导弹防御系统的理想与现实（讲座PPT）

了解导弹防御系统，首先需要先了解提概念与内容。狭义上讲，导弹防御系统就是旨在保护国家对来袭的导弹，如洲际弹道导弹或者其他类型的弹道导弹。

广义上将，导弹防御系统可以对任何国家的任何导弹类型（核常）提供所有可能防御的系统。从这个方面去理解的话，任何能够在导弹造成任何破坏之前，有效的实施对导弹探测并拦截的系统，都可称为导弹防御系统（MDS）。

很多人认为，导弹防御就是防御携带核战斗部的导弹的防御。实际上，导弹拦截应不限于拦截战略核武器，其目标可能包括巡航导弹、高超声速飞行器等等。由于导弹技术的迅猛发展，使拦截战术导弹（比如通常是无核战斗部的近程、中程导弹导弹）和拦截战略导弹（通常是携带核战斗部）的探测与拦截技术之间的界限已经变得模糊了。

综合各方面文献资料，出一个关于导弹防御系统的定义：

导弹防御系统是为了国家防御，综合运用陆海空天各种探测监视手段和各类情报信息，对攻击己方的各类型导弹武器以及发射平台进行早期预警、跟踪识别、及时报警、持续监视并引导防御武器对其进行拦截摧毁的综合电子信息系统。

从导弹预警系统的作用时间看，应该从是从敌方战略谋划开始，一直到敌方作战准备、武器发射全过程。

有些小伙伴可能会有异议，对敌方战略谋划这个阶段的所对应的情报收集也是导弹预警系统要干的活吗？我认为是的，对敌发动进攻前症候的判断，本应该属于“战略预警”的范畴，应该划入导弹预警系统的功能中去。

举个例子，比如通过天基遥感系统，发现敌阵地的发射车、保障车辆等活动频繁，发射车有远距离机动迹象，这时候需不需要进行情况判断，实现对目标车辆的持续跟踪监视？另外通过情报系统获取对手内部相关信息对这个地区的活动进行交互印证，从而判断对手的企图，然后再这个重点方向调集相关探测资源进行合理部署、加强监视。所以我认为，情报的收集工作应该是导弹预警系统的一个重要部分，理应该纳入导弹防御体系中，它是对敌作战企图的最早期的预先判断，这个阶段的工作有利于后期探测预警装备的资源配置部署和调度，最大限度的发挥探测资源的效能。

在在这一时间阶段，导弹预警系统从情报收集到对敌作战准备的侦察监视以及对敌武器发射后及时的预警、持续跟踪和准确识别。这三大任务一直持续到我方的拦截武器发射和拦截反击的整个阶段。也就是说，导弹预警系统能够对防御和进攻这两种模式都发挥重要的作用。

导弹预警系统的信息处理方面，包括多个层次，首先是传感器获得的原始数据，比如雷达回波、光学图像，当然还包括其它一些情报数据，在获取这个目标原始探测数据的基础上，提取目标的特征信息，比如目标的弹道描述、目标的速度、目标的一维距离像、二维雷达图像、温度、谱特征等，形成对来袭威胁目标特征级的信息描述。用于进行目标属性的识别，即目标的属性级信息，这些信息包括目标类型、国别、用途、发射点/落点、轨道等，最后通过综合的信息融合等技术，形成目标威胁等级、批次等态势信息，供战略决策和拦截反击使用。

以上就是对导弹防御系统对来袭目标的信息处理过程，这个过程从原始的回波数据开始，逐步的提取目标特征，实现对目标属性的判断，从而形成态势信息，以支撑后续相关的作战行动。

根据导弹不同的飞机阶段可以把弹道的导弹飞行过程分成主动段、中段和再入飞行段。

在主动段是从导弹离开发射载具或者发射台，到导弹发动机关机这个阶段。这个阶段主要的特点是发动机和制导系统持续工作，导弹弹头和弹体尚未分离，诱饵尚未释放，其尾焰含有可见光、短、中波红外和紫外等波段的能量。

弹道导弹发射后,处于低高度的第一级火箭产生的尾焰 ,在喷嘴附近直径为 4m , 可见长度达 50m 以上。喷嘴出口的温度为 1800K , 在可见尾焰的边缘降低到1000K以下, 尾 焰 的平均温度为1400K。

