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发信人: redfox (不灌水!), 信区: Green
标 题: 茫茫太空“千里眼”预警技术显神通
发信站: 哈工大紫丁香 (2000年07月21日12:59:53 星期五), 站内信件
茫茫太空“千里眼”预警技术显神通
——反弹道导弹武器的预警技术
从一场虚惊谈起
１９９５年１月２５日凌晨，一枚美国与挪威合作研制的“黑布兰七号”探测
火箭从挪威外海的一个小岛发射，这枚以研究北极的极光现象为目的的探测火箭升
空仅９３秒，即被俄罗斯早期预警雷达发现。俄军方认定这是一枚射向俄罗斯的美
国多弹头洲际弹道导弹，随即迅速层层上报，几分钟后，俄罗斯三只“核保险箱”
的主人——叶利钦总统、戈拉乔夫国防部长、科列斯尼科夫总参谋长都接到了警报
，随时处于“紧急状态”。这时，俄罗斯战略指挥管理系统已经进入作战状态，叶
利钦和戈拉乔夫及科列斯尼科夫三人通过电话处于随时联络状态，而且都同时在显
示屏上监视“导弹”的动向，眼睛一直盯着“黑布兰七号”火箭最后一节燃料烧完
，火箭落入海中，危机才告结束。第二天，叶利钦宣布他担任总统以来首次使用了
“核保险箱”，美国中央情报局官员普莱在其出版的《战争恐惧》一书中对此事评
价说：“核武时代中有过其它虚惊一场的事故，但从未有过比１９９５年１月２５
日更危险的时刻。”
其实，整个事件的起因是一个可怕的大误会。挪威在１９９４年１２月２１日
就致函包括俄罗斯在内的邻国，通知将于１月１５日左右发射探测火箭，但这封公
函却被俄罗斯官僚体系在传送过程中弄丢了，导致第一线雷达预警部队完全不知道
有这次发射。事后，俄罗斯雷达预警部队指挥官索科诺夫回忆说：“雷达值班军官
报告侦测到一枚从挪威外海一岛上发射的弹道导弹，导弹型号及目标都不明，不过
经过我们研究，很可能是一枚多弹头洲际弹道导弹，如果这枚导弹按照当时的发射
角度飞行，射程可达３ ５００千米，刚好覆盖莫斯科。”从这次事故可以看出，
首先，俄罗斯用于对付美国来袭导弹的北方预警雷达的“本领”“喜忧”参半，喜
的是及时探测到了“导弹”发射，忧的是对“导弹”型号、射程做出了错误判断，
仅仅根据探测火箭“身材”很长等因素，就做出了多弹头洲际弹道导弹而且是对准
莫斯科而来的特大警报。此外从冷战后的总体战略态势看美国还不会在无任何征
兆的情况下突然发动核袭击。
由这场虚惊，也引出了本文所述反弹道导弹武器系统的三大关键技术——预警
技术、识别跟踪指挥技术和拦截技术中首先要谈的预警技术。
什么是预警技术
要对付对方的来袭弹道导弹，最重要的前提是要及时发现对方导弹的发射，否
则，随后的识别跟踪和拦截也就无从谈起。所谓弹道导弹预警系统就是指用于早期
发现来袭弹道导弹及其发射阵位，测定弹道参数，判定来袭导弹将要攻击的目标，
为国家战略防御决策提供预先警报信息的系统。大而言之，弹道导弹预警系统是一
个国家战略导弹部队指挥、控制、通讯、情报（Ｃ３Ｉ）系统和反弹道导弹战略防
御体系的一个重要组成部分。
对弹道导弹发射的预警可以通过天基探测器（预警卫星）、机载红外探测器（
预警飞机）、地基预警探测雷达（目标探测雷达）和舰载探测雷达等进行探测，一
般采用预警卫星和地面预警雷达两大部分共同构成。位于太空的预警卫星可以覆盖
对方弹道导弹主要发射区域，而地基雷达则在国境周围部署，二者相互有所覆盖，
互相配合，可以探测、跟踪从各个方向来袭的弹道导弹，及时捕捉敌方导弹的发射
信息。而机载和舰载雷达使用局限性较大。
预警卫星系统
预警卫星能及早发现在空间运动的弹道导弹或其它飞行器，并且不受地球曲率
的限制，居高临下，覆盖范围广。在洲际弹道导弹发射起飞后５分钟以内即可报警
，并预测其弹道参数，预警时间可达２５分钟（射程８ ０００～１３ ０００千米
