美军SBIRS GEO-1预警卫星探测预警能力分析

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卫星载荷

一、红外成像技术概述二、国内外卫星载荷研究现状阿特拉斯-5火箭发射SBIRSGEO-1卫星：世界协调时2011年5月7日18时10分，美国空军使用联合发射联盟公司（ULA）阿特拉斯-5火箭在卡纳维拉尔角空军基地成功发射首颗天基红外系统（SBIRS）地球同步轨道卫星GEO-1。

GEO-1卫星星上载有扫描与凝视（staring sensors）传感器，且其红外敏感度及重访周期均较现役卫星星座有所提高。

据该星建造方洛克希德·马丁公司（以下简称“洛·马公司”）消息，SBIRSGEO-1的卫星是目前技术最为先进的军事红外卫星，可大大提高美国的导弹预警能力，星上扫描传感器可进行大范围导弹发射侦察和覆盖全球的自然现象监测。

同时，由于星载凝视传感器敏感性绝佳，因此其将用于小范围目标区域观测。

该“宇宙神”-5火箭将“天基红外系统”（SBIRS）“静地轨道”-1（GEO-1）卫星送入轨道。

发射43分钟后，星箭分离。

卫星距地约185千米，目标是远地点高度约为3.58万千米的轨道位置。

美国空军SBIRS项目官员厄姆斯塔德（Ryan Umstattd）中校表示：由6个液体远地点发动机（LAE）组成的发动机组计划点火9天多，将卫星送至距地约3.54万千米的静地轨道上，并进行初始检测与运行。

在该轨道上，卫星将打开其防光设备（设计用于保护传感器有效载荷）、天线以以及有效载荷舱门。

预计发射后35天，红外有效载荷（通过“视达地面”能力在短波、中波红外波段收集信息）将被开启，并开始传送来自卫星的原始数据。

发射后18个月内会实现全面综合战术预警与攻击评估确认能力，以使卫星能够正式参与导弹防御。

日本ASTRO-F红外成像卫星的观测设备试验成功2004年12月初，日本ASTRO-F红外成像卫星的观测设备在住友重机械工业株式会社的Nihama工厂进行了试验，冷却剂和观测仪使用良好。

这是该设备组装完后的首次试验。

此次试验对各种装置的性能进行了一周的测试，所获得的结果与组装前各单元的试验数据相当或更好。

美国导弹防御系统全域红外探测装备发展、体系分析及能力预测

美国导弹防御系统全域红外探测装备发展、体系分析及能力预测范晋祥中国航天科技集团公司八院八部摘要：红外探测跟踪系统在美国目前部署的弹道导弹防御体系中，尤其在弹道导弹发射早期预警和动能拦截弹高精度制导等方面，起着关键的作用。

为了进一步完善和改进其弹道导弹防御体系，近年来美国正在进一步发展新一代的弹道导弹防御红外系统与技术，正在大力发展改进弹道导弹发射早期预警能力的天基高轨道红外预警系统，发展旨在实现对弹道导弹威胁的全弹道（从助推段到中段、末段）监视跟踪的空间监视与跟踪系统，发展先进的、高性能大规格红外焦平面阵列、双色（多色）大规格红外焦平面阵列以提高星载红外告警系统、天基监视与跟踪系统以及动能拦截弹红外导引头的性能，发展用于拦截效果评估和弹道导弹发射早期预警性能改进的先进的多光谱、超光谱探测技术，此外还在发展用于弹道导弹防御的机载红外探测系统，以构建包括天基高轨早期预警、天基低轨全弹道跟踪、机载助推段、上升段跟踪和弹载跟踪导引的弹道导弹防御全域红外探测武器装备。

本报告概述了近年来美国弹道导弹防御系统中红外系统与技术的新进展，分析了美国弹道导弹防御系统的全域红外探测武器装备的体系构成，预测了美国未来弹道导弹防御系统红外探测装备的能力。

关键词：弹道导弹防御系统、导弹防御、预警卫星、空间目标监视与跟踪系统、动能拦截器、导引头、红外、焦平面阵列1 弹道导弹防御红外探测、跟踪系统发展简况红外探测跟踪系统与动能拦截弹红外导引头在美国目前部署的弹道导弹防御系统中起着举足轻重的作用，天基红外预警系统是导弹防御系统实现对弹道导弹发射的早期预警的关键,是确保实施成功拦截的先决条件,而动能拦截器红外导引头则是拦截目标的关键。

然而，美国目前部署的弹道导弹防御系统仅具备初始作战能力，尚不具备助推段、上升段防御能力，以地基、海基雷达为主的弹道导弹防御探测跟踪传感器不具备对弹道导弹威胁的全球范围内的持久监视、跟踪能力，而且原有的天基红外预警系统也存在着一些固有的缺点，如不能跟踪中段飞行的导弹，对国外设站的依赖性大，在南北极地区存在一些无法监视的盲区,星上红外探测器扫描速率低、频段少，对射程近的战区导弹难以给出充足的预警时间，虚警问题始终未得到根本解决，目前装备的动能拦截弹也存在着识别能力不足的缺点。

