基于临近空间平台的反导预警研究
临近空间高速目标拦截策略设计
临近空间高速目标拦截策略设计
孙兴龙;马克茂;姜宇;侯振乾
【期刊名称】《空天防御》
【年(卷),期】2022(5)4
【摘要】为实现对临近空间飞行器等高速目标的有效防御,采用中、末分段制导的方式对目标进行拦截。
首先,将中制导的设计描述为带有终端约束的优化问题,利用高斯伪谱法(Gauss pseudo-spectral method,GPM)将该问题离散化处理并转化为非线性规划(nonlinear programming,NLP)的形式,在线求解该非线性规划问题并基于滚动时域的方式完成了最优中制导律的闭环实现,算法保证了在制导信息短时间缺失等工况下的适用性。
然后,设计了带有目标机动补偿的末制导律,降低了拦截末段对所需过载的要求,并基于制导信息估计完成了制导律的实现。
最后,对闭环制导系统的稳定性进行了理论分析,并以典型高速目标拦截为例进行数值仿真,验证了本文所提拦截策略的有效性。
【总页数】9页(P10-18)
【作者】孙兴龙;马克茂;姜宇;侯振乾
【作者单位】哈尔滨工业大学航天学院;上海机电工程研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TJ765
【相关文献】
1.临近空间目标逆轨拦截中制导律设计
2.面向临近空间目标拦截的预测命中点设计方法
3.拦截临近空间目标制导律的工程化设计研究
4.临近空间目标拦截弹弹道设计与验证
5.拦截临近空间目标制导律的工程化设计研究
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临近空间的特点与未来防御措施
临近空间的特点与未来防御措施临近空间的特点及未来防御措施摘要本文简要介绍了临近空间的特点，及其在此基础上发展的临近空间飞行器与其他飞行器相比存在的优势，最后介绍了临近空间在未来防御中的作用。
着重分析了基于临近空间平台针对隐身飞机及其导弹等飞行器的防御措施。
随着临近空间高超声速飞行器的发展，对高超声速目标的防御也提出了挑战，然后根据临近空间高超声速目标对防御系统预警能力时间性、高速机动目标精确探测、拦截弹机动过载和高精度制导控制等要求，阐述了预警探测系统、指挥控制系统和拦截武器系统可采取的措施。
关键字：临近空间；临近空间防御系统；飞行器1.临近空间1.1临近空间简介临近空间是指距海平面20km(接近国际公认的上限管制空域)和100km(接近国际公认的下限空间)之间的区域。
人们习惯把航天器运行的空域范围称为航天空间，一般距地面100km以上；航空器飞行的空域范围称为航空空间，一般距地面20km以下。
因此，临近空间可理解为从航空空域向航天空域的过渡区域。
临近空间大致包括大气平流层的大部分区域、中间大气层区域和部分电离层区域。
临近空间空域一直以来未得到系统的开发和利用，直到最近几年，以美国为主的个航天大国对临近空间的关注开始升温，美国空军认为，临近空间飞行器必将在未来的军事行动中发挥重要作用。
1.2临近空间的特点在平流层内，大气以水平运动为主,基本上没有上下对流现象；层内干燥，水汽、杂质很少，云雨雷电现象少见，温度几乎不变，湿度接近于零。
当高度达到40km以上时，几乎没有臭氧，使大量紫外线穿过而未被吸收，紫外线强度极高；大气在紫外线作用下开始电离，形成大量正、负离子和自由电子，其含量约为大气层平均含量的30倍，在平流层中，宇宙射线通量高，高能粒子辐射强度大。
中间层高度大约为50~80km,层内大气已经非常稀薄，在80km 高度上，空气密度只有地面的五万分之一，层内大气总量大约只占地球大气总质量的1/3000.在这样的空间区域，既可以避免目前绝大多数的地面攻击，又可以提高军事侦查和对地攻击的精度，对情报收集、真差监视、通信保障以及对空对地作战等，具有极大的发展潜力。
临近空间预警平台防空反导作战运用问题初探
临近空间预警平台防空反导作战运用问题初探
叶锋;郭宜忠;郑国杰
【期刊名称】《航天电子对抗》
【年(卷),期】2012(028)003
【摘要】临近空间预警平台作为战略预警体系的重要装备，在空天预警中发挥着重要作用。
分析临近空间预警平台的作战特点、作战任务，探讨了临近空间预警平台在防空反导作战中的运用方法。
【总页数】3页(P14-16)
【作者】叶锋;郭宜忠;郑国杰
【作者单位】空军雷达学院,湖北武汉430019 中国人民解放军94620部队,福建福州350002;空军雷达学院,湖北武汉430019;空军雷达学院,湖北武汉430019【正文语种】中文
【中图分类】V11;TN975
【相关文献】
1.临近空间预警平台综合防护探析 [J], 李顺发;郭宜忠;郑国杰
2.临近空间飞行器在防空反导预警中的运用 [J], 丁一;王进;李文洲
3.临近空间及其在防空反导作战中的应用分析 [J], 刘毅;阳曙光;李为民
4.临近空间平台防空反导作战运用仿真研究 [J], 孙鹏;杨建军
5.临近空间防空反导预警军事模型研究 [J], 陆耀宾;马艳琴
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临近空间环境对高超声速巡航导弹约束性研究
第36卷第6期2016年12月弹箭与制导学报Journal of Projectiles,Rockets,Missiles and GuidanceVol.36 No.6Dec2016DOI ： 10.15892/j. cnki. djzdxb. 2016.06.010临近空间环境对高超声速巡航导弹约束性研究#陈士涛\杨建军\李大喜2(1空军工程大学科研部，西安710051; 2空军工程大学防空反导学院，西安710051)摘要:临近空间独特的环境特点对高超声速巡航导弹的作战使用产生较大影响，需要明确影响的方面和程度。
分析临近空间环境要素，提出临近空间高超声速巡航导弹作战能力与优势。
针对临近空间环境对高超声速巡航导弹弹道特性、射程、飞行控制的影响开展研究。
研究结论具有一定的理论意义与实际价值，可以为高超声速巡航导弹发展提供军事需求牵引和技术发展借鉴。
关键词:临近空间;高超声速巡航导弹;弹道;射程;飞行控制中图分类号:T J866文献标志码:AResearch on the Constraint of the Near Space Enviroment toHypersonic Cruise MissileCHEN Shitao1, YANG Jianjun1, LI Daxi2(1 Department of Scientific Research, Air Force Engineering University, Xi ’ an 710051, China;2 Air and Missile Defense College, Air Force Engineering University, XiJ an 710051, China)Abstract：The unique environmental characteristics of near space would seriously affect the operational use of hypersonic cruise missile, needing to determine the aspects and the degree of influence. Based on the analysis of the factors of near space atmosphere, this paper put forward the operational capability and advantages of hypersonic cruise missile. The influence of the near space environment on the ballistic characteristics, field of fire and flight control of hypersonic cruise missile was studied. The study had definite theoretical significance and practical value, and it could offer military demands and technology development reference for hypersonic cruise missile development. Keywords：near space ；hypersonic cruise missile ；trajectory ；field of fire ；flight control〇引言临近空间高超声速巡航导弹是利用临近空间的 高空、高速优势对敌指挥中心、通信中心、航母等大型 重要目标实施打击行动的毁伤实体。
