：一是復(fù)雜的目標(biāo)，包括隱形、低空、慢速、小目標(biāo)、高空、快速目標(biāo)等；二是復(fù)雜的地理環(huán)境，包括復(fù)雜的海況、地形和大氣等；三是復(fù)雜的電磁環(huán)境，包括越來越強(qiáng)烈的有意無意或民用軍用干擾，這“三個(gè)復(fù)雜”都可能導(dǎo)致傳感器的探測性能嚴(yán)重下降，致使電磁武器的打擊效能大打折扣。

電磁武器打擊鏈可以有效解決以上作戰(zhàn)條件復(fù)雜的問題，具體流程可以分解成多個(gè)步驟，完成打擊鏈閉環(huán)與循環(huán)。該流程能實(shí)現(xiàn)協(xié)同的自主情報(bào)保障、基于網(wǎng)絡(luò)的作戰(zhàn)要素互聯(lián)和高效的戰(zhàn)斗單元管理，從而使得空中作戰(zhàn)體系能夠更加透徹地感知、更加自由地互聯(lián)和更加有效地控制。

基于C4KISR系統(tǒng)，電磁武器打擊鏈實(shí)現(xiàn)了對電磁頻譜管理，對敵方頻譜控制，低能量電磁感知，中能量電磁干擾，高能量電磁摧毀的功能，系統(tǒng)組成如圖2所示。

圖2　電磁武器打擊鏈系統(tǒng)組成

電磁武器打擊鏈系統(tǒng)在邏輯上由信息網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)和交戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)3層結(jié)構(gòu)組成。信息網(wǎng)絡(luò)是傳感器網(wǎng)格和電磁武器網(wǎng)格得以充分發(fā)揮各自效能的基礎(chǔ)，提高整個(gè)系統(tǒng)信息共享水平。傳感器網(wǎng)絡(luò)能快速探測整個(gè)戰(zhàn)場環(huán)境的信息，生成同步戰(zhàn)場態(tài)勢信息，并將信息傳送到指揮系統(tǒng)，從而增強(qiáng)戰(zhàn)場態(tài)勢的感知能力；交戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)借助于信息網(wǎng)格，充分利用傳感器網(wǎng)格提供的戰(zhàn)場態(tài)勢，通過指揮系統(tǒng)完成對于電磁武器的控制，加快指揮決策速度，增強(qiáng)響應(yīng)能力、殺傷能力和生存能力，使打擊鏈系統(tǒng)發(fā)揮出更有效的作戰(zhàn)能力[10]。

3.2節(jié)點(diǎn)交互關(guān)系

從功能上，將電磁武器打擊鏈系統(tǒng)劃分為發(fā)現(xiàn)定位節(jié)點(diǎn)、目標(biāo)跟蹤節(jié)點(diǎn)、武器控制節(jié)點(diǎn)、武器瞄準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)、電磁武器節(jié)點(diǎn)、以及打擊評估節(jié)點(diǎn)等，這些節(jié)點(diǎn)共同組成了電磁武器打擊鏈的三大網(wǎng)絡(luò)：傳感器網(wǎng)、指揮網(wǎng)、電磁武器網(wǎng)和和打擊評估網(wǎng)，如圖3所示。

圖3　電磁武器打擊鏈的功能節(jié)點(diǎn)關(guān)系圖

(1)傳感器網(wǎng)的功能

傳感器網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)電磁武器打擊鏈系統(tǒng)的“眼睛”，是發(fā)現(xiàn)目標(biāo)、定位目標(biāo)的最重要手段。傳感器網(wǎng)包括目標(biāo)發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)、目標(biāo)定位節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)跟蹤節(jié)點(diǎn)。目標(biāo)發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)首先探測到目標(biāo)的一些基本信息，在此基礎(chǔ)上目標(biāo)定位節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的定位，然后將目標(biāo)位置信息發(fā)送到目標(biāo)跟蹤節(jié)點(diǎn)對敵方敏感目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。在多編隊(duì)聯(lián)合作戰(zhàn)環(huán)境下，對基于信息系統(tǒng)的電磁武器打擊鏈系統(tǒng)來說，在獲取敵方目標(biāo)的基本信息和位置信息的過程中，充分運(yùn)用天基、空基和陸基等多種傳感器平臺協(xié)同工作來獲取目標(biāo)的全維信息同時(shí)縮短目標(biāo)信息的獲取時(shí)間，而且能更加快速得到更高精度的數(shù)據(jù)信息，有效的克服了單傳感器在獲取信息的維度、速度、精度方面的問題。

