【推荐阅读】美国天基红外系统发展研究-战术导弹技术
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摘 要：介绍了美国天基红外系统最新的部署现状和发展动态，详细阐述了其同步轨道星座、大椭圆轨道卫星载荷和地面设施的组成要素、功能和正在开发的新型设备，分析了该系统在导弹预警、导弹防御、战场态势感知和技术情报方面的作战能力，并对其最新公布的“后续天基红外系统”进行了概述。通过分析可以看出，美国正在稳步推进的部署方案，以建立全球覆盖、留有冗余的预警体系，并加快天基预警系统与地面反导体系的集成，同时在大力开发先进红外传感器技术。
关键词：天基红外系统；国防支援计划；导弹预警；反导；助推段
作为美国一体化弹道导弹防御系统中的重要单元，“天基红外系统”（SBIRS）能够为美国及其盟友提供全球范围内的战略和战术导弹预警信息，在导弹防御过程中是名副其实的“第一眼线”华沙保卫战。
2017年1月，SBIRS的第3颗地球同步轨道卫星发射入轨，并于3月向地面站传回第一幅图像，距离“4颗同步轨道卫星”的计划只差一步；5月，美国空军公布《2018财年预算申请》，其中关于SBIRS的研发经费近乎是2017财年的3倍，达到了创历史的14亿美元；11月，美国空军发布SBIRS后继计划的信息征询书，谋划开发新型卫星和地面控制系统，进而增强和接替现役的SBIRS系统。上述种种动向表明，美国正加速部署天基预警装备，开发新型天基红外预警技术，天基红外系统即将步入崭新的发展时期。
1 天基红外系统的战略目标和部署现状
美国于1995年提出发展SBIRS卫星系统，用以替代逐步老化的“国防支援计划”（DSP）星座。最初的方案是构建高轨和低轨两部分，高轨部分包括4颗地球同步轨道（GEO）卫星和2颗大椭圆轨道（HEO）有效载荷，低轨部分包括24颗低地球轨道（LEO）卫星。限于技术难度过大、部署成本过高，低轨部分的SBIRS于2002年移交导弹防御局，并更名为“空间跟踪和监视系统”（STSS），目前该系统仅有两颗在轨演示验证样机。高轨部分仍由美空军负责，项目名称继续沿用SBIRS。
表1 天基红外系统的部署现状
SBIRS承担了导弹预警、导弹防御、战场态势感知和提供技术情报（描述导弹特征所需的数据及其他目标数据）四类任务，具体包括：提供更快、更准确的战略和战区导弹发射报告；为导弹防御系统作战能力提供有效支持；分析各类红外信号的特征数据以进行快速判别；更好地了解战场态势，为打击任务规划、作战力量防护提供支持等。其中，GEO卫星主要用于探测和发现处于助推段的弹道导弹，HEO卫星载荷则将该系统的导弹预警覆盖范围扩展到北极。
目前，GEO星座的前3颗卫星均已通过美国空军太空司令部和美国战略司令部的作战能力验收，并完成了导弹预警与技术情报综合能力评估强强三人组。第4颗GEO卫星也已经于2018年1月发射，目前正处于轨道测试阶段，而美国空军也在2014年6月向洛克希德·马丁（洛?马）公司授出18.6亿美元的修订合同，用于生产GEO-5和GEO-6，作为GEO-1和GEO-2的后继卫星。HEO-1和HEO-2载荷分别安装在NROL 22和NROL 28信号情报卫星上，分别于2006年和2008年发射升空，在轨测试性能超过预期沈永革，并交付美国战略司令部投入应用综妈妈难当。HEO-3有效载荷于2014年被集成至NROL 35卫星上发射升空，目前处于有限的储存/剩余运行模式，HEO-4载荷于2015年交付美国空军，外界推断该载荷有可能已集成到秘密卫星NROL 42上，并于2017年9月发射入轨。
2 天基红外系统的组成结构与功能