基于双站红外跟踪临近空间目标研究
基于双站红外跟踪临近空间目标研究秦雷;李君龙;周荻【摘要】临近空间目标飞行器的高速、高机动特性给地面防御系统对其定位和跟踪带来了巨大的困难,传统的滤波算法无法给出精确的目标状态估计,跟踪性能变差.为了更好地满足机动式弹道滤波的需要,通过双站红外跟踪方法与卡尔曼滤波算法相结合,实现对临近空间目标飞行器跟踪,并保证了定位跟踪精度在允许范围之内,Matlab仿真结果验证了算法的有效性.【期刊名称】《现代防御技术》【年(卷),期】2014(042)002【总页数】6页(P122-127)【关键词】卡尔曼滤波;双站;红外跟踪;临近空间【作者】秦雷;李君龙;周荻【作者单位】北京电子工程总体研究所,北京100854;北京电子工程总体研究所,北京100854;哈尔滨工业大学,黑龙江哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TN953;TN7130 引言由于临近空间目标飞行速度快，具有较高的升阻比，且在大气层内长时间飞行，其运动轨迹往往呈现出“跳跃”特征，使用传统滤波估计方法和跟踪方式难以对飞行器实现准确的跟踪和轨迹预报，给跟踪定位临近空间飞行器带来了很大的困难。
因此需要使用其他的滤波方法对目标进行定位跟踪，使其能够达到较好的效果。
由于无源定位系统具有作用距离远、隐蔽性好的优点，对于提高系统在电子战环境下的生存能力具有重要作用。
对此，国内外许多学者做了大量的研究工作[1-2]。
在无源定位系统中，红外无源跟踪方式是指不向空中辐射任何能量，通过接收目标辐射的热能进行探测和定位，环境适应性较强，适合探测的目标范围较大。
由于临近空间目标速度快，红外辐射强度大，本身不向外辐射无线电信号，不宜采用被动雷达跟踪方式，所以采用红外无源跟踪方式是最佳跟踪方式，其精度比被动雷达跟踪的精度要高。
根据平台数量不同，无源定位系统又可以分为单站和多站无源定位系统[3-4]。
但是由于单站定位时间较长，易受到敌方攻击，生存能力较弱。
相比来说，多站无源定位由空间上分布配置的接收机同时对辐射源信号进行接收处理，确定多个定位曲面，多个曲面相交，得到目标的位置，主要利用不同平台定位曲面之间差异较大的特点来定位和提高定位精度。
临近空间平台反隐身飞机对策研究
本文2010 03 08收到,郭蓬松、商长安、龙光正均系空军工程大学导弹学院讲师,晏峰系海军广州舰艇学院讲师临近空间平台反隐身飞机对策研究郭蓬松 商长安 龙光正 晏 峰摘 要 隐身飞机以其RCS 低、机动性强、攻击精度高等作战特性对防空武器系统构成了巨大的威胁,并将成为未来空天战场的主战装备。
分析了临近空间平台的特点及研究现状,介绍了临近空间平台抗击隐身飞机的总体设计,探讨了临近空间平台反隐身飞机作战的对策。
关键词 临近空间 反隐身飞机 对策引 言隐身飞机具有隐身性能好、攻击精度高、超机动性、信息把握能力强等作战特性,特别是隐身飞机与精确制导武器相结合,大大提高了其作战效能,改变了攻防战略平衡,尤其是在近几次局部战争中,隐身飞机均担负着作战的首攻任务,其低可发现率、高精确度作战能力对战争的进程和结果起着决定性的作用。
因此,如何防御隐身飞机对防空系统日益严重的威胁,成为当前研究的热点课题。
目前,采用频域(米波、毫米波)、双(多)基地、雷达组网、空中预警机、卫星等多种反隐身探测技术手段,结合目前先进的防空武器装备,能够有效地抗击隐身飞机。
随着科技的不断进步,隐身飞机将不断发展和完善,其RCS 会越来越小,高度将不断提升,作战半径也在不断增大,这就对防空作战系统的反应时间、拦截速度和制导精度等提出了更高的要求,仅仅依靠地面和空中平台抗击隐身飞机将面临非常大的危险性。
临近空间平台具有可持续对同一地区进行不间断覆盖、与空中飞行目标距离近、滞空时间长、载重大等特点,在区域情报、监视、侦察、导航、空中打击等方面显示出其独特的优势,将为反隐身飞机提供更可靠、更有力的保障。
1 临近空间平台作战特点临近空间一般是指距地面20km ~100km 的空域,其下空域是传统航空器的主要运行空间,其上空域是航天器的运行空间。
临近空间平台是指能够在临近空间区域长时间进行情报、监视、侦察(I SR)和通信的可靠平台,与作战飞机和人造卫星相比,临近空间平台以独特的工作空间范围和工作方式在执行相同的战略战术任务时有着得天独厚的优势。
临近空间拦截弹H∞末制导律设计研究
临近空间拦截弹H∞末制导律设计研究作者：凡国龙梁晓庚来源：《航空兵器》2014年第04期摘要：为了对以X-51A为代表的临近空间高超声速飞行器实施有效拦截，提出一种新的具有强鲁棒性的非线性H∞制导律。
首先，将目标机动作为系统扰动，建立拦截弹—目标相对运动学数学模型；根据几何方法拦截策略分析，提出以离心加速度的均方根为扰动输出；引入Hamilton函数并基于最优控制理论，得到非线性H∞制导律。
该方法利用Lyapunov稳定性理论严格证明了制导系统的全局渐近稳定性，且无需求解Hamilton-Jacobi-Issacs（HJI）偏微分方程。
仿真结果表明，该制导律不仅具有很强的鲁棒性也能获得良好的制导精度。
关键词：临近空间拦截弹；H∞制导律；Lyapunov方法中图分类号：TJ765 文献标识码：A 文章编号：1673-5048（2014）04-0008-040 引言以X-51A为代表的临近空间飞行器具有“飞行速度快”、“巡航高度高”、“突防能力强”等特点，成为空天攻防对抗中的潜在威胁。
为了对其精确打击，高性能的导弹精确制导控制技术更显重要[1]。
导引规律可分为古典制导律、现代制导律和非线性制导律[2]。
古典比例导引是目前使用最为广泛也是至今唯一能在工程中应用的制导律，但如果目标机动飞行或具有观测噪声的情况下，其性能会大大下降[3]；以最优控制理论为基础的现代制导律是把制导看作带有终端约束的控制器设计[2]，当剩余飞行时间等信息估计误差较大时，制导精度急剧下降[4]；微分策略制导律是基于逃逸者最坏策略而获得的最优截击制导律[5]；变结构制导律不仅对外界干扰和参数摄动具有较强的鲁棒性，具有快速响应、无需系统在线辨识、物理实现简单等优点[6]，但在实际控制过程中，开关在时间和空间上的滞后会导致控制的不连续性，产生抖振现象，进而影响控制系统的稳定性[7]；H∞控制的实质是干扰抑制，即在系统内部稳定的前提下，尽可能抑制干扰对测量输出的影响[8-9]。
临近空间预警平台综合防护探析-李顺皮,郭宜品,郑国杰
临近空间预警平台综合防护探析临近空间预警平台综合防护探析李顺皮，郭宜品，郑国杰 (空军雷达学院，湖北武汉 430019)摘要：在对临近空间预警乎台生存环境和生存弱点进行全面分析的基础上，从地面配套设施、空间装备和信息网络三方面入手探讨了临近空间预警乎台综合防护的对策，对提高临近空间预警乎台的生存能力具有一定的应用价值。