08-美国预警卫星系统分析-16

1美国预警卫星系统分析摘要美国已经装备应用的预警卫星系统主要是国防支援卫星系统(DSP)，正在研制并将替代DSP 的是天基红外系统（SBIRS)。

本文详细介绍并分析了两个系统的基本情况，比较了两个系统的技术性能，给出了计算探测预警概率的模型。

随着世界大国对弹道导弹防御系统研制的不断升温，作为弹道导弹防御系统重要组成部分的预警系统也愈来愈受到人们的关注。

就预警而论，可分为地面预警雷达系统与空间预警卫星系统。

随着弹道导弹技术的发展，预警卫星系统逐渐显露出其优势，目前世界上预警卫星主要集中于美、俄两国，其中美国最为发达。

下面我们把视野放在美国的预警卫星系统范围内来研究。

迄今为止，美国已装备应用的预警卫星系统主要是国防支援卫星系统（DSP ），正在研制并将于2010年左右全面承担导弹预警任务的是天基红外系统（SBIRS)。

下面就针对DSP 、SBIRS 的情况作分析。

l DSP 预警卫星系统如图1所示。

图1 “国防支援计划”卫星1.1 主要任务DSP的主要目的是对来袭的洲际导弹进行预警。

首要任务是实时的探测并报告导弹和航天器的发射，同时还承担监视核爆炸、监督核试验条约的履行情况和收集其感兴趣的红外辐射数据的任务。

1.2 发展过程及技术特点DSP计划自上世纪70年代初开始执行至今已有30余年的历史，已发展了三代并经历了试用阶段、应用阶段和完成阶段的发展历程。

（1）1970～1974年为试用阶段，1975～1978年为试用改进阶段。

在此阶段共发射了7颗卫星，常驻卫星有3颗，称此阶段的卫星为第一代，主要技术特点是：∙红外敏感探测器采用2000个探测元的硫化铅线阵列，结合电荷耦合器件（CCD）技术，其探测波长为2.7μm，光谱带宽约为0.1μm，能提供地平线下的覆盖范围。

∙使用这种接近大气吸收带中心的窄光谱波段进行探测，有效地抑制了地球和大气背景的辐射干扰，从而降低了虚警概率，但由于需要等到导弹穿出约8km 的云层才能对其进行探测，故而减少了预警时间。

卫星载荷

GEO-1卫星星上载有扫描与凝视（staring sensors）传感器，且其红外敏感度及重访周期均较现役卫星星座有所提高。

同时，由于星载凝视传感器敏感性绝佳，因此其将用于小范围目标区域观测。

该“宇宙神”-5火箭将“天基红外系统”（SBIRS）“静地轨道”-1（GEO-1）卫星送入轨道。

发射43分钟后，星箭分离。

卫星距地约185千米，目标是远地点高度约为3.58万千米的轨道位置。

在该轨道上，卫星将打开其防光设备（设计用于保护传感器有效载荷）、天线以以及有效载荷舱门。

预计发射后35天，红外有效载荷（通过“视达地面”能力在短波、中波红外波段收集信息）将被开启，并开始传送来自卫星的原始数据。

发射后18个月内会实现全面综合战术预警与攻击评估确认能力，以使卫星能够正式参与导弹防御。

这是该设备组装完后的首次试验。

此次试验对各种装置的性能进行了一周的测试，所获得的结果与组装前各单元的试验数据相当或更好。

美国首颗红外侦察卫星服役可助拦截中国导弹

美国首颗红外侦察卫星服役可助拦截中国导弹虽然面临勒紧裤腰带过日子的窘境，美国还是不愿放缓一些关键军备项目的推进步伐。

据美国《萨克拉门托蜜蜂报》2月13日报道，经过多年不懈努力，备受美国空军推崇的天基红外系统（SBIRS）终于开花结果，其首颗地球同步轨道卫星GEO-1开始全面投入使用。

“对此我们期待已久，它将给我们国家提供新的红外观察能力”，美国空军天基红外系统署署长吉姆·普拉诺克斯上校在新闻简报会上如是说。

美国天基红外系统首地球同步轨道卫星GEO-1工作示意图首颗卫星入轨并网SBIRS主承包商洛克希德·马丁公司网站2月13日载文说，GEO-1于2011年5月7日发射升空，并于当年6月21日发回首批数据，目前该卫星已经通过严格的检定性程序，并转移到最终的目标轨道。