SBIRS由空间和地面两部分组成，空间部分包括GEO星座和HEO有效载荷，地面部分包括主用和备用控制站、主用和备用中继站、固定式和移动式处理系统等。SBIRS项目由美空军空间与导弹系统中心负责管理，洛?马空间系统公司作为项目的总承包商，诺?格电子系统公司为红外传感器载荷的分承包商，LM信息系统公司是地面系统的总承包商。2.1 同步轨道星座
图1SBIRS星座中GEO卫星结构
GEO卫星大小15m×6.7m×6.1m，质量5t，主要由双传感器有效载荷、A2100卫星平台和通信天线组成。
GEO卫星的载荷约450kg，包括高速扫描红外探测器和高分辨率凝视红外探测器，它们均为近红外、中红外和地面可见波段三色红外探测器，使用被动辐射制冷方式，并通过短施密特双光学望远镜观察地面，指向灵敏度高达0.05°。扫描探测器采用小平面阵列不断扫描地球的北半球和南半球，可全天候、全天时提供整片区域的大体图像；凝视型传感器使用一个正方形或长方形焦平面阵列连续地观测一个特定区域，并检测其红外辐射的变化。
GEO系列卫星均采用洛?马公司的A2100军用卫星平台，该平台承载了电力、姿控、指控和通信分系统，具有良好的防御性能，可满足系统的生存性和持久性工作需求。在模块化和通用化思想的指导下，A2100平台可根据载荷情况对平台配置进行剪裁，降低了载荷和卫星平台间的关联性。
如图1所示，GEO卫星共安装了4套下行和2套上行天线设备。其中，1号链路工作在Ka波段，负责向地面传输正常任务数据和生存性数据；2号链路工作在Q波段，负责接收地面发送的反干扰指令；3号链路工作在Ka波段，用于向地面发送宽带传感器数据；4号和5号均为工作在S波段的下行数据链，分别用于传输战区任务数据和备用美空军天基链路系统（SGLS）的遥感数据；6号链路也工作在S波段，用于接收地面发送的备用SGLS指挥命令。2.2 大椭圆轨道卫星载荷
HEO有效载荷寄宿在位于莫利亚轨道的军用卫星上，其主要任务在于对北极附近地区进行战略和战区监视，以大幅扩大天基红外系统的侦察范围。该载荷也为扫描型红外传感器，重270kg，集成了近红外、中红外和地面可见波段三色探测器芯片。该传感器通过双轴驱动的施密特望远镜观察地面，利用万向节灵活设置观察方向，从而获得发射点、轨迹和落点准确的红外数据，所采集的原始数据会以100Mbps的速率全部直接下传到地面处理中心后再进行处理。2.3 地面设施
SBIRS在地球上的控制和中继设施分为地面固定式和机动式两大类。固定式系统作为主力装备由美空军太空司令部第460部队管理运行；机动式系统作为辅助装备由美空军国家警卫队第233部队负责，以提供可生存、可持续的任务支援。SBIRS最核心的地面设施位于科罗拉多州巴克利空军基地的主任务控制站，该控制站负责接收和处理SBIRS信息与数据，并统管卫星和载荷的任务规划和分配。一旦检测到国外导弹发射等重大活动，地面控制站会先将信息传输到太空司令部，随后再传送到北美航空防御司令部和军方其他相关部门，由他们判定威胁等级并给出防御对策。
图2 SBIRS地面系统与天基系统的铰链关系
控制站的新型软件系统“Block10”已于2016年12月交付美国空军，并于2017年彻底取代了运行15年的“增量-1”系统。在Block10的支持下，地面站首次拥有了同时对SBIRS-GEO卫星和SBIRS-HEO载荷和DSP卫星在内的全部预警星座/载荷的控制功能，大幅提升了对全球上众多小型导弹的快速侦测和预警能力，并增强了地面系统的赛博防御能力。此外，该系统仅需一个主任务控制站和一个备用任务控制站即可完成所有运控操作，大幅简化了控制流程，GEO-3卫星也将成为“Block10”控制下开始运行的首颗卫星。
目前，最新的软件系统“Block 20”正在进行集成测试，预计2019年完成作战能力认证。通过深化利用凝视传感器的数据，“Block 20”改善了监视燃尽导弹和预测导弹落点的能力。