关键词：临近空间；预警；综合防护中固分类号：TN97 文献标识码：AIntegrated protection of near space ear]y warning platformLi Shunfa，Guo Yizhong，Zheng Guojie(Air Force Radar Academy of PLA，Wuhan 430019，Hubei，China) Abstract:Based on analyzing the survival environment and weakness of near space early warning platform. the integrated protection countermeasures of near space early warning platforms are studied from three as- pects.including ground establishment.space equipment and informatíon network. These countermeasures are important ín improving the víability of near space early warning platforms.Key words: near space；early warning；integrated protection0 引言临近空间预警平台主要由地面配套设施、空间装备和倍息网络构成，它具有独特的预瞥优势并能够弥补地基、空基和天基顶瞥平台的不足，已成为了国内外研究的热点。
临近空间预警探测应用分析
电
光
系
统
Ｎｏ． ２
Ｅｌ ｃｒ ｎｃ ａ ｄ Ｅｌｃｒ — ｐｉ ａ ｙ ｔ ｍｓ ｅ ｔｏ ｉ ｎ ｅ ｔｏ ｏ ｔｃ ｌＳ ｓｅ
Ｊｎ ００ ｕ ．２ ｌ
临近空问预警探测应用分析
单 秀旭 ， 荣文 博
中国电子科技 集 团公 司第二十七研 究所 ， 州 ４ ０ ４ 郑 ５０７
关 键 词 ：临近 空 间 ： 警 探 测 系统 ； 川 效 能 顶
中 图分 类 号 ： ７ ５ ６ Ｐ ｌ ． 文献 标 识 码 ： Ａ
Ａｎ ｌｓ ｎ Ａｐ ｌ ａｉｎ ｏ ｒｙ Ｗ ａ ｎ ｎ ｔｃｉ ｎ ｉ ａ －ｐ ｃ ａｙ ｉ ｏ ｐｉ ｔ ｆＥａ ｌ － ｒ ｉｇ Ｄｅｅ ｔ Ｎｅ ｒ Ｓ ａ ｅ ｓ ｃ ｏ ｏ ｎ
ＳＨＡＮ Ｘｉ －Ｕ． ＯＮＧ ｅ —ｏ ｕＸ Ｒ Ｗ ｎｂ
（ ｈ ｍ ｓ ａ ｃ ｎ ｔｔ ｔ ｆＣ ｉ ａ Ｅｌｃｒ ｎ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｔ ｅ２７ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｉ ｓｉｕ ｅ ｏ ｈ ｎ ｅ ｔｏ ｉｓ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ
Ｇ ｏ ｐ Ｃ ｒ ｏａｉｎ， ｈ ｎ ｚ ｏ ５ ０ ７ Ｃ ｉａ ） ｒｕ ｏｐ ｒ ｔ ｏ Ｚ ｅ ｇ ｈ ｕ４ ０ ４ ， ｈ ｎ
１ 引言
临近空 间 ， 指距 海 平 面 ２ ０～１０ ｋ 的 空 域 ． ０ ｍ
是世界 军 事 强 国 十 分 关 注 和 积 极 开 发 的 空 间 资
２ 临 近空 间及 临近 空 间平 台 的概 念
２ １ 临 近 空 间概 念 ．
所 谓临近空 间 ， 般 指介 于 海拔 约 ２ ｍ（ 一 ０ ｋ 接 近 国际公 认 的上 限管 制 空 域 ） １０ ｋ 接 近 周 和 Ｏ ｍ（
浅析临近空间平台的军事应用
在战争或者战场环境下， 临近 接控制中队进行临近空间平台的
空 间 平 台 可 以 充 分 发 挥 其 快 速 反 部署， 包括近太空系统的发射、回
应、持续时间长和区域覆盖好的特 收和整个任务执行期间的操作， 从
点 ， 圆 满 地 完 成 侦 察 、监 视 等 战 术 而获得快速、灵活的Ｃ ４ＩＳ Ｒ 效能。因
提供通信、侦察和监视等空间效能 间 平 台 通 常 采 用 悬 浮 气 球 或 者 飞 侦察预警能力的首选装备之一。外
的区域。一般情况下， 平台高度越 艇， 滞空时间长， 具有长达数月的 军进行的试验证明， 一艘飞行高度
高， 覆盖区域越大。卫星的轨道高 滞留和监视能力， 大多数低轨道卫 ３０００米的飞艇， 其雷达对高度３４０
监 视 等 各 种 军 事 任 务 。但 目 前 临 近 空间仍是空天军事系统的薄弱地 带， 有待进一步开发， 因此世界主 要军事强国正在对临近空间平台 的军事应用展开深入研究， 从而在 未来的军事对抗中获取优势及主 导地位。
一、临近 空间平 台的概 念 及其分类
１、临近空间的范围及临近空 间平台的概念： 临近空间宽泛的定 义为２０～１００千米之间的区域， 其 下面的空域（ ２０千米以下） 是传统
前景。
１ 、防 空 预 警 与 导 弹 防 御
临近空间平台最主要的应用
临近空间平台的飞行高度在传统飞机之上， 其覆盖范围比传统飞机广
就是充当空中预警系统， 预警浮空 器 能 够 弥 补 地 面 、空 中 、空 间 预 警
覆 盖 区 域 是 指 平 台 能 够 有 效 有的特点是长持续性能力。临近空 系 统 的 不 足 ， 且 价 格 便 宜 ， 是 增 强
同时， 临近空间平台相对于卫
５ 、生 存 能 力 较 强
美军临近空间平台的开发利用及对我军的启示
收稿日期:2008207209 修回日期:20082102163基金项目:国家社会科学基金军事学重点资助项目(06GJ 1842042) 作者简介:李 铮(19822 ),男,湖北宜昌人,硕士研究生,主要研究方向:空天一体信息作战。
文章编号:100220640(2009)0820001203美军临近空间平台的开发利用及对我军的启示3李 铮,赵大勇(空军装备研究院,北京 100085) 摘 要:临近空间,通常是指20km ～100km 的高空,处于现有飞机的最高飞行高度和卫星的最低轨道高度之间。
介绍了当前发达国家在临近空间军事应用领域的发展状况,尤其是美国在自由漂浮平台和临近空间机动飞行器的发展规划和正在进行的项目,分析了美军在临近空间平台发展通信、预警探测和侦察领域的具体情况。
最后对我军临近空间开发利用提出一些思考。
关键词:临近空间,开发利用,启示中图分类号:E 816 文献标识码:AExplo itation of Am er ican M ilitary Near SpacePlatform and Its I n sp iration to OurL I 2Zheng ,ZHAO D a 2yong(T he A ir F orce E qu ipm ent A cad e m y ,B eij ing 100085,Ch ina ) Abstract :N ear 2space is u sually po in ted to h igh altitude fo r m 20to 100k ilom eters 1It’s betw een the h ighest altitude of airp lane in ex istence and the low est o rb it of satellites 1T he article in troduces the statu s of develop ed coun tries in near 2space m ilitary app licati on area 1E sp ecially the Am erican aircraft’s develop ed p rogramm e and item s on the free float p latfo r m and near 2space 1T he article also analyses Am erican m ilitary’s circs in develop ing comm un icati on 1Exp lo rati on befo rehand and reconnaissance area on the near space p latfo r m 1In the end ,the article gives som e advisem en t to ch inese m ilitary exp lo itati on on the near 2space p latfo r m 1Key words :near sp ace ,exp lo itati on ,in sp irati on引 言“临近空间”是最近备受关注的一个新概念。
临近空间预警平台综合防护探析