文章称，GEO-1是当今世界最先进的红外侦察卫星，它配备有非常复杂的扫描系统，红外传感器灵敏度极高。

该卫星不仅能探测地球上任何角落的导弹发射，而且可观察自然灾害的发生与持续的全过程。

已经进行的各项试验表明，SBIRS将拥有以往其他任何卫星系统所无法比拟的性能。

而随着GEO-1并网纳入目前美国仍在全力打造的国家导弹防御系统（NMD），美国空军的太空侦察能力、作战部队对战场形势的感知水平，都将大大提高。

GEO-1半年多来的试用让洛·马公司发现了一些不足。

通过总结经验，公司研发团队目前正在研制更为先进的GEO-2。

据报道，洛·马公司已经于去年8月完成GEO-2的声学试验，并在前不久进行了生态试验，而目前面临的工作是进行卫星的最终调试和预发射试验。

帮助拦截中国导弹？研发GEO-1/2两颗大椭圆轨道卫星、地面接收与数据处理设备并全面投入运行，是美国SBIRS第一阶段建设的主要任务。

下一步还要研发GEO-3/4和24颗低地球轨道卫星，并由这些卫星组成综合性、一体化SBIRS。

该系统是美国NMD计划中的关键性系统之一，也是NMD地基拦截弹系统中的关键一环，通常也被称作地基拦截弹系统的“眼睛”。

美国预警卫星探测器及其技术

一、美国的预警卫星美国的导弹预警卫星系统，从“导弹探测预警卫星”（MIDAS）、“弹道导弹预警系统”（BMEWS），到“国防支援计划”（DSP）卫星群，迄今已经走过了40多年的发展历程。

目前美国使用的预警卫星系统是第三代“国防支援计划”预警卫星系统。

该系统于1989年开始发射，预计到2010年左右退役。

目前“国防支援计划”星座由４颗工作星和１颗备份星组成。

4颗工作星分别定点于西经37度（大西洋位置）、东经10度（欧洲位置）、东经69度（印度洋位置）和西经152度（太平洋位置），备份星则定点于东经110度（东印度洋位置）。

工作星固定地对地球上某一地区进行扫描，昼夜对地面进行监视，分别由本土地面站、欧洲地面站和其它海外地面站控制。

卫星虽然运行在地球静止轨道上，但也具有莫尔尼亚型大椭圆轨道能力，从而在必要时可使整个星座能有效地实施全球覆盖。

星上装有改进的红外探测器、一台带望远镜头的高精度电视摄像机、信息处理系统和通信系统。

卫星采用三轴稳定方式工作，整星采取了加固措施。

由于“国防支援计划”系统对战术弹道导弹预警能力不足、中段跟踪能力欠缺，因此美国国防部于1994年年底决定以“天基红外系统”取代“国防支援计划”系统。

“天基红外系统”的基本目标是完善对战略弹道导弹的预警能力，扩展对战术弹道导弹的预警能力。

实际上它将承担导弹预警、导弹防御、技术情报和作战效果分析四项任务。

这一新的导弹预警系统将现有的开发研究计划融合成一个系统，以满足21世纪美军对全球范围内战略和战术弹道导弹预警及天基红外监视的需要。

“天基红外系统”是由高轨道部分（SBIRS-High）和低轨道部分（SBIRS-Low）组成的复合型预警卫星系统。

其中高轨道部分包括4颗地球同步轨道卫星及两颗大椭圆轨道卫星，主要用于探测、跟踪处于助推段的弹道导弹；低轨道部分称为“空间与导弹跟踪系统”，可由12～30颗低地球轨道卫星组成，主要用于捕获、跟踪在中段飞行的弹道导弹，还可改善对弹道导弹发射点及弹头落点的定位能力，并能提示其它探测器对导弹进行跟踪。

美国天基预警系统发展分析

军事纵横美国天基预警系统发展分析张保庆天基预警系统探测范围广、预警时间长，可为弹道导弹防御和实施反击提供及时预警信息。

美国最先发展天基预警卫星系统，先后部署了多种型号的天基预警系统，包括“国防支援计划”“天基红外系统”“空间跟踪与监视系统”等。

当前，美国已形成了高低轨结合，预警、跟踪和识别功能复合的天基预警系统，性能先进，可为美国提供强大的弹道导弹预警能力。

美国天基预警系统发展现状天基预警系统是美国反导体系的重要组成部分，可以为国家领导、作战指挥官、情报机构以及其他关键决策人员提供及时、可靠、准确的导弹预警与红外监测信息，使美国在全球导弹发射探测、弹道导弹防御、技术情报搜集及战时态势感知等方面的能力极大增强。

美国现役天基预警系统主要包括4颗“国防支援计划”（DSP）卫星、3个“天基红外系统”大椭圆轨道卫星载荷、2颗“天基红外系统”（SBIRS）地球同步轨道卫星和2颗“空间跟踪与监视系统”（STSS）低轨卫星。