3 天基红外系统的作战能力分析
SBIRS被美国视为最高优先级的天基项目之一，主要任务是为美国及其北约盟友提供全球范围内全天时、全天候的战略、战区导弹预警，其次是为战区指挥官、联合作战部队指挥官、情报部门和其他用户提供可靠、准确和及时的数据来支援导弹防御、战场态势感知和技术情报工作姜大成。3.1 取代“国防支援计划”星座，提供卓越的全球预警能力
SBIRS取代了先前的“国防支援计划”（DSP）星座，为美军导弹预警提供跨代优势。作战时，当SBIRS的扫描传感器探测到导弹发射喷出的高温尾焰时席巴·揍敌客，会将初步探测的导弹目标自动转交给高精度的凝视型探测器，凝视型探测器使用更为精细的凝视平面阵拉近导弹飞行画面，对目标进行精确跟踪。GEO传感器采集的数据一方面会在星上进行初步信号处理，进而将侦测的紧急事件快速报告地面，另一方面会以原始数据形式全部发送给地面设备以进行深入数据处理。
相比于DSP，SBIRS的预警能力得到了大幅提高。首先，SBIRS-HEO卫星解决了DSP系统预警时间短、虚警率高、漏报多的问题，它结合了扫描型和凝视型探测器的优势，扫描速度和灵敏度比DSP系统提高了10倍以上，可在导弹发射后10~20s内将预警信息传递给指挥控制系统，并对助推段导弹进行稳定、可靠的跟踪，为后续反导传感器提供关键的目标指示；其次，SBIRS在设计时同时考虑了对洲际导弹、远程导弹和中近程战术导弹的探测跟踪能力，它对陆基洲际导弹的预警时间达26min，对潜射导弹的预警时间为15min，对陆基战术导弹的预警时间为4～5min；再次，SBIRS-HEO载荷弥补了DSP在北极附近的探测盲区，能够在俄罗斯等北欧国家导弹发射的第一时间内探测到威胁目标，实现了导弹预警的全球覆盖；然后， SBIRS可向低轨道STSS系统传递预警信息，使得STSS实施进一步精确跟踪，从而引导拦截弹在来袭导弹进入陆海基雷达探测范围前发射，达到多次拦截的目的；最后，天基红外系统为反导拦截提供预警探测、目标指示所需的关键情报，与地面大型相控阵雷达共同组成立体式、分阶段、多频段导弹预警体系，是美国反导体系的关键组成部分。3.2 资源共享，张夏珍为军队、工业界和科研机构提供详尽的红外情报
SBIRS主要是为导弹防御而设计的，但其短波和中波红外传感器可以检测到地球上发生的任何重大红外事件，包括爆炸和火灾等。自运行以来，该系统的非导弹预警作用逐渐凸显：空军在2014年全年发现并跟踪了8000个红外事件，2015年这一数字突破了10000个。2015年3月，美国空军太空司令部在巴克利空军基地建立了过顶持续红外（OPIR）战场空间感知中心，该中心对SBIRS传送下来的大量红外数据进行进一步分析，以用于战场态势感知、情报搜集和全天时战术预警等任务。该中心还可与美国国家航空航天情报中心合作，用于丰富飞机、导弹等武器装备和军事设施的红外特征谱，拓展了美国的技术情报获取能力。
SBIRS的数据也逐渐为工业界和科研机构所共享。2016年7月，美空军在科罗拉多州开设了数据利用实验室，该实验室将首次为科罗拉多大学等科研院所、政府机关和工业界等用户提供访问SBIRS数据的机会，提供一个开放的架构来容纳新工具、算法和处理方案，最终增强SBIRS在军事领域的战术态势感知能力，开拓SBIRS在民事遥感（如观测森林火灾）领域的应用。
4 天基红外系统的后继项目
2017年11月，美空军空间与导弹系统中心发布“SBIRS-后继”项目信息征询书，为开发新型导弹预警卫星和地面控制系统征询信息，以增强或取代当前的SBIRS星座。新型SBIRS系统将基于美空军“太空作战架构”组建，针对所有类型的弹道导弹进行助推段预警，能够抵抗对手对卫星和地面控制系统的干扰、致盲和毁伤活动，具备高对抗环境下的强生存能力。