Ｋｅ ｒ ｓ： ａ ｐａ ｅ； ｅ ｒｙ ｗ ａ ｎｉ ｙ ｗｏ ｄ ｎｅ ｒｓ ｃ ａ ｌ ｒ ｎｇ；ｉ ｅ ａ ｅ ｏｔｃ ｉ ｎ ｎｔ ｇｒ ｔ ｄ ｐｒ ｅ ｔｏ
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临近空间平台信息化技术在未来作战中的应用
临近空间平台信息化技术在未来作战中的应用【摘要】以军事应用为背景，介绍了临近空间的概况，按临近空间平台功能的不同将其划分为信息系统、指控系统、作战和保障四大系统。
重点对临近空间信息系统的形成，特点和优势进行了研究，详细分析临近空间信息系统在空军未来作战中的应用，指出了其对空军取得制信息权的重要意义。
【关键词】临近空间信息系统；防空；反导；协同作战；作战应用1 临近空间信息系统的组成临近空间信息系统是由信息制造、获取、传递、对抗的临近空间军事力量有机结合所构成的整体。
按照业务功能划分，包括预警探测子系统、侦察监视子系统、信息对抗子系统、通信联络子系统和导航定位子系统。
（1）预警探测子系统将雷达等预警探测设备搭载在临近空间平台上用以执行对空搜索与警戒、地面及空中目标拦截、指示、导弹防御探测等任务。
（2）侦察监视子系统将可见光、电子、红外等多种侦察探测设备搭载在临近空间平台上，可用于执行发现、识别、定位和跟踪陆、海、空、天目标，为进攻和防御作战提供情报任务，属于情报主动获取手段。
（3）信息对抗子系统临近空间信息对抗子系统包括信息攻击系统和信息防御系统。
信息攻击系统是指由浮空器携带电子干扰机、强电磁发射机进行电磁软杀伤，或是由临近空间平台携带反辐射导弹对敌信息系统的节点，主要是雷达、无线电通信系统、地面卫星站等目标进行硬杀伤。
（4）通信联络子系统通信联络子系统是保障临近空间系统内部和与其它作战系统之间进行信息传输和指挥控制联络的系统，主要包括平台通信系统、数据链系统和通信中继系统等。
平台通信系统是装载与各类临近空间平台的通信设备，主要用于保障地面与平台、平台之间、平台与其它作战单位之间的通信联络。
（5）导航定位子系统临近空间导航定位子系统包括平台自备导航定位系统、导航定位支持系统和战区备份GPS系统等。
平台自备导航定位系统，是为保障临近空间平台自身导航定位需要所携带的无线电罗盘、高度表、惯导和卫星导航设备，以及与其相配套的地面设备等。
临近空间预警平台防空反导作战运用问题初探
临近 空 间预警 平台 具有 以下特 点 ：
一
是 预警 效能 显著 。现有 的 预警装 备存 在一定 缺
陷： 预警 卫星 部署 时 间长 ， 准 备 、 射 到 入 轨需 数 月 从 发
时间 ； 载荷有 限 ， 备 维 护 与 回收 利 用 难 ； 警效 果 受 设 预 气 象 和宇 宙 电磁 干 扰 影 响 大 。预 警 机 作 为 空 中指 挥
中的 运 用 方 法 。
关 键 词 ： 防 空反 导 ； 近 空 间预 警 平 台 ； 战 运 用 临 作
中 图分 类号 ： Ｖｌ ； ９ ５ ｌ ＴＮ ７
文 献标识 码 ： Ａ
Ｂｅ ｔｅ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｆｎｅ ｒ ｓ ａ ｅ ｅ ｒｙ ｗａ ｎｉ ａ ｆ ｒ ｔｌ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｐ ｃ ａ ｌ — ｒ ｎｇ ｐｌ ｔ ｏ ｍ ｏ ｉ ｅ ｅ ｓ ｎ ｎｔ＿ ｉｓ ｌ ａ ｌ 。 ｒ ｉ ｎ ａ ｒ ｄ ｆ ｎ ｅ ａ ｄ ａ ｉｍ ｓ ｉｅ ｅ ｒ ｙ。 。 ｗａ ｎ ｎｇ
１ ４
航 天 电子 对抗
第２ ８卷 第 ３期
临近 空 间预 警 平 台防 空反 导 作 战 运 用 问题 初 探
叶 锋 ， 宜 忠 郑 国 杰 郭 ，
（ ． 军 雷达 学 院 ， 北 武 汉 ４ ０ １ ； ． １空 湖 ３ ０ ９ ２ 中国人 民解放 军 ９ ６ ０部 队 ， 建 福 州 ３ ０ ０ ） ４２ 福 ５ ０ ２ 摘 要 ： 临近 空 间预 警 平 台作 为 战 略预 警体 系的 重要 装 备 ， 空天 预 警 中发 挥 着 重要 作 在 用 。分 析 临近 空 间预警 平 台的作 战特 点 、 战任务 ， 作 探讨 了临近 空间预 警平 台在 防空反 导作 战
基于临近空间的预警系统建设研究
基于临近空间的预警系统建设研究陈昌孝1，何明浩2，李成龙3，马万里4（1.空军雷达学院五系,武汉430019；2.空军雷达学院训练部,武汉430019；3.空军雷达学院政治部,武汉430019；4.空军雷达学院研究生管理大队,武汉430019）摘要：针对来自空、天两个层面的强大威胁，仅依靠现有的预警手段和系统很难有效应对．通过分析空天一体信息作战的威胁与现状，阐述了临近空间特性并分析了在临近空间部署预警系统的优势：对上可以弥补天基系统，对下可以填补空基系统和陆基系统的缝隙，且可控性强．最后就作为临近空间防空预警系统、区域战场侦察监视系统、指挥通信系统以及集成临近空间电子对抗系统等提出了发展临近空间预警系统建设的建议．关键词：空天一体；预警系统；临近空间中图分类号：E274文献标志码：A DOI:10.3969/j.issn.1673-8691.2010.05.009随着信息技术和空间技术的发展以及在军事斗争中的应用，战争样式正发生着深刻的变革，由电磁媒介向信息网络、认知域拓展，多维一体特征日渐明显，形成空天一体信息作战模式．面对来自空、天2个层面的强大威胁，仅仅依靠现有的预警手段和系统很难有效应对，开发新型预警手段迫在眉睫．临近空间作为预警新的作战空间，有其特殊的优势和地位，正在成为世界各国争相开发的重要领域．必须结合国情、立足实际，在已有航空航天技术的基础上，加强对临近空间的理解和认识，进一步拓展预警力量作用空间，不断完善预警体系，提高预警能力．1临近空间预警系统建设的必要性近几场高技术条件下的局部战争向我们昭示，现代战争越来越体现出空天一体信息作战的显著特点．空天一体信息作战的核心是一体作战，同时还是各力量在信息领域里运用信息化武器进行的全方位较量，安全边境线已经不再等同于国土边境线．空中和空间的信息安全已成为国家安全的重要组成部分，也是军事斗争空军作战的重要环境．1）空天信息感知的非对称性，给预警系统的发展提出了新的要求．美俄等国利用位于近地轨道的各种卫星、飞船、空间站、空天飞机等预警武器平台的部署、变轨机动、临天过境等情况，形成了较为完备的空天一体信息感知系统，使包括我国在内的其他国家空天装备和地面重要目标长期处于被监视状态．在侦察卫星、空间站和宇宙飞船等航天器中配置的电磁频谱监测仪、通信侦察接收机、雷达侦察接收机等电磁侦察与监测设备，可获取别国空天通信、雷达、遥控系统的工作频率、系统工作方式等情况．这种信息感知的非对称性给我国空天安全带来了严重威胁，必须大力发展新的预警系统，提高空天一体信息感知能力．2）空天信息作战系统的军民一体化，给预警系统的灵活性带来新的考验．近年来，预警装备的军民一体化一直是一个重要趋势．在利用气象卫星、空间站和宇宙飞船等民用装备上配置的射线探测器、红外线扫描系统、带电粒子分光仪等设备，具有很强的欺骗性和灵活性，可实现对别国航天器的监视和侦察，还可以完成宇宙高能粒子分布、电离层电子浓度变化和各种电磁辐射强度等数据的监测，甚至可以将某些软硬杀伤武器装备到这些民用装备上，在必要的时候对别国的航天航空装备发起进攻，防不胜防．如美国在近极地太阳同步轨道上部署的Block-5气象卫星，星上载有7种类型的遥感器，可监测宇宙带电离子密度和磁场变化等几十种自然环境参数，用于修正航天器与星载动能弹的飞行轨迹．因此，一方面必须进一步提高现有预警装备有效应对突发事件的能力，另一方面要着力提高预警系统的机动性、多用途化，突出基于临近空间的预警系统的建设．3）空天情报侦察的常态化，给预警系统有效性带来新的挑战．利用分布在全球的永久性无线收稿日期：2010-04-16作者简介：陈昌孝(1982第5期陈昌孝，等：基于临近空间的预警系统建设研究345电侦听台站和常驻式星载无线电侦听器材，窃听他国航天人员通过太空信息设备传输的电磁信号，掌握对手的通信内容、太空武器部署及信息系统设备工作参数等重要信息，已成为空天信息安全的重要威胁．