的弹道导弹飞行时间约３０分钟）。目前，国外的预警卫星有两种，一种是地球同
步轨道卫星（主要是美国采用），一种是大椭圆轨道卫星（主要是俄罗斯采用）。
它们都是采用星载红外探测器和可见光电视摄像机感受导弹灼热尾焰的红外辐射，
对导弹实施探测和跟踪。
美国的预警卫星 美国于７０年代初把“国防支援计划”（ＤＳＰ）导弹预警
卫星送上太空，至今ＤＳＰ卫星已发展到第三代，第一代共发射了７颗，第二代共
发射了８颗，从１９７０年１１月开始陆续发射第三代ＤＳＰ卫星，迄今共发射１
８颗。第三代ＤＳＰ卫星系统采用地球同步轨道卫星，是当今水平最高的在轨同步
轨道预警卫星，共有５颗卫星在网工作，其中３颗主用，２颗备用，可对来袭的洲
际和潜射弹道导弹分别提供２５～３０分钟和１０～２５分钟的预警时间。目前３
颗主用卫星分别处于太平洋、大西洋、印度洋上空，固定地扫描监视除两极以外的
整个地球表面。海湾战争中，美国还把至少２颗预警卫星机动到地球同步轨道上以
便于观察伊拉克“飞毛腿”导弹发射的位置，也就是说，由于ＤＳＰ卫星具有轨道
机动能力，它不但可主要用于战略弹道导弹的预警，也可根据需要，将卫星机动至
某一战区上空的轨道，监视射程较小的弹道导弹的发射。
美国在轨ＤＳＰ预警卫星除能轨道机动外，星上的主要设备有两种：一是卫星
向地球的一端，装有一个长３．６３米、孔径０．９１米的红外望远镜，它的灵敏
度很高，有６ ０００个红外探测元，当卫星以每分钟５～７转的速度自转时，每
隔８～１２秒就可对地球表面三分之一的区域重复扫描一次，它能在导弹飞离开发
射井或发射台约９０秒钟就探测到导弹尾焰产生的红外辐射信号，并自动将这一信
息传给地面接受站。地面站则通过电缆或通信卫星，将情报传给指挥中心，全部过
程仅需３～４分钟。所谓红外探测元由硫化铅和碲镉泵制成，对波长２～７微米的
导弹尾焰红外辐射非常敏感。二是高分辨率可见光电视摄像机，安装摄像机是防止
把高空云层反射的阳光误认为是导弹喷焰而造成虚警。在星上红外望远镜没有发现
目标时，摄像机每隔３０秒向地面发送一次电视图像。一旦红外望远镜发现目标（
导弹喷焰），摄像机就自动或根据地面指令连续向地面站发送目标图像，以１～２
帧／秒的速度在地面电视屏幕上显示导弹尾焰图像的运动轨迹。本文开始提到的叶
利钦总统等人一直盯着电视屏幕，亲眼看到“来袭导弹”掉入大海才大大松了一口
气，正是俄罗斯卫星预警系统上星载电视摄像机的杰作。除了红外望远镜和可见光
摄像机外，美国ＤＳＰ卫星上还安装了包括中子计数器和Ｘ射线仪在内的核爆炸辐
射探测器，平时用于监视有关国家的核试验情况，战时可精确测定核爆炸位置；此
外还安装了３副通信天线。据称ＤＳＰ自１９７１年启用以来，已探测到原苏联、
法国、英国、中国、朝鲜、印度等国导弹发射信息１ ０００多次。
俄罗斯的预警卫星 俄罗斯的预警卫星是１９６７年开始发射的，大部分是采
用大椭圆轨道，其远地点在北半球，轨道高度约４０ ０００千米，近地点在南半
球，轨道离地面约６００多千米，卫星运行周期约１２小时，其中８小时位于北半
球上空，如要提供２４小时不停监视，需在这样的轨道上等距离部署３～４颗卫星
。俄罗斯目前已有９颗大椭圆轨道预警卫星在组网工作，已形成对美国全境洲际导
弹发射场的全天时覆盖，其预警能力与美国相当。１９７５年以后，俄罗斯也开始
发射同步轨道预警卫星，目前也有９颗卫星在轨，用于实时监视导弹与卫星发射，
也能进行核爆炸探测，与大椭圆轨道卫星互相配合进行预警，工作寿命４年以上。
１９９９年２月２８日，俄罗斯国防部发言人宣称：俄罗斯太空导弹防御部队目前
监视着８ ５００多个太空目标，其中包括外国目标１ ２００个（其中有４８０颗
军用卫星）、俄罗斯目标１ ３５０个。显然，一旦有新的导弹发射，该系统会迅