根据该信息征询书，SBIRS后继系统将由5颗GEO卫星和2颗HEO卫星组成，任务有效载荷质量低于272kg，具备弹性生存能力，并分成Block 0和Block 1两阶段交付。Block 0包含3颗GEO和2颗HEO卫星，计划2025年实现初始作战能力，2029年前投入作战应用，该项目很可能仍将由当下SBIRS的总承包商洛?马公司完成。Block 1将采用开放式行业竞争方式选择合同商，该阶段包含至少2颗GEO卫星，计划2020年启动竞标，2030年实现初始能力。
5 天基红外系统的发展特点分析
上述动向表明，美国正加快SBIRS系统的部署和开发，天基预警与监视装备将在未来战争中发挥更重要的作用。进一步地，通过汲取SBIRS的发展经验，可以对发展我国的天基红外系统形成以下几点启示：
第一，实施步步为营、稳步推进的部署方案。在技术水平不过关的条件下，盲目部署武器装备是军备采办的大忌。美国在部署天基预警卫星时，严格把控系统的成熟度指标，合理释放技术风险，稳步推进系统跨代升级。从第1颗DSP卫星入轨，美国共部署了5代DSP星座和1代SBIRS星座，每一代都在前一代成熟技术的基础上进行有限升级美人重欲，以维持系统的高可靠性和稳健的作战能力。我国也应遏制“大干快上”的采办作风，循序渐进地部署天基红外装备。
第二，建立全球覆盖、留有冗余的预警体系。从DSP星座开始，美国就考虑到全球覆盖的问题异世药神，实际上，处在地球同步轨道的DSP和SBIRS-GEO卫星能够对俄罗斯和中国等国家实施全天时、全天候检测。在DSP卫星服役期间，美国长期保持着5颗卫星在轨的状态（早期卫星到达使用寿命后会被后来的卫星自然更替）。这5颗卫星中，有3颗定点于东经69°、西经70°和西经134°上空，以实现全球覆盖；2颗为处于休眠状态的在轨备份卫星，以备在紧急事态下使用。我国应从顶层规划预警星座的覆盖方案，建立具备全球监视能力和适度冗余的天基红外体系。
第三，加快天基预警系统与地面反导体系的集成。除预警外，SBIRS的另一个重要功能是向后续的地基/海基雷达提供导弹指引信息，并初步预测导弹轨道，为之后的成功拦截争取时间。作战时，当SBIRS将目标信息下传到任务控制站后，任务控制站会将信息快速转发到指挥、控制、作战管理与通信（C2BMC）网络和地基中段防御（GMD）的火控中心，以供导弹防御系统的各个单元使用。我国应加快天基预警卫星和地面反导体系的互联互通，协调各军种导弹防御资产的开发和集成，以形成高效协同的反导作战能力。
第四，大力开发先进红外传感器技术。作为星上的有效载荷，红外传感器性能的优劣直接影响导弹预警水平的高低。我国应紧跟红外传感器技术的发展步伐，大力开发跨越远红外、中红外、近红外和可见光的多频段探测器，推进双探测器甚至多探测器的星上集成，提高目标航迹的分辨能力，并增强导弹燃尽后的探测、跟踪能力。
6 结束语
从1970年至今，美国共有23颗DSP卫星和7颗SBIRS卫星发射入轨，这些卫星在冷战时期和各次局部战争中均发挥了重要作用我是何塞。可以预见，在特朗普政府的领导下，美国将加快天基预警装备的部署速度、提高天基预警技术的研发投入，从而进一步巩固美国反导能力的领先地位。我国应稳步推进天基红外装备的部署计划，加大红外传感器技术的攻关力度，最终形成覆盖全球的一体化导弹预警网络。
本文选自《战术导弹技术》2018年第4期
作者：王虎
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《战术导弹技术》