如美国代号为“梯队”的电子监听系统由设在本土及世界各地的40多个大型监听站、4000多个小型监听站、上百架电子侦察飞机以及侦察船和电子侦察卫星组成，能够截获全世界95%的通信内容，其中包括航天员之间的通话．这给现有的预警系统的情报连续性、覆盖范围和局部区域的持久响应等方面都带来了新的挑战，利用现有的空天预警系统尚无法有效应对,必须切实加强临近空间预警系统建设．4）空天信息进攻软硬结合，给预警系统的自身安全带来了新的威胁．目前，有些国家已将干扰设备移植到卫星上，形成电子干扰卫星．新的干扰卫星可部署到天基信息系统分布密集区域，阻断他国太空系统之间的通信链路，或破坏敌航天器的控制系统．利用星载的定向能武器，干扰或摧毁敌航天器．如美国成功地利用波音747-400E飞机上的化学氧一碘激光系统，摧毁处于推进阶段的导弹之后，当前正在进行将小型激光武器配置到卫星上的可行性试验．利用新研制的空天飞机、宇宙飞船等航天器飞临敌航天器附近，将腐蚀剂或污染物喷洒到敌航天器的太阳能电池板或照相侦察卫星的光学镜头上，以污染或遮蔽他国天基系统的功能器件．使用能够机动变轨的太空卫星动能弹和定向能武器等硬摧毁武器，在太空中摧毁他国卫星和空间站等的信息系统节点实体或反卫星武器系统．美国曾利用火箭将1250kg重的粒子加速器送到200km的空间，并使粒子束射出了6英里．美国2008年发射了第一颗载有激光武器的作战卫星，拦击4500km外的洲际弹道导弹或人造卫星．这些都为空天一体信息对抗系统带来了新的威胁和挑战．2临近空间预警系统的主要特点所谓临近空间一般是指距地面20~100km，普通航空器飞行空间与卫星轨道空间之间的空余，位于空、天结合部，发展基于临近空间的预警系统，有着其特殊的优势．1）临近空间预警系统有其独特的空间优势．目前，各国争相开发的空天一体预警领域主要集中在空和天2个领域，对临近空间尚未进行有效开发．在临近空间部署预警系统，可弥补天基系统、空基系统和陆基系统的不足．一方面，临近空间预警系统与地面目标的距离一般只有低轨卫星的1/10~1/20，更是远远小于地球同步卫星，因此，它可接收到战场低功率信号传输，可实现高分辨率对地监测．另一方面，临近空间预警系统比空基系统更能接近天基信息作战平台，利用预警火力一体化技术,形成侦攻防一体化对抗系统，可对敌国天基预警系统构成有效威慑．2）临近空间预警系统具有更好的机动性．天基预警平台的发射准备周期长，机动变轨次数有限，灵活性差，而传统空基系统的留空时间则以小时为单位，在空中驻留时间相对较短，都不能满足预警的需要．临近空间预警平台的留空时间以天为单位，目前正在研制的临近空间平台预定留空时间长达6个月，在各国规划中的后续平台预定留空时间可达1年以上，无轨道限制，靠自主动力飞行，又可定点应用，根据需要可快速灵活部署，且临近空间预警系统具有定点特性，使得多装备组网实现更加容易，从而降低了信息装备的复杂度和实现难度，也增强了对抗性．3）临近空间预警系统维护简单、成本低．天基作战平台的维修、维护均要在轨进行，实现难度大，成本高，而临近空间预警系统的投放和回收都要比卫星方便得多，其载荷装备一般都在地面维护、维修，实现容易，技术难度小．另外，临近空间预警系统的飞行动力主要来自于自身浮力和风力，其设备工作主要依赖于太阳能等新能源系统，不需要消耗燃油，所以有效降低了成本．4）临近空间预警系统具有更强的生存能力．临近空间预警平台高度在30km以下时，仅有少数远程地基防空导弹能构成威胁，30km以上时仅有反导系统的初、中段拦截弹能对其实施攻击，但其效费比极低，其生存能力较空基系统强得多．可实现局部区域持久响应．临近空间预警系统所处区域气流稳定，平均风速较小，有利于定点布设，可实现凝视观察，能长期、不间断地监视各类战场信息，因此，其在局部区域内的时间分辨率是目前空基和天基系统所不能比拟的．3临近空间预警系统作战应用的基本构想临近空间预警系统在军事上可用于防空防天预警、气象侦查、超视距通信等军事目的，具有重要应用前景．1）作为临近空间防空预警系统．临近空间预警系统最主要的应用就是充当空中预警系统，能够弥补陆基、空基、天基预警系统的不足，是高效费比的侦察预警首选装备之一．外军进行的试验证明，一艘飞行高度3000m的飞艇，其雷达对高度340m空中目标的探测距离达300km．对地面的覆盖区域超过2.8万km2，大于13部同类地面雷达的覆盖范围，临近空间平台飞行高度在20km以上，其覆盖区域更大．在导弹防御方面，美国进行模拟仿真的结果显示：在北纬83°地区36.6km高空上部署3个气球，可连续覆盖从北极到北纬45°范围的导弹发射，30个这样的平台就可以提供类似的全球覆盖；800个这样的平台组成的星座可以对全球连续提供按需通信和情报、监视、侦察(ISR)覆盖．2003年9月，洛克希德・马丁公司获得了美国国防部建造大型高空飞艇（HAA）项目的合同，HAA飞艇配备先进的可以搜索直径为1200km 圆形区域的监视雷达和其他传感器，对来袭的洲际导弹和巡航导弹提供预警．HAA飞艇的主要作战任务就是长时间停留在美国的大陆边缘地区的高空中，提供有效监视情报．2）作为临近空间区域战场侦察监视系统．在战争或者战场环境下，临近空间预警系统可以充分发挥其快速反应、持续时间长和区域覆盖好的特点，圆满完成侦察、监视等战术任务．除了地球静止轨道卫星外，其他卫星不能长时间进行战场监视和侦察工作．保证监视、侦察的连续性覆盖就需要卫星星座间较多的星间切换，这就增加了卫星系统的复杂性，因此对卫星而言执行战术任务是困难的．空载平台和无人机适合执行战术任务，但是临近空间预警系统的覆盖率远大于无人机，飞行高度为36.6km的临近空间平台能够提供直径为680km的圆区域的战场覆盖，而且持续时间长达数月，十分适合战场、战术应用．另外，临近空间预警系统成本低，装备体积较小、质量轻，可以配备具有多个临近空间预警平台及其相应载荷的后勤支援中队，进行部署，从而获得快速、灵活的C4ISR效能．因此，临近空间预警平台在战术任务应用中具有广阔的前景．3）作为临近空间指挥通信系统．预警指挥中通信信号易受干扰问题，一直是困扰军队作战能力生成和发挥的隐忧，而临近空间预警平台能够长时间持续工作，能够提供比卫星、通信信号强度更大、保密性更好的信号，可用作战场高空通信中继平台，执行与视距外部队通信的任务，从而保障战场指挥员在山脉中或山的另一侧与部队通话，保证战场上各战斗小组间的联系，提高联合作战能力．2005年1月,美军成功进行了战斗天星高空气球通信距离扩展试验，在试验中2个由氦气填充的自由飞行高空气球在20km高度上飞行8h，将美陆军PRC148手持式电台的通信距离由18.5km扩展到555km，覆盖范围与伊拉克国土面积相当．4）集成临近空间电子对抗系统．由于临近空间预警平台飞行高度较高，在集成电子攻击能力后，可以较小的干扰功率有效干扰地面电子设备，主要对敌陆基雷达、预警机及防空导弹实施压制．在战前或战役发展初期，将多艘装载反辐射导弹或反辐射无人机的超高空飞艇部署在敌防空雷达和导弹阵地上空，一旦发现辐射源，即将反辐射导弹或无人机空投到作战高度点火，发动攻击，可在战役的全过程压制敌地面雷达、预警机及防空火力．4结束语临近空间的战略价值直到最近才引起各国的重视．从总体上看．国外临近空间飞行器技术还处于关键技术攻关和演示验证阶段．临近空间预警系统的发展既是挑战，也是机遇，需结合国情、立足实际，制定积极的政策方针，在已有航空航天技术基础上，加强对临近空间的理解和认识，围绕临近空间预警系统的系统构成、功能定位、指挥控制、作战保障等方面进行深入研究论证，同时要不断探讨临近空间飞行器技术的应用理论和应用样式．参考文献：[1]胡绪杰，刘志田，王默，等.天基信息支援对导弹攻防作战的效用分析[J].航天器工程,2009，18(1):104-107. [2]李怡勇,李智,沈怀荣.临近空间飞行器发展与应用分析[J].装备指挥技术学院学报,2008，19(2):61-65.[3]夏凉，陈良坤.浅谈“空天一体信息战”[J].中国人民防空，2008（9）：59-60.[4]季艳.国外临近空间飞行器技术发展概述[J].国际航空杂志,2006(9):84-85.[5]梁百川.临近空间电子对抗研究[J].航天电子对抗，2009,25(4):15-17.