DSP卫星系统 DSP卫星系统是美国部署的第一种实用型预警卫星系统，先后研制部署了三代，共23颗卫星。

经过三代发展，DSP卫星在探测战略弹道导弹方面已达到相当成熟的实战水平。

然而，由于技术原因，DSP卫星系统存在一些问题，如无法跟踪中段飞行的导弹、扫描速度过慢、对国外设站依赖性强、存在虚警现象等。

而且DSP卫星系统对助推段燃烧时间短、射程近的战区导弹的探测能力十分有限，难以留有充足预警时间。

鉴于以上因素，美国决定不再继续发展DSP卫星系统，重点发展SBIRS卫星系统和STSS卫星系统，以逐步取代DSP卫星系统。

当前，仅有4颗DSP卫星在轨服役，卫星位于地球同步轨道，主要任务是为美国指挥机构和作战司令部提供导弹发射的探测和预警。

SBIRS卫星系统美国于1995年提出发展SBIRS卫星系统，最初的方案是构建一个由4颗地球同步轨道（GEO）卫星、2个大椭圆轨道（HEO）有效载荷和24颗低地球轨道（LEO）卫星以及地面系统组成的有机整体。

美国商业航天的新发展及军事影响

★商业航天Space International 国际太空 · 2019·11Commercial Space的新发展及军事影响美国商业航天段锋（国防大学军事管理学院）当前，美国商业航天的发展达到了历史新高度，呈现出技术创新强、商业模式新、发展速度快、覆盖领域广等特点，并且较好地契合了美军对航天系统“弹性”、太空威慑、太空作战、太空基础能力等的需求，客观上为美军提供了技术实力和力量储备。

相应地，美国从加大政策扶持、设立专门机构、组建业务联盟等方面，进一步增进了对商业航天力量的军事利用。

1 引言近年来，美国商业航天迅猛发展，达到了商业航天发展的历史新高度。

与军事航天、情报界航天、民用航天等美国航天的其他三部分相比，商业航天的发展呈现一枝独秀的状态，成为牵引美国航天发展的主要力量，并在很大程度上契合了军事航天、情报界航天的需求，成为美国国家安全航天的重要倚重力量。

2 美国商业航天发展的新特点2019年4月，美国总统与国会研究中心发布的《保卫最高地—将商业航天创新融入国家安全任务》报告提出“新航天”的概念，以区别于波音公司（Boeing）、洛马公司（LM）等老牌航天企业，其代表为太空探索技术公司（SpaceX）、蓝色起源公司（Blue Origin）、火箭实验室公司（RocketLab）等。

事实上，“新航天”不仅与老牌航天企业存在显著不同，而且与海湾战争后出现的以空间成像公司（Space Imaging）、数字地球公司（Digital Globe）为代表的商业航天也有着较大的差异。

技术创新强美国总统特朗普在2018年3月发布的《国家航天战略》中提出要发扬美国精神、继续美国开拓与探索的传统。

近年来，美国商业航天界涌现的大量技术创新，在很大程度上体现了这一点。

20世纪的美国商业航天企业基本沿用了军事航天的技术路径，而在当前的“新航天”中，以伊隆·马斯克和威廉·马歇尔为代表的一批有志于航天事业的企业家，凭借积极进取、不惧挑战的企业家精神和独特的领袖气质，独Space International 国际太空·总第491期辟蹊径地开创了不同于既有军事航天技术模式的颠覆性技术。

美军反导作战体系探析

20世纪50年代美国开始研制反导防御系统,先后研制了“奈基—宙斯”和“民兵”拦截导弹,80年代,将研制的注意力转向新型反导武器的技术论证与研制,但一直未进行实战部署。

2001年之后美军防空反导系统研制与部署提速,着力打造“战区导弹防御”(TMD)系统与“国家导弹防御”(NMD)系统,最终建立起全球性反导系统。

美军反导作战体系主要包含三大部分:反导雷达、反导拦截器、指挥控制系统。

主要作战流程是,反导雷达探测敌方导弹的发射情况,并确定其打击目标;反导作战指挥控制系统根据初始预警,制定拦截方案;主要雷达负责跟踪目标,为拦截器发射提供高精度的跟踪数据;发射拦截器;雷达适时为反导拦截器提供更新信息;反导拦截器捕获、跟踪、识别目标,利用碰撞技术摧毁弹头。

1反导雷达反导雷达为反导作战体系提供目标及发射拦截器的全过程信息支撑,主要测算来袭导弹的方位和速度信息,通过指挥控制系统引导拦截导弹实施反导,并进行杀伤评估。

目前,美军反导作战体系中的雷达主要包括天基雷达、陆基雷达、海基雷达等。

天基雷达系统主要由国防支援计划(DSP)、天基红外系统(SBIRS)和天基跟踪监视系统(STSS)等组成,为反导作战提供来袭导弹初始段预警信息和中段飞行轨迹;陆基雷达系统主要由“丹麦眼镜蛇”、“铺路爪”系列、TPY-2等组成,海基雷达系统主要由SBX、SPY-1等组成,为陆基/海基反导提供来袭导弹中段和再入段的目标轨迹、引导拦截器实施反导和效果评估。

导弹预警卫星DSP 又称国防支援计划卫星,1972年投入使用,为美军全球反导提供了有力的信息支撑。

但随着反导技术对信息时效性与准确性的要求不断提高,DSP 卫星预警时间短,误报率和漏报率偏高的问题,使得反导系统对跟踪飞行中段的导弹、监控中近程弹道导弹的探测能力有限,因此美军进一步提出了天基红外系统(SBIRS)计划。