这个时间通常很短，洲际弹道导弹在主动段飞行时间也只有5分钟左右，最短的短程弹道也就几十秒的样子，比如600km射程的导弹主动段约90秒，3000km导弹主动段的大概120秒，10000万公里的洲际弹道导弹大概300秒。

一般导弹需要起飞上升8公里-10公里左右，导弹的尾焰才能被预警卫星上的红外传感器捕获。通过对导弹飞行位置的实时连续测量，可以估算导弹关机点参数，然后提供给地基远程预警雷达用于引导跟踪测量。

这个阶段，导弹将弹头加速到6-8km/s的速度，在主动段飞行的过程中，还分为垂直飞行段、程序飞行段和瞄准飞行段，从导弹离开发射台到开始程序转弯飞行前的一段弹道，这个阶段导弹是垂直飞行的一半持续时间不到10秒左右，高度也就几百米的样子。之后是程序飞行，大家一定常听到“火箭发射过程中”有个口令叫“程序转弯”，这个过程导弹在飞行控制系统的作用下，让垂直飞行的导弹自动朝目标方向转弯，按照预定的飞行程序角度（俯仰角），把导弹引导到椭圆弹道上，这是导弹程序飞行的基本任务。从程序飞行段结束到达关机点速度而是发动机熄火为止，这一段称为瞄准飞行段。

中段又叫自由飞行段，从弹头分离或者发动机关闭的瞬间开始，直到弹头再入大气层之前的飞行阶段。也是整个弹道中目标飞行时间最长的一个阶段，对于洲际弹道导弹一般可以到20分钟以上。在中段的初期，导弹在惯性的作用会继续向弹道的最高点飞行，并且在这个阶段释放再入弹头和各种突防措施。一般当导弹达到弹道最高高度时，将所有的载荷释放完毕。这个阶段为了实现高度命中精度，在主动段结束后，导弹会进行进行控制，比如中段制导，用以修正主动段够飞行的所积累的误差，用以提高命中精度、降低主动段对飞行控制精度的要求。

这个阶段对于洲际弹道导弹飞行最高高度能达到1300km或者更高，对于中短程射程大约600公里的，弹道最高点大概在250km或者更高。在这一阶段各种导弹突防措施的运用给探测带来 了相当大的难度 。弹道导弹进入中段后 , 分弹头中夹杂着假弹头、电磁诱饵箔条和红外诱饵, 以及导弹碎片、充气金属涂敷球 、反射偶极子、金属涂层锥体角反射器等各种假目标, 形成有源和无源干扰,这些干扰引起雷达和红外探测器“过载”，从而会提高导弹突防的概率 。

对于导弹的再入段，是指弹头再入大气层到命中目标这个过程段。这个阶段飞行时间较短，一般只有几分钟。这时候弹头重新进入稠密大气，受到强烈的空气动力作用，会出现严重的气动加热效应。所有弹头必须采取有效的姿态稳定和防热措施，使弹头能够高速、顺利穿过大气层命中目标。再入段的弹道目标主要由再入弹头、诱饵、碎片、干扰机等。再入的过程中，目标会出现黑障现象，形成等离鞘套和尾流。这个过程的等离子鞘套和尾流的RCS和红外辐射特性要远远大于弹头本身的散射和辐射特性，这些目标特性可用于进行目标识别。

如果在再入过程中，弹头采用末制导技术，会使对再入弹头的探测变得更为复杂，采用末制导的目的是为了提高命中精度和突防能力。在导弹飞行的末段, 由于经过大气过滤, 轻诱饵被 烧毁殆尽 ,只剩下重诱饵和重碎片。重诱饵的弹道参数与真弹头相仿 , 因此雷达无法利用弹头和重诱饵在大气中的减速特性进行识别，或者说很难识别。但是重诱饵的雷达散射特性与真弹头有差别,而且它们的高温尾流大小与形状很不相同,这给红外识别带来了机会 。此时,一般在地面用相控阵雷达或机载大型红外望远镜能探测到目标 ,但由于目标飞行时间短, 实现对目标的捕获和跟踪是比较困难。