《战术导弹技术》由中国航天科工集团有限公司主管，中国航天科工飞航技术研究院主办，北京海鹰科技情报研究所承办，是为导弹的研究、设计、制造、试验、使用等服务的学术期刊。刊物创刊于1980年，为双月刊，是“中文核心期刊”“中国科技核心期刊”双核心期刊黄玫瑰歌词，在国内外公开发行。刊物主要刊登导弹和导弹武器系统总体技术、任务规划技术、推进技术、制导、导航与控制技术等方面的学术论文。
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摘 要：介绍了美国天基红外系统最新的部署现状和发展动态，详细阐述了其同步轨道星座、大椭圆轨道卫星载荷和地面设施的组成要素、功能和正在开发的新型设备，分析了该系统在导弹预警、导弹防御、战场态势感知和技术情报方面的作战能力，并对其最新公布的“后续天基红外系统”进行了概述。通过分析可以看出，美国正在稳步推进的部署方案，以建立全球覆盖、留有冗余的预警体系，并加快天基预警系统与地面反导体系的集成，同时在大力开发先进红外传感器技术。
关键词：天基红外系统；国防支援计划；导弹预警；反导；助推段
作为美国一体化弹道导弹防御系统中的重要单元，“天基红外系统”（SBIRS）能够为美国及其盟友提供全球范围内的战略和战术导弹预警信息，在导弹防御过程中是名副其实的“第一眼线”华沙保卫战。
2017年1月，SBIRS的第3颗地球同步轨道卫星发射入轨，并于3月向地面站传回第一幅图像，距离“4颗同步轨道卫星”的计划只差一步；5月，美国空军公布《2018财年预算申请》，其中关于SBIRS的研发经费近乎是2017财年的3倍，达到了创历史的14亿美元；11月，美国空军发布SBIRS后继计划的信息征询书，谋划开发新型卫星和地面控制系统，进而增强和接替现役的SBIRS系统。上述种种动向表明，美国正加速部署天基预警装备，开发新型天基红外预警技术，天基红外系统即将步入崭新的发展时期。
1 天基红外系统的战略目标和部署现状
美国于1995年提出发展SBIRS卫星系统，用以替代逐步老化的“国防支援计划”（DSP）星座。最初的方案是构建高轨和低轨两部分，高轨部分包括4颗地球同步轨道（GEO）卫星和2颗大椭圆轨道（HEO）有效载荷，低轨部分包括24颗低地球轨道（LEO）卫星。限于技术难度过大、部署成本过高，低轨部分的SBIRS于2002年移交导弹防御局，并更名为“空间跟踪和监视系统”（STSS），目前该系统仅有两颗在轨演示验证样机。高轨部分仍由美空军负责，项目名称继续沿用SBIRS。
表1 天基红外系统的部署现状
SBIRS承担了导弹预警、导弹防御、战场态势感知和提供技术情报（描述导弹特征所需的数据及其他目标数据）四类任务，具体包括：提供更快、更准确的战略和战区导弹发射报告；为导弹防御系统作战能力提供有效支持；分析各类红外信号的特征数据以进行快速判别；更好地了解战场态势，为打击任务规划、作战力量防护提供支持等。其中，GEO卫星主要用于探测和发现处于助推段的弹道导弹，HEO卫星载荷则将该系统的导弹预警覆盖范围扩展到北极。
目前，GEO星座的前3颗卫星均已通过美国空军太空司令部和美国战略司令部的作战能力验收，并完成了导弹预警与技术情报综合能力评估强强三人组。第4颗GEO卫星也已经于2018年1月发射，目前正处于轨道测试阶段，而美国空军也在2014年6月向洛克希德·马丁（洛?马）公司授出18.6亿美元的修订合同，用于生产GEO-5和GEO-6，作为GEO-1和GEO-2的后继卫星。HEO-1和HEO-2载荷分别安装在NROL 22和NROL 28信号情报卫星上，分别于2006年和2008年发射升空，在轨测试性能超过预期沈永革，并交付美国战略司令部投入应用综妈妈难当。HEO-3有效载荷于2014年被集成至NROL 35卫星上发射升空，目前处于有限的储存/剩余运行模式，HEO-4载荷于2015年交付美国空军，外界推断该载荷有可能已集成到秘密卫星NROL 42上，并于2017年9月发射入轨。