[6]李铮,赵大勇.美军临近空间平台的开发利用及对我军的启示[J].火力与指挥控制，2009,34(8):1-3.(下转第350页)评估系数；④进行综合评估；⑤计算综合评估值并排序．通过上述系列的计算步骤可对联合空情预警作战规划的各方案和规划过程进行检验评估．4结束语本文提出了联合空情预警作战规划的概念、相关程序和内容，分析了作战规划过程、规划方案的检验与评估方法问题，并提出了作战规划方案检验评估指标体系，为联合空情预警作战规划人员实施作战筹划提供了有效依据．参考文献：[1]常青，胡斌.美军联合作战实验及其发展[J ].军事运筹与系统工程，2006,20(4):74-77.[2]I Kuban Alt ponent testing of a series system in a random mission [J ].Reliability Engineering &System Safety,2002,78(1):33-43.[3]刘思峰，郭天榜,等.灰色系统理论及其应用[M ].北京：科学出版社，1999：78-85.[4]李延军.灰色层次分析法在导弹武器系统效能评估中的应用研究[J ].中国科技信息，2009(21):29-30.[5]许黎黎，刘治国，潘成胜.基于灰色层次评价的指挥自动化系统效能评估[J ].沈阳理工大学学报，2007,26(3):6-7.Research on Operational Programming of Joint AirIntelligence Warning SystemJIN Bao-de 1,YAN Zhen-hua 2,FENG Shun-ping 2（1.Department of Graduate Management,AFRA,Wuhan 430019,China ； 2.No.1Department,AFRA ，Wuhan 430019，China ）Abstract ：In order to solve the problems of validity,facticity and scientificalness of the operationalprogramming of the joint air intelligence warning system,the conception of the system operational programming was given,and its basic program and eight items of contents were presented in terms of the features of complicated battlefield environment,high requirements for cooperativity and being hard to implement accurate programming.And then the test and evaluation index system of operational programming was established by using Delphi method.Finally the procedures were proposed for the test and evaluation of programming process and scheme in terms of the grey system theory.Key words ：joint air intelligence warning ；operational programming ；test and evaluation（上接第346页）Construction of Early Warning Surveillance System Based on Near SpaceCHEN Chang-xiao 1,HE Ming-hao 2,LI Cheng-long 3,MA Wan-li 4(1.No.5Department,AFRA,Wuhan 430019,China ；2.Division of Training,AFRA ，Wuhan 430019,China ；3.Division of Politics,AFRA,Wuhan 430019,China ；4.Department of Graduate Management,AFRA,Wuhan 430019,China )Abstract ：Confronted from the strong threat from two levels of air and space ，it is hard to deal with it only depending on our current early warning surveillance means and systems.By analyzing the threats and current situation of integration of air and space information operation,the characteristics of near space were expounded and the advantages of deployment of early warning systems in near space analyzed.Those advantages include compensating space-based system upwards and the gap of air-based and land-based systems downwards,and strong controllability.Finally it was suggested that the construction of near space air defence early warning surveillance system be developed in terms of the near space air defence early warning surveillance system,regional batterfield reconnaissance surveillance system,command and communication systems and integrated near space electronic countermearsure systemsKey words ：integrarion of air and space ；early warning surveillance system ；nearspace。
北京航空航天大学科技成果——临近空间应急通信与灾害预警系统
北京航空航天大学科技成果——临近空间应急通信与灾害预警系统技术概述临近空间应急通信与灾害预警系统以临近空间飞艇平台为核心，携带红外\微波成像探测及通信中继设备，结合地面监测节点，构建多要素、立体化灾害大数据观测及数据云系统，对自然灾害的形成、发现、发展进行预报与预警，为灾害地区应急处置提供通信和指挥保障。
临近空间应急通信与灾害预警系统包括应急通信系统、灾害临空自主监测系统、灾害数据云预警系统等三个部分：1、应急通信系统主要为灾区地面通信中断后提供通信保障，该系统包含集群通信与4G网络通信两种通信体制，集群通信系统适用于灾区现场指挥调度，4G应急系统网络覆盖适用于灾区民众应急通信。
2、灾害临空监测系统采用最新发展的长时留空（>30天）临近空间平台及高分辨率成像系统，可实现跨昼夜及复杂气象条件下的连续监测；灾害地面自主监测系统采用太阳能供电低功耗设计及物联网技术，对偏远地区的数据传输通过临近空间平台进行通信中继，实现远程数据采集及探测结点的在线实时监测及免维护。
3、灾害数据云预警系统将集成临空监测和地面监测系统获取的数据，以及原有应急保障系统的相关数据，构建灾害地区的综合数据云，并集成数据分析、综合显示、趋势预测工具，可为灾情预报以及应急指挥提供支撑。