这个视频是商业SAR卫星Iceye发布的产品演示，Iceye演示的是基于微小SAR卫星的地面动目标检测能力，通过生成每20秒10帧的续贯SAR图像，在Iceye发布的SAR视频中，演示了韩国釜山港口船只的移动；英国希思罗机场行驶的飞机的运动；拉斯维加斯的城市生活；在犹他州宾厄姆峡谷矿的采矿活动以及和东京新宿附近的城市生活。Iceye通过将每个区域的大约20秒图像分成10个数据帧来创建演示SAR视频图像，在提供SAR视频图像的同时，ICEYE-SAR提供的图像分辨率高达1米。这种商业SAR的技术用于地面的时敏军事运动目标的检测和指示没有技术上的障碍。

真正能称为天基预警雷达的天基雷达主要的作用是进行空中目标的广域探测以及弹道导弹发射探测与弹道预报。以导弹预警为例， 在导弹发射初期，由于助推火箭的作用，导弹从发射点垂直向上做加速运动，天基雷达可利用导弹与地面目标的大速度差异检测导弹发射事件；

在火箭发动机关机后，利用天基预警雷达对目标的多次精确测量数据，可快速估计导弹发射初向和关机点参数，进行弹道预测，能够提供早期预警和武器系统引导信息。

天基预警雷达看起来很美好，优势也很突出，但难度也很大：

由于卫星离目标距离遥远，比如低轨道500公里的雷达，临边探测要求对于1平米的目标作用距离应不小于3000公里，对其探测预警需要较大能量。可能的实现途径有两种，一是提高雷达发射功率，二是增加雷达天线孔径。而且一般必须同时采用这两种技术，来实现大的功率孔径积。

而无论提高功率还是增大天线，都会增加雷达研制的难度，增大卫星平台的体积和重量，形成全球监视的天基预警雷达的低轨道卫星数量不会少于20颗，中高轨道卫星星座不会少于10颗，从而导致成本急剧上升，因此目前全世界范围内尚未形成装备！

面对美国在导弹防御领域的有关动向，关于优先发展矛还是盾的问题，对于小国来说，发展全面的防御体系显然是不可能的，他们需要的是杀手锏，是需要给强敌造成强大威慑的矛！虽然不能保证这个矛一定能刺穿那个盾，但是至少小国只需要很小的代价就能实现一定的战略威慑能力，所谋求得非对称的平衡。

对于像中美俄这样的国家，谋求的是什么？第一，确保互相摧毁的核能力。有核才能制核。俄罗斯主要谋求的是对来袭导弹早期预警，为其核反击提供信息支撑，其并不谋求对来袭目标的全程监视和拦截，重点发展的是各种先进的导弹。而美国呢？在保持其三位一体核打击能力以及二次核反击能力的基础上，谋求对各类型先进导弹的全程预警监视和全段拦截的能力，其试图以导弹防御系统的建设造成一种战略不平衡，就是我能打到你，但是你打不到我的这种不平衡。

建设导弹防御系统的目的和意义到底在什么地方？这里有个假设条件，那就是真的发生核战争！而这种概率是比较低的。如果真的发生核战争，来袭的导弹一定是多波次、集群攻击的，一定是具备各种强突防措施的，即使建立了覆盖全球的导弹预警与拦截体系，要实现多所有弹头100%的拦截概率是不存在的。一旦真的发生这种情况，首先被打击的节点一定是导弹预警体系中的天基预警卫星、海基、路基大型预警雷达，当拦截弹失去了眼睛和耳朵，就是一堆废铁。

因此建立导弹防御系统的最终目的其实不是为了战争，而是为了制止战争，要让对手知道所具有的能力，这种能力所产生的威慑效应，将会保持大国之间的微妙战略平衡说不好听的就是恐怖的战略平衡。

对于发展导弹防御系统，短期应面向战术应用、区域反导，长期面向战略运用、国土防御，进行各类探测装备发展的合理规划，体系建设螺旋上升。导弹防御系统首先要解决早期预警的问题，我要知道，导弹是谁，从哪里打的，要打到那里去！这个问题解决之后，再去考虑连续监视和拦截的问题。