(2)指揮控制網(wǎng)的功能

指揮控制網(wǎng)是整個(gè)電磁武器打擊鏈的“大腦”，可以協(xié)調(diào)傳感器網(wǎng)和電磁武器網(wǎng)的有序運(yùn)作。指揮控制網(wǎng)主要包括武器瞄準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)和武器控制節(jié)點(diǎn)。武器瞄準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)根據(jù)傳感器網(wǎng)得到的目標(biāo)信息形成的戰(zhàn)場電磁態(tài)勢，確定作戰(zhàn)原則，分配作戰(zhàn)資源，完成武器的瞄準(zhǔn)任務(wù)；武器控制節(jié)點(diǎn)由電磁武器控制系統(tǒng)組成，主要包括電磁干擾控制分系統(tǒng)、高能電磁摧毀控制分系統(tǒng)等，側(cè)重于作戰(zhàn)任務(wù)的執(zhí)行控制。

(3)電磁武器網(wǎng)的功能

基于信息系統(tǒng)的電磁武器打擊鏈系統(tǒng)中的武器網(wǎng)主要由電磁武器節(jié)點(diǎn)組成，即各摧毀層次的電磁武器，其主要功能就是根據(jù)預(yù)警節(jié)點(diǎn)提供的目標(biāo)瞄準(zhǔn)信息與目標(biāo)交戰(zhàn)，直接利用電磁武器摧毀敵方目標(biāo)[10]。

(4)打擊評估網(wǎng)

打擊評估網(wǎng)主要根據(jù)電磁武器網(wǎng)的打擊結(jié)果，借助于云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)平臺完成打擊評估算法的評估過程，利用評估結(jié)果可以指導(dǎo)下一次打擊過程，從而完成打擊鏈的閉環(huán)控制。在這個(gè)過程中需要將本次打擊評估的所有數(shù)據(jù)存儲到大數(shù)據(jù)平臺上，以備用于為后來的打擊提供一些先驗(yàn)知識，這也是電磁武器打擊鏈區(qū)別于其他打擊鏈的特征之一。

3.3打擊鏈實(shí)現(xiàn)

電磁場打擊鏈形成完整的閉環(huán)，從而構(gòu)建起基于“發(fā)現(xiàn)-定位-跟蹤-瞄準(zhǔn)-交戰(zhàn)-評估”六維一體的電磁場作戰(zhàn)體系和電磁打擊鏈，借助電磁能量是以光速傳播的特性，實(shí)現(xiàn)低電磁能量的態(tài)勢感知，中能量的電磁干擾，高能量打擊毀傷(實(shí)現(xiàn)“秒殺”)。如圖4所示。

圖4　電磁武器打擊鏈的實(shí)現(xiàn)流程示意圖

該系統(tǒng)的整個(gè)作戰(zhàn)過程都是以C2節(jié)點(diǎn)的指導(dǎo)和所指定的優(yōu)先權(quán)限為依據(jù)[10]。在發(fā)現(xiàn)階段，目標(biāo)搜索指示系統(tǒng)在戰(zhàn)區(qū)內(nèi)以無能量偵收、低能量探測的形式對目標(biāo)進(jìn)行搜索、探測；在定位階段，電磁武器打擊鏈系統(tǒng)根據(jù)搜索階段提供的信息，聚焦相應(yīng)的傳感器(如預(yù)警雷達(dá))，對可能的敵方目標(biāo)進(jìn)行定位和身份識別，并計(jì)算有效時(shí)間；在跟蹤階段，首先形成可視化的戰(zhàn)場電磁場態(tài)勢，包括正常態(tài)勢、防護(hù)態(tài)勢和攻擊態(tài)勢，指派相應(yīng)的傳感器對定位識別階段確定的敏感性目標(biāo)進(jìn)行持續(xù)跟蹤，并再次計(jì)算有效時(shí)間；在瞄準(zhǔn)階段，電磁武器打擊鏈系統(tǒng)對各時(shí)間敏感性目標(biāo)進(jìn)行威脅判別、目標(biāo)分配，確定我方可用電磁武器的發(fā)射決策，根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)一的電磁管控，包括頻譜管理、中能量干擾、高能量摧毀等；在交戰(zhàn)階段，武器控制系統(tǒng)根據(jù)所接收到的上級命令進(jìn)行電磁武器發(fā)射，并能在打擊過程中實(shí)時(shí)瞄準(zhǔn)目標(biāo)，從而提高打擊精度；在評估階段，首先對根據(jù)打擊過程中收集到的信息進(jìn)行殺傷效果評估，并將結(jié)果上報(bào)給C2節(jié)點(diǎn)，為下一步作戰(zhàn)行動提供信息支撐。