2 天基红外系统的组成结构与功能
SBIRS由空间和地面两部分组成，空间部分包括GEO星座和HEO有效载荷，地面部分包括主用和备用控制站、主用和备用中继站、固定式和移动式处理系统等。SBIRS项目由美空军空间与导弹系统中心负责管理，洛?马空间系统公司作为项目的总承包商，诺?格电子系统公司为红外传感器载荷的分承包商，LM信息系统公司是地面系统的总承包商。2.1 同步轨道星座
图1SBIRS星座中GEO卫星结构
GEO卫星大小15m×6.7m×6.1m，质量5t，主要由双传感器有效载荷、A2100卫星平台和通信天线组成。
GEO卫星的载荷约450kg，包括高速扫描红外探测器和高分辨率凝视红外探测器，它们均为近红外、中红外和地面可见波段三色红外探测器，使用被动辐射制冷方式，并通过短施密特双光学望远镜观察地面，指向灵敏度高达0.05°。扫描探测器采用小平面阵列不断扫描地球的北半球和南半球，可全天候、全天时提供整片区域的大体图像；凝视型传感器使用一个正方形或长方形焦平面阵列连续地观测一个特定区域，并检测其红外辐射的变化。
GEO系列卫星均采用洛?马公司的A2100军用卫星平台，该平台承载了电力、姿控、指控和通信分系统，具有良好的防御性能，可满足系统的生存性和持久性工作需求。在模块化和通用化思想的指导下，A2100平台可根据载荷情况对平台配置进行剪裁，降低了载荷和卫星平台间的关联性。
如图1所示，GEO卫星共安装了4套下行和2套上行天线设备。其中，1号链路工作在Ka波段，负责向地面传输正常任务数据和生存性数据；2号链路工作在Q波段，负责接收地面发送的反干扰指令；3号链路工作在Ka波段，用于向地面发送宽带传感器数据；4号和5号均为工作在S波段的下行数据链，分别用于传输战区任务数据和备用美空军天基链路系统（SGLS）的遥感数据；6号链路也工作在S波段，用于接收地面发送的备用SGLS指挥命令。2.2 大椭圆轨道卫星载荷
HEO有效载荷寄宿在位于莫利亚轨道的军用卫星上，其主要任务在于对北极附近地区进行战略和战区监视，以大幅扩大天基红外系统的侦察范围。该载荷也为扫描型红外传感器，重270kg，集成了近红外、中红外和地面可见波段三色探测器芯片。该传感器通过双轴驱动的施密特望远镜观察地面，利用万向节灵活设置观察方向，从而获得发射点、轨迹和落点准确的红外数据，所采集的原始数据会以100Mbps的速率全部直接下传到地面处理中心后再进行处理。2.3 地面设施
SBIRS在地球上的控制和中继设施分为地面固定式和机动式两大类。固定式系统作为主力装备由美空军太空司令部第460部队管理运行；机动式系统作为辅助装备由美空军国家警卫队第233部队负责，以提供可生存、可持续的任务支援。SBIRS最核心的地面设施位于科罗拉多州巴克利空军基地的主任务控制站，该控制站负责接收和处理SBIRS信息与数据，并统管卫星和载荷的任务规划和分配。一旦检测到国外导弹发射等重大活动，地面控制站会先将信息传输到太空司令部，随后再传送到北美航空防御司令部和军方其他相关部门，由他们判定威胁等级并给出防御对策。
图2 SBIRS地面系统与天基系统的铰链关系
控制站的新型软件系统“Block10”已于2016年12月交付美国空军，并于2017年彻底取代了运行15年的“增量-1”系统。在Block10的支持下，地面站首次拥有了同时对SBIRS-GEO卫星和SBIRS-HEO载荷和DSP卫星在内的全部预警星座/载荷的控制功能，大幅提升了对全球上众多小型导弹的快速侦测和预警能力，并增强了地面系统的赛博防御能力。此外，该系统仅需一个主任务控制站和一个备用任务控制站即可完成所有运控操作，大幅简化了控制流程，GEO-3卫星也将成为“Block10”控制下开始运行的首颗卫星。
