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。其中，GEO卫 星和HEO有效载荷组成高轨部分 （SBIRS-High），LEO卫星组成低 轨部分（SBIRS-Low）。“天基红外 系统”的任务目标主要包括：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。

美国空军原来负责监管 SBIRS-Low项目，然而由于存在较 大技术风险，2002年更名为“空 间跟踪和监视系统”（STSS）计 划，并移交至导弹防御局。高轨部 分SBIRS-High计划仍由美国空军 负责，项目名称继续沿用SBIRS。 SBIRS系统最终将部署4颗GEO卫 星和2颗HEO卫星，并通过一体化 集成地面站为SBIRS空间段提供服 务。SBIRS系统地球同步轨道卫星 星座主要用于探测和发现处于助 推段的弹道导弹，大椭圆轨道载荷 则将该系统的导弹预警覆盖范围 扩展到南、北两极。

SBIRS项目并没有因为 SBIRS-Low计划的剥离而顺利推 进。2颗HEO卫星均推迟交付。 HEO-1红外传感器于2006年6月搭 载NROL-22侦察卫星成功发射， 比原计划推迟了18个月；HEO-2红 外载荷于2008年3月搭载NROL-28 侦察卫星成功发射，比原计划推迟 了21个月。HEO-1和HEO-2载荷分 别于2008年和2009年在轨运行， 在轨测试性能超过预期，目前已交 付美国战略司令部投入作战应用。 HEO-3有效载荷于2014年搭载在 美国机密卫星上发射，现已成功完 成在轨校验。2015年5月，HEO-4卫 星载荷完成制造，将被集成至一颗 秘密卫星上。

SBIRS项目中的4颗地球同步 轨道卫星交付更为滞后。GEO-1卫 星于2011年5月发射入轨，并于2012 年11月投入作战应用；GEO-2卫星 于2013年3月发射入轨。两颗卫星 的预警能力已经得到验证。2014年 6月24日，美国空军向洛克希德·马 丁公司授出一份价值18.6亿美元 的修订合同，用于生产GEO-5和 GEO-6，两颗卫星将作为GEO-1和GEO-2的后继卫星部署。

STSS卫星系统 SBIRS-Low项 目是天基红外系统的核心部分， 计划由约24颗卫星组成。这24颗 卫星将部署在约1600千米高度的 地球轨道，卫星运行在多个轨道面上，将与SBIRS-High卫星系统 共同提供全球覆盖能力。美国空 军原来负责监管SBIRS-Low项目， 但在20世纪90年代后期被搁置起 来。2002年4月，导弹防御局接管了 该SBIRS-Low项目，并重新命名为“空间跟踪和监视系统”（STSS）。 STSS被视为未来美军导弹防御体 系十分重要的组成部分，建成后将 与SBIRS共同构成全球全天时覆 盖、功能完备、实时响应的天基预 警系统。

在美国大幅压缩军费的整体 环境下，STSS项目目前受限于经费 和技术原因，后续计划尚未成为 美军正式采办项目。2017财年，导 弹防御局为STSS卫星的运行和维 护申请3200万美元。STSS卫星将 继续参与导弹防御试验，进行数 据采集，为作战人员提供作战态

势感知和技术情报支持。STSS卫 星星座一旦决策部署完成，美国 可很快形成弹道导弹全程探测和 跟踪能力。

地面运行系统

地面运行系统 是美国天基预警系统的重要组成 部分，其主要功能是接收和处理 SBIRS和STSS的信息与数据，并对 卫星进行控制。“增量1”系统于 2001年开始运行，该系统允许美军 通过3种独立的地面软件系统分别 控制SBIRS GEO卫星和HEO卫星。 近年来，美国空军致力于新型地面 运行系统“增量2”的研制，目前已完成“增量2”新型地面系统的全 星座测试。新一代地面运行系统 实现了将SBIRS卫星的操作控制 集成至一个主要任务控制站及一 个备份控制站，可大幅简化控制流 程和提高效率，进一步增强SBIRS 系统性能。此外，“增量2”系统还将显著提升SBIRS系统在4个任务 领域（包括导弹预警、导弹防御、 战场态势感知以及技术情报获 取）中的能力。