4　電磁武器打擊鏈效能評估及提升方法

打擊鏈的評估方法主要從傳感器系統(tǒng)、指控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和武器系統(tǒng)這四個(gè)核心要素的成熟度的角度進(jìn)行考慮[11]。在電磁武器打擊鏈中，傳感器系統(tǒng)的性能主要體現(xiàn)在雷達(dá)的探測能力，指控系統(tǒng)主要體現(xiàn)在指揮員對于戰(zhàn)場態(tài)勢的分析與把控，武器系統(tǒng)主要指的是電磁武器的性能，所以把系統(tǒng)的四個(gè)核心要素簡化為雷達(dá)性能、態(tài)勢把控能力、通信性能和電磁武器性能，其成熟度等級分別由K1、K2、K3、K4表示，速度、精度、靈活度和能耗四個(gè)特征要素的成熟度等級分別由C1、C2、C3、C4表示，四個(gè)核心要素和四個(gè)特征要素的成熟度等級均可分為0到5等五個(gè)不同的等級。

將這四個(gè)核心要素和四個(gè)特征要素分別組合可以形成電磁武器打擊鏈的指標(biāo)體系的二維矩陣，加上成熟度等級的組成一個(gè)三維空間，可以構(gòu)建出評估方法的初步模型，如圖5所示。

圖5　電磁武器打擊鏈的效能評估方法

5　電磁武器的防護(hù)與干擾

5.1電磁武器的防御問題

隨著戰(zhàn)爭形式的不斷更新，武器打擊的速度是越來越快的，從海灣戰(zhàn)爭(1991年)的小時(shí)級別降低到利比亞戰(zhàn)爭(2011年)的分鐘級別，電磁武器的出現(xiàn)將這個(gè)打擊速度進(jìn)一步提高。由于電磁武器的攻擊速度為光速(300 000km/s)，相對于任何其他的武器裝備而言，其飛行的速度是超快級的，即所見即到，能真正的實(shí)現(xiàn)“秒殺”甚至“毫秒殺”。并且電磁武器是用電磁進(jìn)行攻擊，遵循電磁波的直線傳播規(guī)律，可做到“指哪打哪”。在發(fā)現(xiàn)打擊目標(biāo)并發(fā)射出電磁武器的時(shí)刻，目標(biāo)想要迅速避開對方的打擊已然是不可能的。所以要實(shí)現(xiàn)反電磁武器的設(shè)計(jì)，必須防患于未然，提前布局使得減少被敵方發(fā)現(xiàn)的概率。

5.2電磁武器的防護(hù)與干擾手段

要實(shí)現(xiàn)電磁武器的防護(hù)與干擾，可以采用以下幾種方式：

1)以電磁干擾壓制目標(biāo)；

2)進(jìn)行電磁欺騙；

3)使用致命和非致命定向能武器提前打擊或毀傷對方的電磁武器；

4)用反雷達(dá)武器摧毀目標(biāo)；

5)使用干擾器材和一次性假目標(biāo)；

6)降低我方武器裝備的運(yùn)行功率，減少輻射的能量；

7)武器的隱身與隱蔽能力需要進(jìn)一步提升；

8)發(fā)展武器裝備的抗截獲能力；

9)研究應(yīng)用于電磁脈沖防護(hù)的新材料。

6　結(jié)　語

由于我國技術(shù)和實(shí)踐基礎(chǔ)薄弱、財(cái)力與人力資源不足，這些前沿信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用水平和國外先進(jìn)水平相比，存在5-15年的差距。因此，我們應(yīng)積極行動，尋求對策，迎接挑戰(zhàn)。

(1)制定一個(gè)國家級的戰(zhàn)略性關(guān)鍵信息技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃

發(fā)展戰(zhàn)略上，遵循“需求牽引、技術(shù)推動”的原則，加大投資強(qiáng)度，建立起一個(gè)長期穩(wěn)定、有權(quán)威性的組織機(jī)構(gòu)，進(jìn)行宏觀控制和指導(dǎo)。技術(shù)路線上，緊密結(jié)合我軍最迫切的應(yīng)用要求，發(fā)揮我國科研人員的軟件優(yōu)勢，著力解決瓶頸問題，狠抓技術(shù)集成(綜合)和系統(tǒng)集成(綜合)，并重視中間成果向市場轉(zhuǎn)化。

(2)提高作戰(zhàn)編隊(duì)信息戰(zhàn)防御能力的技術(shù)

1)基于環(huán)境的信息分發(fā)。將提供完善、適應(yīng)性強(qiáng)的自動信息分發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施，適用于在帶寬受到限制的環(huán)境中，計(jì)算機(jī)對計(jì)算機(jī)的交互作用，從而保證戰(zhàn)場信息的及時(shí)性和完整性。