目前，最新的软件系统“Block 20”正在进行集成测试，预计2019年完成作战能力认证。通过深化利用凝视传感器的数据，“Block 20”改善了监视燃尽导弹和预测导弹落点的能力。
3 天基红外系统的作战能力分析
SBIRS被美国视为最高优先级的天基项目之一，主要任务是为美国及其北约盟友提供全球范围内全天时、全天候的战略、战区导弹预警，其次是为战区指挥官、联合作战部队指挥官、情报部门和其他用户提供可靠、准确和及时的数据来支援导弹防御、战场态势感知和技术情报工作姜大成。3.1 取代“国防支援计划”星座，提供卓越的全球预警能力
SBIRS取代了先前的“国防支援计划”（DSP）星座，为美军导弹预警提供跨代优势。作战时，当SBIRS的扫描传感器探测到导弹发射喷出的高温尾焰时席巴·揍敌客，会将初步探测的导弹目标自动转交给高精度的凝视型探测器，凝视型探测器使用更为精细的凝视平面阵拉近导弹飞行画面，对目标进行精确跟踪。GEO传感器采集的数据一方面会在星上进行初步信号处理，进而将侦测的紧急事件快速报告地面，另一方面会以原始数据形式全部发送给地面设备以进行深入数据处理。
相比于DSP，SBIRS的预警能力得到了大幅提高。首先，SBIRS-HEO卫星解决了DSP系统预警时间短、虚警率高、漏报多的问题，它结合了扫描型和凝视型探测器的优势，扫描速度和灵敏度比DSP系统提高了10倍以上，可在导弹发射后10~20s内将预警信息传递给指挥控制系统，并对助推段导弹进行稳定、可靠的跟踪，为后续反导传感器提供关键的目标指示；其次，SBIRS在设计时同时考虑了对洲际导弹、远程导弹和中近程战术导弹的探测跟踪能力，它对陆基洲际导弹的预警时间达26min，对潜射导弹的预警时间为15min，对陆基战术导弹的预警时间为4～5min；再次，SBIRS-HEO载荷弥补了DSP在北极附近的探测盲区，能够在俄罗斯等北欧国家导弹发射的第一时间内探测到威胁目标，实现了导弹预警的全球覆盖；然后， SBIRS可向低轨道STSS系统传递预警信息，使得STSS实施进一步精确跟踪，从而引导拦截弹在来袭导弹进入陆海基雷达探测范围前发射，达到多次拦截的目的；最后，天基红外系统为反导拦截提供预警探测、目标指示所需的关键情报，与地面大型相控阵雷达共同组成立体式、分阶段、多频段导弹预警体系，是美国反导体系的关键组成部分。3.2 资源共享，张夏珍为军队、工业界和科研机构提供详尽的红外情报
SBIRS主要是为导弹防御而设计的，但其短波和中波红外传感器可以检测到地球上发生的任何重大红外事件，包括爆炸和火灾等。自运行以来，该系统的非导弹预警作用逐渐凸显：空军在2014年全年发现并跟踪了8000个红外事件，2015年这一数字突破了10000个。2015年3月，美国空军太空司令部在巴克利空军基地建立了过顶持续红外（OPIR）战场空间感知中心，该中心对SBIRS传送下来的大量红外数据进行进一步分析，以用于战场态势感知、情报搜集和全天时战术预警等任务。该中心还可与美国国家航空航天情报中心合作，用于丰富飞机、导弹等武器装备和军事设施的红外特征谱，拓展了美国的技术情报获取能力。
SBIRS的数据也逐渐为工业界和科研机构所共享。2016年7月，美空军在科罗拉多州开设了数据利用实验室，该实验室将首次为科罗拉多大学等科研院所、政府机关和工业界等用户提供访问SBIRS数据的机会，提供一个开放的架构来容纳新工具、算法和处理方案，最终增强SBIRS在军事领域的战术态势感知能力，开拓SBIRS在民事遥感（如观测森林火灾）领域的应用。
4 天基红外系统的后继项目