速探测报警。但由于种种原因，俄罗斯在轨卫星往往“缺员”（例如已“寿终正寝
”的卫星得不到及时补充）。
地面预警雷达系统
该系统一般由早期预警雷达、大型相控阵雷达、超视距雷达、作战指挥雷达等
组成。用于对付来袭地地洲际弹道导弹的地面预警雷达网，能覆盖来袭导弹可能方
向的全部视界，可作用距离为２ ５００～６ ０００千米，可提供１５～２５分钟
的预警时间。用于对付潜地弹道导弹的地面预警雷达网，则可覆盖海岸线以外可能
发射潜地弹道导弹的发射阵位，可提供２．５～２０分钟的预警时间。
美国预警雷达系统 一是美国空军的４７４Ｎ系统，设在阿拉加斯的克利尔、
格陵兰的图勒和英国的菲林代尔斯，共１２部超视距等雷达，探测距离为３ ２０
０～４ ８００千米，用来探测卫星及从北方和东方对美国本土和加拿大南部实施
攻击的洲际导弹；二是在阿留申群岛的谢米亚建立的“丹麦眼镜蛇”相控阵雷达系
统，探测距离４ ６００千米，用以加强设在阿拉斯加的弹道导弹预警系统（对付
俄罗斯的）。这些雷达预警系统可对来袭弹道导弹提供１０～１５分钟的预警时间
；三是设在北达科它州的大福克斯的相控阵雷达，作为“外围搜索雷达定性系统”
，探测距离２ ８００千米，用于探测、识别北部上空的单个重返大气层飞行器（
含潜射弹道导弹）；四是分别设在马萨诸塞和加利福尼亚的相控阵雷达系统——“
铺路爪”系统，探测距离５ ５００千米，分别探测从大西洋和太平洋的潜艇发射
的弹道导弹，可提供６分钟的预警时间。显然，美国主要对付的还是俄罗斯！
俄罗斯预警雷达系统 俄罗斯目前部署的预警雷达系统，一是３部超视距雷达
，其中２部设在明斯克和尼古拉耶夫附近，针对美国及北极地区，１部设在尼古拉
耶夫斯克（庙街）附近，针对中国。二是５部相控阵雷达分系统，分别设在伯朝拉
、利亚基、萨雷沙甘、阿巴拉科沃和未舍利夫卡，用于预警弹道导弹。三是１１部
远程预警雷达，其中大部分是“鸡”系列（如“鸡笼”雷达，探测距离６ ０００
千米）。
以上简单介绍了战略预警雷达，至于为某一特定的反导导弹研制配套使用的雷
达系统，例如“爱国者”导弹系统中的ＭＰＱ－５３相控阵雷达，为战区高空区域
导弹防御系统（ＴＨＡＡＤ）配套的ＴＭＤ－ＧＢＲ终端成像相控阵雷达等，就不
介绍了。以下我们分别对地面预警雷达系统中必不可少的早期预警雷达、大型相控
阵雷达、超视距雷达作一简单介绍。
早期预警雷达 即超远距雷达，可在５ ０００千米以外发现飞行高度在１ ３
００千米轨道上的洲际导弹，提供大约１５分钟的预警时间，如用来探测太空大型
卫星，探测距离可达４６ ０００千米。除了上述超远程雷达外，还有远程（１ ０
００～４ ０００千米）、中程（３００～５００千米），近程（２００千米）和
低空警戒雷达等，形成多层次预警，对不同射程的弹道导弹进行预警探测。
大型相控阵雷达 是采用相控天线阵的雷达（附图），所谓相控阵就是指相位
可以控制的天线阵，即雷达天线上的偶极子阵列，改变馈送到每个偶极子的信号相
位从而在空间形成天线波束，并可在方向和高度上非常迅速地实施扫描和目标搜索
。例如一种典型的相控阵雷达，它的直径为２９米的圆形天线阵上排列着多达１５
３６０个辐射器，每个辐射器连着一个移相器，移相器由电子计算机根据程序控
制，从而实现波束的扫描。由于电子计算机运算迅速，故扫描速度比机械转动快１
００万倍左右。目前，这种相控阵雷达在洲际弹道导弹预警网、反导弹武器系统（
附图）、卫星跟踪等领域被广泛采用。
超视距雷达 利用电离层对短波电磁波的折射，来探测地平线与电离层之间整
个空域飞行目标的雷达，它可实现超视距探测，探测距离在６ ０００千米以上，
因此对来袭导弹能提供最多２５分钟左右的预警时间，因此这种雷达已被美国和俄
罗斯广泛采用。
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