2)安全通信。將提供多級安全異步轉(zhuǎn)移模式(ATM/FASTLANE)單元密碼，以及B3級的安全保障和防火墻，以確保信息安全，從而使聯(lián)合戰(zhàn)士具有在多級安全條件下進(jìn)行透明而無縫的互相聯(lián)網(wǎng)能力。

3)網(wǎng)絡(luò)管理。通過對通信網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整而提供保持信息連續(xù)性與及時(shí)性的能力。

4)防御信息戰(zhàn)。將直接提供以現(xiàn)有商用安全技術(shù)為基礎(chǔ)的計(jì)算束、數(shù)據(jù)庫以及支持全球政策實(shí)施的跨平臺工具。

5)可生存的信息系統(tǒng)。將通過動態(tài)故障消除、恢復(fù)機(jī)制以及計(jì)算資源的動態(tài)再分配達(dá)到提高信息系統(tǒng)生存能力的目的。

(3)解決作戰(zhàn)編隊(duì)信息戰(zhàn)進(jìn)攻能力的技術(shù)

1)高功率微波指揮控制戰(zhàn)/信息戰(zhàn)技術(shù)。將使聯(lián)合戰(zhàn)士能破壞、影響和摧毀信息系統(tǒng)和通信鏈路中的電子裝備。

2)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)指揮與控制戰(zhàn)技術(shù)。將提供中斷、襲擊、對抗從地面到機(jī)載平臺的全球先進(jìn)軍用通訊網(wǎng)絡(luò)的能力，進(jìn)而提供對抗信息傳送系統(tǒng)的信息戰(zhàn)進(jìn)攻能力。

3)數(shù)字通信系統(tǒng)電子攻擊。將提供對付目前使用的先進(jìn)通訊系統(tǒng)以及那些被認(rèn)為在將來沖突中有潛在威脅的開發(fā)中系統(tǒng)的電子攻擊能力。

4)信息戰(zhàn)規(guī)劃工具先期概念技術(shù)演示項(xiàng)目。將提供一套戰(zhàn)區(qū)級的進(jìn)攻信息戰(zhàn)規(guī)劃輔助手段，以便通過建模與模擬工具快速選擇信息戰(zhàn)概念。

隨著戰(zhàn)爭形態(tài)的不斷演進(jìn)及信息系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展[12]，未來的戰(zhàn)爭形態(tài)將逐步從導(dǎo)彈武器打擊鏈[13]過渡到電磁武器打擊鏈和信息武器打擊鏈[14]?；诖颂岢隽艘环N基于網(wǎng)絡(luò)信息體系的電磁武器打擊鏈的構(gòu)建理論與方法，構(gòu)建“發(fā)現(xiàn)，定位，跟蹤，瞄準(zhǔn)，交戰(zhàn)，評估”一體的電磁場作戰(zhàn)體系，大大提升了作戰(zhàn)效能。在后續(xù)研究中，將進(jìn)一步研究電磁武器打擊鏈的具體問題。

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沈月偉(1983—)，男，工程師，主要研究方向?yàn)閺?fù)雜電磁環(huán)境建模與仿真、電磁態(tài)勢可視化技術(shù)、電磁頻譜管控等;E-mail：87341367@qq.com;

劉民(1972—)，男，研究員級高級工程師，主要研究方向?yàn)闄C(jī)載電子信息系統(tǒng)電磁兼容與射頻綜合技術(shù)等。

Study on Construction Theory and Method of Electromagnetic Weapon Kill Chain

SHEN Yue-wei, LIU Min

(China Academy of Electronics and Information Technology, Beijing 100041, China)

The electromagnetic weapon kill chain can make the electronic intelligence spying, attack, defense and destroy come true, with photoelectric and electronic confrontation, high power microwave weapon, high energy laser weapon, etc. On the basis of the conception of the electromagnetic weapon and kill chain, the construction theory and method of electromagnetic weapon kill chain based on information system is focused on. The following five parts are studied for the electromagnetic weapon kill chain: 1) the battle pattern and flow; 2) the construction theory of the electromagnetic weapon kill chain based on the information system; 3) the evaluation method of the kill chain based on the information system; 4) improving the efficiency of the kill chain; 5) the fence and jamming methods of the electromagnetic weapon. We hope this study can be useful for the following research of the electromagnetic weapon kill chain based on the information system and battle application.

Kill Chain of Electromagnetic Weapon；Information System；Battle Pattern and Flow；Kill Chain Construction；Performance Evaluation

10.3969/j.issn.1673-5692.2016.04.004

2016-06-08

2016-08-07

TP391，E0-03

A

1673-5692(2016)04-346-08