主要技术指标1、临空飞艇飞行高度：18-20km；2、临空飞艇留空时间：10-30天；3、应急通信系统：提供大区域LTE体制蜂窝通信覆盖，提供大区域PDT体制集群通信覆盖，LTE单平台覆盖范围半径大于250km，单平台在线用户数大于1000，单节点带宽大于20Mbps；PDT单平台覆盖范围半径大于300km，单组在线用户数大于100，单节点带宽大于12.8kbps；4、灾害监测系统：覆盖范围半径大于300km区域，可见光成像分辨率0.1m，红外成像分辨率0.5m，微波成像分辨率0.2m，可适应昼夜、云雾、沙尘等复杂气象环境；地面监测自治气象站可采集水文、气象、地质、图像等多要素环境信息；5、灾害数据云预警系统：自然灾害综合识别率大于80%，综合误报率小于5%，分钟至小时级预警推送时间，数小时至数天级灾害预警，预警覆盖率大于98%。
基于神经网络的空天信息支持反导作战效能
1第30卷 第l 期 四川兵工学报2009年1月基于神经网络的空天信息支持反导作战效能’王凤朝，黄树采，韩朝超，马志宇 (空军工程大学导弹学院。
陕西三原713800)摘要：针对空天信息支持反导作战效能的评判问题，建立了空天信息支持反导作战效能评估指标体系和评估网 络模型，提出了学习样本中定性因素的量化方法，并进行了仿真分析，仿真结果表明：此研究可为空天信息支持 反导作战指挥人员提供重要的决策依据． 关键词：空天信息；反导；效能分析；神经网络 中图分类号：TPl83；E911 文献标识码：A 文章编号：1006—070712009)01—0005—03随着空间军事化的迅猛发展，未来战场已从海、陆、空 延伸到外层空间，空间攻防作战已成为各军事强国关注的 焦点．空间作战具有如下特点 1：①武器装备尖端化、未定 型化；②作战的模糊性和不确定性；③作战样式的多样 化；④作战节奏瞬时化． 基于空天信息支持的反导作战过程可分为助推段机 载激光器拦截、中段动能武器拦截和末段反导武器拦截3 输入层 臆舍层 输出层 个阶段，由于空天信息支持反导作战效能是一个综合指 图1单隐层B P 神经网络模型标，影响其效能的因素很多，且作战模型复杂，因此采用任BP 神经网络通过反向传播学习算法来进行估算．其关 何单一的效能指标都无法准确评估其效能，也无法满足指挥键算法是：通过网络的实际输出与目标值之间的误差来修 员用于宏观的分析、评估反导作战效能的要求．人工神经网 正其权值，使实际的输出尽可能的接近期望值，也就是使 络是—个并行和分布式的信息处理网络结构【2j2，其网络模型 网络输出层的平方误差均值达到最小．设输入为X ，输入 具有自学习功能，经由专家经验和历史数据训练后，可以处 神经元为，个，中间有k 个隐含层单元，激励函数为9，输 理一些其他方法无法处理的信息．因此，本文中通过对影响 出为y ，输出层神经元为，个，目标矢量为D ，误差为e ，迭空天信息支持反导作战效能各因素的分析，建立了科学的评 代次数为n ，网络一共有L 层．BP 神经网络的学习过程由 判指标体系，并构建了网络模型，对空天信息支持反导作战 前向计算过程、误差计算和误差反向传播过程组成，其计 效能进行了评价分析，仿真结果令人满意． 算步骤为： 1)初始化．选定一个结构合理的网络，置所有可调参1 BP 神经网络模型及原理数(权值和阈值)为均匀分布的较小数值． 2)前向计算过程．对第f 层的f 单元，输入为上 BP 神经网络由输入层节点、隐含层节点、输出层节点 p 趴n)=∑m；f’(n)，，{1-1)(n) (1) 0及前向相互的连接构成，输入和输出层节点数目由实际问其中：P 为，单元输入神经元的个数；，，{卜1)(n)为前一层(z题确定，隐层的层数及节点数取决于问题的复杂性及分析—l 层)i 单元传递的值；ct ，F’为i 单元与，单元间的连接权 精度【副．单隐层BP 神经网络模型如图1所示．值．设单元．『的激活函数为Sigmoid 函数，则输出为·收稿日期：2008—10—29 基金项目：国家863高技术发展研究计划项目：××信息应用评估技术．作者简介：王凤朝(198卜)，男，河北邢台人，博士研究生，主要从事防空作战体系对抗研究；黄树采(1舻)，男，6四川兵工学报乃‘)(n)=[1+exp(一p 纵n))]以(2) 力、后方勤务保障能力、技术勤务保障能力．具体指标体系 如图2．3)确定误差函数．定义输出层单元J 的平方误差为寺 e{(r ／．)，则输出端总的平方误差的瞬时值为 空天信息支持反导作战E(n)=∑了1勺2(n)(3) 作战管理、播捧瞳制能力I l 毒绒打击能力I l 作战睬障能力 其中。
基于远程预警雷达的临近空间无源相干定位系统
基于远程预警雷达的临近空间无源相干定位系统
薄超;吴昊;李文魁
【期刊名称】《航天电子对抗》
【年(卷),期】2016(032)006
【摘要】针对空中高价值隐身目标的探测问题，研究了基于远程预警雷达的临近空间无源相干定位技术。
对目标探测距离进行了简单分析计算，给出了系统工作信号处理流程，对其中的主要关键技术进行了梳理。
该技术可应用于无线电静默状态下的非协同探测定位系统项目，通过与电子侦察系统多传感器融合可以进一步完善防空体系无源探测网，完成对侦察目标在电子静默情况下的态势判断。
【总页数】4页(P14-16,24)
【作者】薄超;吴昊;李文魁
【作者单位】中国航天科工集团8511研究所，江苏南京 210007;中国航天科工集团8511研究所，江苏南京 210007;中国航天科工集团8511研究所，江苏南京210007
【正文语种】中文
【中图分类】TN971+.5
【相关文献】
1.无源相干定位系统中的淹没效应及其消除 [J], 栾风虎;司锡才
2.无源相干定位系统中的接收机与外场实验 [J], 李伟;魏平;肖扬灿
3.对时差无源定位系统的相干干扰技术 [J], 陈慧; 李昊
4.空基无源相干定位系统的机动目标跟踪算法 [J], 卢雨;王海滨
5.无源相干定位系统直达波干扰对消研究 [J], 张财生;刘勤;唐小明;何友
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3)空基预警系统受燃料 、飞 行时间限制 , 不能对现在复杂的 空中目标活动情况进行持续 、可 靠的探测 , 临近空间飞行器可采 用太阳能等能源 。 2. 3 与地基预警平台对比
[ 2 ] 丁晓东 , 李为民 , 张琳. 临近空 间飞行器在反导预警中的优势 及关键 技 术. 空 军 工 程 大 学 学 报 , 2009 (1) : 23226
[ 3 ] 武哲. 发展临近空间浮空飞行器 的关键技术. 航天航空技术 , 2008 (3) : 11213
[ 4 ] 王笃祥 , 张海黎. 基于浮空器平 台的雷达无源侦察系统. 浮空器 研究 , 2008, 2 (4) : 40242
3)机动飞行器 。临近空间平 台中军事价值最大的是机动飞行 器 , 但目前尚需解决推进等许多 新技术 。 1. 2 美军临近空间平台应用现 状
目前美军开发的临近空间平 台主要有三类 : 飘浮气球 、系留 气球和临近空间飞行器 。平流层 飞艇已成功进入临近空间 , 并在 临近空间实现了有动力飞行 , 超 高空长航时无人机已进入部署阶 段 。美军现有的临近空间平台主 要用于遂行 C4 ISR 任务 , 有效弥 补了近几场局部战争中卫星难以 提供战术级别战场空间态势感知 能力的 问 题 。就 目 前 发 展 水 平 看 , 美军尚不具备覆盖临近空间 整个区间的能力 , 控制高度相对 集中在 36. 6 km 以下 。
情报交流
基于临近空间平台的反导预警研究
邓友义 南松辉 文福锐
摘 要 阐述了临近空间平台
的概念 、特点和分类 , 介绍了美军临 近空间平台的应用现状 , 重点分析了 临近空间平台在反导预警中的优势 , 并在与天基 、空基和地基平台对比分 析的基础上 , 仿真分析了四种预警平 台在同一任务中的预警能力 。研究表 明 , 临近空间平台用于反导预警具有 广泛的军事应用前景 。
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rocke t
p lumes.
ADA114259, 1982.