2001年,五角大楼对SBIRS 进行了重新调整,SBIRS-LOW 从美国空军移交给了国家弹道导弹防御局,改名为太空跟踪与监视系统(STSS)。

美国天基红外预警系统概况与启示

孙文，王刚，姚小强，邵红菲（１．空军工程大学防空反导学院．陕西西安７１００５１：
２．空军第三通信团。北京１０００９５）
摘要：天基红外预警系统（ＳＢＩＲＳ）的战略地位日益凸显，对国家军事发展具有重要的影响。鉴于我国在天基红外预警领域发展时间短、技术经验不足等问题，介绍了美国ＳＢＩＲＳ的发展历程、趋势，详细论述了其组成、功能等内容，重点分析了美国ＳＢＩＲＳ建设发展带来的启示。该研究对我国预警系统建设具有重要的指导意义。关键词：天基红外预警系统；组成功能；启示中图分类号：ＴＮ９７６文献标识码：Ａ文章编号：１０００－９７８７（２０１６）０４－０００１－０３
Ｇｅｎｅｒａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｅｎｌｉｇｈｔｅｎｍｅｎｔｏｆｓｐａｃｅ－ｂａｓｅｄｉｎｆｔｒａｒｅｄｅｌｅａｒｌｙ－＿ｗａｒｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆＡ‘ｍｅｒｉ‘ｃａ木。｜．
ＳＵＮＷｅｎ，ＷＡＮＧＧａｎｇ，ＹＡＯＸｉａｏ。ｑｉａｎｇ，ＳＨＡＯＨｏｎｇ．ｆｅｉ。（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｉｒａｎｄＭｉｓｓｉｌｅＤｅｆｅｎｓｅ，ＡｉｒＦｏｒｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｌ’ａｎ７１００５１，Ｃｈｉｎａ；
ｈａｓｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｎａｔｉｏｎａｌｍｉｌｉｔａｒｙａｆｆａｉｒｓ．Ｂｅｃａｕｓｅｉｎｏｕｒｃｏｕｎｔｒｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｉｍｅｉｎｔｈｉｓｆｉｅｌｄｉｓｓｈｏｒｔ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅａｒｅｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔ，ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｒｅｎｄｏｆＳＢＩＲＳｉｎＡｍｅｒｉｃａａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｒｅｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ，ｅｎｌｉｇｈｔｅｎｍｅｎｔｏｆＳＢＩＲＳｉｎＡｍｅｒｉｃａｎｉＳａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｈａｓｇｒｅａｔｇｕｉｄａｎｃｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｄｅｖｅｌｏｐｅａｒｌｙ·ｗａｒｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｏｕｒｎａｔｉｏｎ．

美军反导预警体系电子目标研究

•工程应用•航天电子对抗2020年第1期美军反导预警体系电子目标研究吴岭，邱彦文，王枭（中国人民解放军66135部队，北京100071）摘要：反导预警系统是美军导弹防御体系的“眼睛”，是其反导拦截成功的关键。

对美军反导预警体系中的国防支援计划（DSP）卫星、天基红外系统（SBIRS）卫星、地基战略预警雷达（包括丹麦眼镜蛇雷达和“铺路爪”系列雷达）以及地/海基X波段雷达进行了分析，梳理了它们的基本情况、主要技术特征，并对其位置分布和威力范围进行了仿真。

可为针对性的对抗措施研究提供参考。

关键词：美军导弹防御；导弹预警卫星；预警雷达；威力范围中图分类号：TN971文献标识码：AResearch on electronic targets of US army's anti-missile earlywarning systemWu Ling,Qiu Yanwen,Wang Xiao（Unit66135of PLA,Beijing100071,China）Abstract:Anti-Missile early warning system is the eye of the US missile defense system,and it's the key to the success of anti-missile interception.The DSP and SBIRS satellite system,ground based strategy early warning radar（including C-obra Dane radar and PAVE PAWS radars）,and ground and sea based X band radars of USanti-missile early warning system are analyzed.The basic situation and main technical characteristics of the satellites and radars are described，and then the location distributions and power ranges of the sensors are demonstrated in four simulation situations.These could be helpful for the countermeasure research.Key words：US missile defense；missile early warning satellite；early warning radar；power range0引言美国弹道导弹防御系统自20世纪50年代开始，经过四个阶段的建设，目前已形成包含陆/海/天基预警探测、一体化指挥控制、中末段分层拦截等要素完备、手段齐全的全球最强反导体系。

美国导弹防御系统的组成

美国导弹防御系统的组成美国导弹防御系统的组成一、组成BMD系统由4个部分组成，即预警系统、跟踪制导系统、地基拦截弹(GBI)，以及作战管理、指挥、控制、通信系统(BMC )。