2017年11月，美空军空间与导弹系统中心发布“SBIRS-后继”项目信息征询书，为开发新型导弹预警卫星和地面控制系统征询信息，以增强或取代当前的SBIRS星座。新型SBIRS系统将基于美空军“太空作战架构”组建，针对所有类型的弹道导弹进行助推段预警，能够抵抗对手对卫星和地面控制系统的干扰、致盲和毁伤活动，具备高对抗环境下的强生存能力。
根据该信息征询书，SBIRS后继系统将由5颗GEO卫星和2颗HEO卫星组成，任务有效载荷质量低于272kg，具备弹性生存能力，并分成Block 0和Block 1两阶段交付。Block 0包含3颗GEO和2颗HEO卫星，计划2025年实现初始作战能力，2029年前投入作战应用，该项目很可能仍将由当下SBIRS的总承包商洛?马公司完成。Block 1将采用开放式行业竞争方式选择合同商，该阶段包含至少2颗GEO卫星，计划2020年启动竞标，2030年实现初始能力。
5 天基红外系统的发展特点分析
上述动向表明，美国正加快SBIRS系统的部署和开发，天基预警与监视装备将在未来战争中发挥更重要的作用。进一步地，通过汲取SBIRS的发展经验，可以对发展我国的天基红外系统形成以下几点启示：
第一，实施步步为营、稳步推进的部署方案。在技术水平不过关的条件下，盲目部署武器装备是军备采办的大忌。美国在部署天基预警卫星时，严格把控系统的成熟度指标，合理释放技术风险，稳步推进系统跨代升级。从第1颗DSP卫星入轨，美国共部署了5代DSP星座和1代SBIRS星座，每一代都在前一代成熟技术的基础上进行有限升级美人重欲，以维持系统的高可靠性和稳健的作战能力。我国也应遏制“大干快上”的采办作风，循序渐进地部署天基红外装备。
第二，建立全球覆盖、留有冗余的预警体系。从DSP星座开始，美国就考虑到全球覆盖的问题异世药神，实际上，处在地球同步轨道的DSP和SBIRS-GEO卫星能够对俄罗斯和中国等国家实施全天时、全天候检测。在DSP卫星服役期间，美国长期保持着5颗卫星在轨的状态（早期卫星到达使用寿命后会被后来的卫星自然更替）。这5颗卫星中，有3颗定点于东经69°、西经70°和西经134°上空，以实现全球覆盖；2颗为处于休眠状态的在轨备份卫星，以备在紧急事态下使用。我国应从顶层规划预警星座的覆盖方案，建立具备全球监视能力和适度冗余的天基红外体系。
第三，加快天基预警系统与地面反导体系的集成。除预警外，SBIRS的另一个重要功能是向后续的地基/海基雷达提供导弹指引信息，并初步预测导弹轨道，为之后的成功拦截争取时间。作战时，当SBIRS将目标信息下传到任务控制站后，任务控制站会将信息快速转发到指挥、控制、作战管理与通信（C2BMC）网络和地基中段防御（GMD）的火控中心，以供导弹防御系统的各个单元使用。我国应加快天基预警卫星和地面反导体系的互联互通，协调各军种导弹防御资产的开发和集成，以形成高效协同的反导作战能力。
第四，大力开发先进红外传感器技术。作为星上的有效载荷，红外传感器性能的优劣直接影响导弹预警水平的高低。我国应紧跟红外传感器技术的发展步伐，大力开发跨越远红外、中红外、近红外和可见光的多频段探测器，推进双探测器甚至多探测器的星上集成，提高目标航迹的分辨能力，并增强导弹燃尽后的探测、跟踪能力。
6 结束语
从1970年至今，美国共有23颗DSP卫星和7颗SBIRS卫星发射入轨，这些卫星在冷战时期和各次局部战争中均发挥了重要作用我是何塞。可以预见，在特朗普政府的领导下，美国将加快天基预警装备的部署速度、提高天基预警技术的研发投入，从而进一步巩固美国反导能力的领先地位。我国应稳步推进天基红外装备的部署计划，加大红外传感器技术的攻关力度，最终形成覆盖全球的一体化导弹预警网络。
本文选自《战术导弹技术》2018年第4期
作者：王虎
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