飞航导弹 2010年第 3期
临近空间平台从军事用途可 以分为自由浮空气球 、平流层飞 艇和机动飞行器 。
1)浮空气球 。浮空气球就是 充满轻于空气气体的气球 , 是最 简单的临近空间平台 , 但它没有 机动和位置保持能力 , 有效载荷 回收困难 。
2)平流层飞艇 。采用航空飞 行器的设计思想 , 依靠空气浮力 来平衡飞行器的重力 , 依靠螺旋 桨推力 来 克 服 阻 力 , 可 定 点 悬 停 、低速水平飞行 , 机动性好 。
STK全称为 Satellite Tool Kit (卫星仿真 工具 包 ) , 是 由美 国 A G I公司开发的一款在航天工业 领域中处于领先地位的商用分析 软件 。该软件最初的应用集中在 航天 、情报 、雷达 、电 子对 抗 、 导弹防御等方面 , 但随着软件的 不断升级 , 其应用也得到了进一 步的深入 。STK现已逐渐扩展成 为分 析和 执行陆 、海 、空 、天 、 电磁任务的专业仿真平台 。利用 STK可以方便快速地分析复杂的 陆 、海 、空 、天任务 , 获得易于 理解的图表和文本形式的分析结 果 , 以确定最佳解决方案 。 3. 2 参数设置
关键词 临近空间平台 “施里弗 23”演习
中首次把临近空间引入作战视 野 , 该区域正成为各国研究的热 点 , 临近空间是未来军事装备体 系发展的一个重要领域 。随着临 近空间特有的战略作用日益突 出 , 对临近空间平台军事应用的 研究正成为各航空航天大国关注 的焦点 。临近空间飞行器作为一 项新兴的增进通信 、情报 、侦察 监视 、预警能力的平台 , 将会在 未来局部战场大显身手 , 而搭载 预警载荷的临近空间飞行器在区 域预警方面更加具有独特优势 , 因此 , 基于临近空间平台的反导 预警研究具有重要的军事价值 。
仿真输入参数设置如下 : 一 枚导弹飞行时间大约 700 s;有一 部地基警戒雷达 , 探测距离上限 设为 1 500 km , 俯仰可探测角度 5 °～65°, 旋转方式扫描 ; 部署 临近空 间 飞 行 器 一 架 , 定 点 部 署 , 高 度 20 km , 传 感 器 张 角 65 °, 传感器中轴与飞行器到地 心 方向夹角 60 °,传感器有效作
1)天基预警卫星由于受距 离和红外传感器性能的限制 , 要 在 弹 道 飞 出 云 层 、距 离 地 面 10 km ～15 km 高度才能探测到 目标 , 而处于云层上方并携带同 样传感器的临近空间飞行器 , 高 度仅为预警卫星的几百分之一 , 对弹道导弹的发现预警时间也可 提前数十秒左右 ;
2)天基预警卫星只能对弹 道导弹的主动段进行预警 , 但合 适高度的临近空间飞行器可以对 近程弹道导弹进行全程预警 , 并 对关机点 、被动段弹道和落点进 行及时精确的预报 ; 飞航导弹 2010年第 3期
对目标导弹的探测扫描时间 是反映预警能力的重要性能指 标 , 四种预警平台对目标导弹的 探测扫描时间仿真结果如上图所 示。
图中 横 轴 是 导 弹 飞 行 时 间 轴 , 纵轴分别为四种预警手段 , 图中的线段表示四种预警手段对 导弹开始捕捉到跟踪结束的时间
段 。从中可以看出 : 预警卫星能 对导弹早期发现并全程跟踪 ; 地 基预警雷达在威胁临近的时候 , 跟踪效果好 , 但难以提供足够的 早期预警时间 ;预警机和临近空 间飞行器部署在关注区域附近 , 能很好地探测并跟踪导弹 。
3)地基预警平台无机动能 力 , 与临近空间飞行器相比 , 生 存能力较弱 。
3 反导预警能力仿真分析 为进一步研究临近空间平台
相比于天基 、空基和地基预警平 台的独特优势 , 设定预警卫星 、 临近空间飞行器 、预警机及地面 预警雷达对导弹来袭预警的一个 任务场景 , 通过对上述四种预警 手段对同一目标导弹的探测跟踪 仿真 , 对比分析四种预警平台的 预警能力 。 3. 1 仿真工具介绍
美国空军对临近空间的关注 已经转入概念试验阶段 。在一项 名为“战斗天星 ”的两阶段演示
本文 2009209224收到 , 作者分别系装备指挥技术学院硕士生 、博士生 、硕士生
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飞航导弹 2010年第 3期
情报交流
中 , 美国空军计划在一个 30 km 高度的自由浮空器平台上 , 搭载 陆军的 PRC2lA8 (MB ITR ) 无线 电通信设备的转发器 。在“战斗 天星 ”转发器的帮助下 , 陆军这 套通信设备的通信范围成功地从 以前的 10 km 扩展到了 530 km。 更为重要的是 , 在演示的第二阶 段 , 气球和无人机平台上搭载的 高价值机密级 ISR传感器进行混 合试飞 , 这标志着临近空间平台 与航空平台和航天平台的协同使 用已迈出了实质性的步伐 。
4 结束语 与现有天基 、空基 、地基导弹
预警平台相比 , 临近空间平台在反 导预警中有着得天独厚的优势 , 蕴 涵着巨大的军事价值。可以预见 , 在不久的将来 , 一定会有大量的临 近空间飞行器活跃在战场上 , 发挥 其潜在的军事价值 , 成为强有力的 反导预警平台 。
参考文献
[ 1 ] 郭锐 , 张文庆 , 刘荣. 基于临近 空间平台的 ISR 系统的需求与 能力分析. 空军工程大学学报 , 2007, 8 (4) : 19220
通过综合对比分析可知 : 1)在相近参数设置条件下 , 临近空间飞行器预警能力与预警 机基本相当 , 但临近空间飞行器 定点悬停能力 、落点预报能力和 生存能力比预警机明显要高 ; 2)临近空间飞行器在机动 能力 、生存能力和覆盖范围方面 优于地基雷达 ; 3)临近空间飞行器在费用 、 探测精度和应急部署能力方面优 于预警卫星 。因此 , 临近空间飞 行器具有较强的预警能力 , 其应 用前景较为光明 。
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分类. 火 炸 药 学 报 , 1997 ( 3 ) [ 17 ] M iller E. M easured and p redic2
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情报交流
▲ 四种预警平台对目标导弹的探测扫描时间图
用距离设为 450 km; 部署空中预 警机一架 , 在近似椭圆的路线上 巡航飞行 , 巡航高度为 12 km , 飞行速度为 0. 25 km / s。预警机 传感器参数与临近空间飞行器传 感器一致 ;以美国部署的国防支 援卫星 (东经 10°)为参照 , 卫星 传感器为复杂锥形 , 仰角 90 °, 旋转速 度 为 每 圈 10 s, 外 部 角 6. 5 °, 指向为旋转方式 [ 4 ] 。由于 预警机和临近空间飞行器的可机 动性 , 为充分体现其预警能力 , 仿真中它们的部署位置是针对关 注区域而设置 。 3. 3 仿真结果与分析
1 临近空间平台概述 1. 1 临近空间平台定义及分类
临近空间平台就是指工作于 临近空间空域内的气球 、飞艇以 及滑翔机等飞行器 。它的发射设 备简单 、程序简便 , 能够迅速对 局部区域进行快速反应 , 适宜建 立结构合理 、功能齐全的系统 。 同时 , 不易被敌方防空监视系统 发现 , 多数传统的打击手段不容 易对其进行跟踪打击 。部署临近 空间飞行器 , 成本低 、时间快 、 效能高 , 并能够为指挥控制系统 和精确 打 击 武 器 提 供 及 时 、稳 定 、可 靠 的 战 场 情 报 , 适 合 高 效 、快速的现代战争要求 。临近 空间平台的开发利用就是对初级 空天一体作战的升华 , 临近空间 平台作战的发展将成为空天一体 作战的重要内容 [ 1 ] 。
3)天基预警卫星响应慢 、发 射系统复杂 , 不易部署 , 而临近 空间飞行器成本低 、发射简单 、 可回收 。 2. 2 与空基预警平台对比