下面就其各部分的具体功能、技术性能及部署情况进行详细叙述。

1．1 预警系统BMD系统的预警系统包括两大部分：一部分是部署在空间的预警卫星，用于探测敌方导弹的发射，提供预警和敌方弹道导弹发射点和落点的信息，近期用现有的国防支援计划(DSP)预警卫星，远期用正在研制的天基红外系统(SBIRS)预警卫星；另一部分是改进的地基早期预警雷达(UEWR)。

它们共同组成天基近地轨道、同步轨道和地基预警系统。

目前美国BMD系统仍由DSP系统提供导弹预警能力。

DSP系统由若干地球同步轨道卫星和一个海外地面站、一个美国本土地面站和移动地面终端组成。

每一颗卫星能观察近半个地球并能探测其视野内的来自任何位置的导弹发射。

卫星采用一种旋转方式使红外探测器阵列扫过地球的表面，来探测助推阶段的导弹尾焰。

早期预警卫星所获得的有关数据被传输到位于科罗拉多州夏延山的BMD系统作战管理中心。

根据早期预警卫星所提供的有关来袭导弹助推时间、发射地点及大致弹道参数等信息，作战管理中心将确定该导弹是否可能威胁到美国领土以及BMD系统是否必须对其实施拦截。

SBIRS靠敌方发射导弹时喷射的火焰的红外辐射信号来探测导弹。

作为预警卫星系统改进的一部分，它最终将取代DSP系统。

在NMD系统计划中，SBIRS系统探测器将捕获和跟踪整个弹道上的弹道导弹。

这一信息将为BMC 子系统提供尽可能早的预测弹道。

SBIRS由高轨道卫星、低轨道卫星和联合地面站组成。

高轨道卫星将提供威胁导弹的发射、助推飞行阶段和落点区域的红外数据。

它包括4颗地球同步轨道卫星、2颗大椭圆轨道卫星。

低轨道部分由约24颗低轨道、大倾角卫星组成，主要提供弹道中段的精确跟踪和识别。

低轨道卫星具有更高的分辨率，它还可能为GBI提供超视距制导，从而大大增加拦截弹的防御区域。

独家美军“天基红外系统”一体化试验鉴定分析及启示

独家美军“天基红外系统”一体化试验鉴定分析及启示1 卫星一体化试验鉴定概述美国国防部在2008年12月发布的DoD I5000.2中给出了一体化试验鉴定的定义：一体化试验鉴定是指项目主任应协同用户及试验鉴定部门，对研制试验与鉴定、作战试验与鉴定、实弹试验与鉴定、系统互操作性试验、信息保证试验以及建模与仿真工作进行协调，以形成一个有效的连续统一体，避免进行单一试验和重复性试验，充分利用试验资源，缩短研制时间，并将试验鉴定工作紧密地和需求制定，以及系统设计与研制相结合。

而美国空军在实践中发现，虽然有了一体化试验鉴定的思想指导，但由于卫星装备的特殊性，其试验鉴定过程中仍存在不少问题。

如在研制试验与鉴定阶段，测试环境严重受限，作战现实性差，无法全面评估装备作战能力。

再如卫星的作战试验大多是在发射入轨之后才开始实施，导致在作战试验中发现的问题和缺陷难以纠正。

针对这些在试验中暴露出的具体问题，美国空军在原有试验鉴定程序的基础上，于2004年提出了“空间试验倡议”（STI），后演化成为“空间作战试验鉴定模型”（SOTEM）。

其主要原则是：①最大化太空作战试验与鉴定的早期影响机会；②一体化试验贯穿整个采办周期；③灵活的分析与报告；④开展系统体系评价。

在随后的装备采办过程中，美国空军一直完善SOTEM及其宗旨，并将其用于多个卫星研制项目，降低了试验成本、缩短了试验周期、提高了装备的性能。

“天基红外系统”（SBIRS）就是典型案例。

2 “天基红外系统”一体化试验鉴定实践分析“天基红外系统”基本情况“天基红外系统”是美国新一代导弹预警卫星系统，用于接替美国现役的“国防支援计划”（DSP）。

“天基红外系统”可以实现导弹预警、导弹防御、技术情报获取和战场空间扫描这4个领域的技术支持，具备更宽的探测频谱和更快的探测速度。

“天基红外系统”原计划由天基高轨部分（SBIRS-High）和低轨部分（SBIRS-Low）组成。

2002年，美国调整天基预警卫星发展计划，将低轨部分拆分成独立的“空间跟踪与监视系统”（STSS），高轨部分保留“天基红外系统”的名称。

太空鹰眼-SBIRS与STSS

太空鹰眼-SBIRS与STSS作为侦察和导弹防御体系的一部分，美国的天基红外预警系统有着悠久的历史。

目前的预警卫星系统是第三代国防支援计划系统。

目前的DSP星座由4颗工作性和1颗备用星组成，运行在地球静止轨道上，具备变轨到大椭圆轨道的能力以实现对高纬度地区的有效监测。

现在使用的天基预警系统卫星DSP Phase III由于DSP卫星设计之初是为了探测远程和洲际弹道导弹，对于中短程弹道导弹的探测能力不足，此外DSP卫星不能穿透云层，滤波和跟踪能力不足，整个系统尤其是地面站的信息融合能力远远不足以满足新时期弹道导弹防御预警的要求。

为了完善预警探测能力，美国国防部启动了天基红外系统(SBIRS)以取代DSP系统提供导弹预警等功能，同时为了实现对弹道中段目标的探测识别，增加了继承自星球大战亮眼(Brilliant Eyes)低轨道星座，由此形成了SBIRS-High和SBIRS-Low的高低轨道复合型星座配置。

SBIRS的早期规划里，计划高轨道部分配置4颗静止轨道卫星和2颗高椭圆轨道卫星，主要用于探测和跟踪助推段的弹道导弹；低轨道部分配置约24颗卫星，轨道高度约1600公里，用于捕获，跟踪飞行中段的弹道导弹，分辨诱饵和弹头，为拦截器提供目标精确定位。

SBIRS-High和STSS. STSS可以做到全程跟踪探测2001年，随着SBIRS-Low系统由美国空军移交给弹道导弹防御局，系统改称太空跟踪与监视系统(STSS)，现在所称的SBIRS系统一般特指原有的SBIRS-High。

红外传感器采用双探测器方案，每颗高轨道卫星安装一台宽视场的高速扫描探测器和窄视场凝视跟踪探测器，通过两者的结合，使SBIRS卫星的扫描速度和灵敏度远远高于DSP卫星，同时覆盖面积也大得多。

高轨道卫星之间本身不进行通信，不过可以和低轨道进行相互通信以做到接力跟踪。

STSS 卫星分布在三个不同平面的太阳同步轨道上，这些低轨道卫星装备了宽视场扫描探测器和窄视场凝视多光谱探测器。

美军预警探测系统组成概述

DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2010.17.012
美军预警探测系统组成概述
黄挺松李长军中国电子科技集团公司第二十八研究所２１０００７
摘要本文对美军预警探测系统组成进行了一定程度的描述，按照不同种类目标（外层空间目标、空中威胁目标、陆上目标、海上目标、水下目标）的预警探测机制，分别介绍了美军的相应装备情况以及技术特点，对我军构建预警探测系统具有一定的参考价值。关键词预警探测系统；预警卫星；弹道导弹；“宙斯盾”；超视距雷达
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分类、跟踪大量地面目标，提供实时目标位置及战场态势，并与飞机、远程炮、导弹等纵深武器组成系统的装备。此外，E －8A还能提供打击后的实时战果情报。该系统的关键技术是在地杂波中发现慢速目标，以及在远距离（100km～200km）实时分辨活动和静止的坦克、车辆等。
4.4 海上目标的预警探测系统海洋监视系统不是单一的卫星系统，而是由电子侦察，照相侦察，雷达成像侦察和海洋环境侦察等多种卫星及雷达组成的综合应用系统，目前只有美国和俄罗斯装备了该系统。美国“白云”海洋电子侦察卫星第一代“白云”卫星采用 1 颗主卫星 3 颗辅卫星的星座形式，采用被动式雷达平衡测量仪对目标实施定位，可有效跟踪潜航的核潜艇。第二代卫星仍采用一主三副的卫星簇模式，但主卫星已采用 KH 卫星和“长曲棍球”卫星，可对动态目标快速定位，美国目前正着力发展第三代卫星系统[2]。 4.4.1 海洋环境观察卫星因为海流、海浪对舰船的航行影响很大，因此在海洋监视系统中，必须要配置海洋环境监视卫星，利用这种卫星观测海浪高度、海流强度、海面风速、海水温度以及浅海危险物等，所探测的海洋环境作为动态舰船目标的活动背景，可以准确定位海上活动情况，对确定海洋监视目标的特性关系重大。 4.4.2 航母编队预警系统美军航母编队的预警探测系统是指航母载预警机 E－ 2C、航母载远程三坐标雷达 SPS-48E 和宙斯盾 AEGIS 系统的 SPY － 1 相控阵雷达。美军航母载预警机（E-2C）可向整个编队所有防空和反舰武器系统提供预警和目标指示，并对防区和防区外的留空飞机实施指挥控制。美军航母装备的远程三坐标雷达（SPS－48E）可以为航母编队提供早期预警，具有强大的目标搜索能力，并提供三坐标数据，其他舰艇在14秒内便可发射导弹迎击，将早期预警时间提前至 5～6 分钟。 4.5 水下目标的预警探测系统水下目标探测以水声探测为主，有光、电、磁、温等多种探测方式，探测的主要对象是潜艇，水雷等水下目标。现代声纳已经与运载平台的其他探测设备，武器发射系统和通信导航设备组成舰艇反潜作战系统和机载反潜作战系

“作战快速响应太空卫星-1”浅析

浅析“作战快速响应太空卫星-1”1 前言2011年6月30日11时09分，美国从位于弗吉尼亚州东部的瓦罗普斯岛（Wallops Island）发射场，使用“米诺陶-1”（也称为“人牛怪-1”，Minotaur-1）运载火箭，将“作战快速响应太空卫星-1”（ORS Sat-1）成功发射升空，这是是美国“作战快速响应太空”（ORS）计划的首颗工作卫星，主要用于满足美国中央司令部（CC）的情报、侦察与监视（ISR）任务需求，支援作战司令部的军事行动。

此次发射也是“米诺陶-1”运载火箭的第10次发射。

图1 “作战快速响应太空卫星-1”2 背景近年来，由于局部战争的发生，美军对战术情报的需求越来越大，为满足这一需求并保持太空优势，2002年初，美空军航天司令部（AFSPC）和航空航天局（NASA）就快速响应航天系统进行了研究，并制定了相关发展计划。

2003年3月1日，美空军航天司令部开始实施“作战响应航天运输”的“选择分析”计划，其范围涵盖了美空军航天司令部的所有任务领域，包括太空力量增强、太空力量支援、太空力量应用和太空对抗。

随着计划的不断推进，后正式扩展为“作战快速响应太空”计划，其遵循两项原则：快速响应性和经济可承受性，涉及领域包括快速响应航天运载器、快速响应卫星及快速响应发射场等。

2006年12月16日，美空军发射了具有快速响应能力的“战术卫星-2”（TacSat-2），该星由美国空军研究实验室研制，质量为369千克，主要验证把卫星拍摄到的敌方目标图像在几分钟内快速传递给己方战场指挥官的能力。

该星是快速研制、发射、运行的典范，可与全球任何使用标准数据链路的地面站直接通信，从而标志着美国“作战快速响应太空”计划进入了新阶段。

2007年5月，美国防部正式设立“作战快速响应太空”办公室（隶属于美战略司令部），以负责该项计划的具体实施。

该办公室最基本的任务，一是对美国的太空能力需求快速响应；二是对美军联合作战指挥官的战术需求快速响应。

天基红外系统对滑翔式高超目标探测性能分析

天基红外系统对滑翔式高超目标探测性能分析
刘晓磊;董小萌;王通;王虎妹;王世涛
【期刊名称】《激光与红外》
【年(卷),期】2018(048)008
【摘要】目前试飞成功的临近空间高超目标已经成为潜在威胁,对临近空间高超目标的预警探测成为新的研究方向.美国天基红外系统(SBIRS)是现阶段最完整最先进的天基预警系统.本文分析了助推滑翔式高超目标HTV-2的目标特性,以天基红外系统为研究对象,分析了其对高超目标全程探测性能,包括探测模式、探测覆盖性以及探测能力.
【总页数】6页(P999-1004)
【作者】刘晓磊;董小萌;王通;王虎妹;王世涛
【作者单位】中国空间技术研究院总体部,北京100094;中国空间技术研究院总体部,北京100094;中国空间技术研究院总体部,北京100094;中国空间技术研究院总体部,北京100094;中国空间技术研究院总体部,北京100094
【正文语种】中文
【中图分类】TN219
【相关文献】
1.高超声速滑翔式飞行器再入轨迹多目标多约束优化 [J], 陈小庆;侯中喜;刘建霞
2.临近空间高超声速助推-滑翔式轨迹目标跟踪 [J], 张翔宇;王国宏;张静;刘源
3.滑翔式高超声速目标可达区域计算方法 [J], 张凯;熊家军
4.高超声速滑翔式飞行器目标覆盖范围的计算方法 [J], 汪雷;刘欣;杨涛;张梦樱
5.临近空间高超声速跳跃式滑翔目标跟踪模型 [J], 李凡;熊家军;李冰洋;兰旭辉;喻晨龙;叶泽浩
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美天基红外系统首颗静地轨道卫星完成主要测试

美天基红外系统首颗静地轨道卫星完成主要测试
无
【期刊名称】《军民两用技术与产品》
【年(卷),期】2011(000)001
【摘要】由美国空军和洛克希德．马丁公司领导的天基红外系统（SBIRS）团队已成功完成首颗静地轨道卫星（GEO-1）的最终集成系统测试（FIST）。

这次测试验证了航天器的性能和功能．是SBIRSGEO-1项目的重要里程碑。

【总页数】1页(P20-20)
【作者】无
【作者单位】不详
【正文语种】中文
【中图分类】V474.27
【相关文献】
1.美国发射首颗"天基红外系统"地球静止轨道卫星 [J], 天兵
2.美发射首颗GOES-R系列静地气象卫星 [J], 小默
3.美天基红外系统首颗静止轨道卫星完成主要测试 [J],
4.美海军首颗移动用户目标系统卫星完成在轨测试 [J],
5.美国将发射首颗“天基红外系统－地球静止轨道”卫星 [J],
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