美国天基预警系统关键技术

美国在其天基预警系统中应 用了大量先进的技术，现已建立了 性能最为先进，高低轨相结合，扫 描与凝视、捕获与跟踪手段相协作 的导弹预警系统，能够对全球重点 区域发射的弹道导弹提供及时预 警信息，且对中段飞行的弹头具有 一定的跟踪和识别能力。 双探测器技术 美国天基预警 系统主要担负红外监视与跟踪导 弹发射全过程的任务，可同时探测 来袭的战略导弹和战术导弹，能够 提供导弹预警、导弹防御、技术情 报侦察（提供描述导弹特征所需的 数据及其他目标数据）以及作战空 间特征描述等功能。 SBIRS GEO卫星主要用于 探测和发现处于助推段的弹道导弹。SBIRS卫星最大的改进是采 用了双探测器方案，每颗卫星载 有一台高速扫描型（Scanning）探 测器和与之互补的高分辨率凝视 型（Staring）探测器。大椭圆轨道 （HEO）有效载荷也装有高速扫 描型探测器和高分辨率凝视型探 测器，其主要任务在于对北极地 区圈的探测预警，将天基红外系 统的预警能力扩展到两级地区， 使其侦察范围扩大了2~4倍。卫 星工作时，扫描型探测器先对地 球的北半球和南半球进行快速扫 掠，然后将探测到的数据提供给 凝视型探测器。紧接着，凝视型探 测器将目标画面拉近放大，获取 详细信息，进而确定是否发生弹 道导弹发射活动。双探测器协调 工作，共同完成任务，有效增强了 天基红外系统探测战术弹道导弹 的能力。

STSS系统有2颗演示验证卫 星在轨运行。2颗STSS卫星均装有 一台宽视场捕获传感器和一台窄 视场凝视型多波段跟踪传感器。 STSS卫星的宽视场捕获传感器， 采用波长为0.7～3微米的短波红外 传感器。宽视场捕获传感器以地 球为背景，可以捕获助推段弹道导 弹的尾焰。STSS卫星的窄视场凝 视型多波段跟踪传感器涉及3种 波长的传感器。其中，波长为3～8 微米的中波红外传感器以地球为 背景进行工作，可以实现对助推段 末期的弹道导弹进行跟踪；波长为 8～12微米的中长波红外传感器以 及波长为12～16微米的长波红外 传感器以空间为背景进行工作，可 以实现对弹道导弹飞行中段的持 续跟踪。中长波红外传感器和长 波红外传感器在导弹助推段关机 后仍能继续跟踪导弹飞行，而且还 能够继续跟踪弹头的分离，并具备识别诱饵的能力。

STSS项目将构建由约24颗卫星组成的低轨卫星星座，卫星之 间可以利用星间链路传递弹道导 弹飞行中段的跟踪信息，卫星间 信息的接力传递可实现对弹道导 弹在外层空间飞行全过程的持续跟踪。

卫星平台技术 SBIRS前4颗 GEO卫星，即GEO-1、GEO-2、 GEO-3、GEO-4卫星，均采用了 洛克希德·马丁公司的A2100军用 型卫星平台，并针对军事应用对A2100卫星平台进行了加固和改 进。A2100平台开始研制于20世纪 90年代，在1996年完成首次飞行 验证。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。SBIRS卫 星采用A2100平台，可使载荷和卫 星平台间的相关性显著降低，设 计、制造、测试等工序均可以并行 进行，在提高效率的同时还可大幅降低成本。

美国天基预警系统未来发展

在稳步推进新一代预警卫 星系统建设的同时，美国空军已 着手考虑下一代导弹预警系统架 构。美国空军至少已提出4种不 同的卫星系统架构，其中包括分 解方案，即将集中在大型航天器 上的能力分解到更多平台上，以 减小重要天基服务面临的攻击风 险。现役的SBIRS系统在同一颗 卫星上集成了战略预警和战术 预警功能。除开展系统架构研究 外，美国空军还开展了新型全尺寸 导弹预警传感器的研发，主要关 注2个宽视场传感器，其视场分别 达到6度和9度。下一代系统计划 在2025-2040年运行，首颗卫星 将在2025年运行，研发工作将于 2020年开始。 星座架构坚持高轨为主，有 限度发展低轨卫星。经过20余年 的研制和部署，高轨星座SBIRS 一直具备作战能力。尽管屡次出 现延迟交付的情况，但美国空军 坚持积极推进SBIRS的构建。目 前SBIRS GEO-1和GEO-2已在轨 运行并具备作战能力，GEO-3和 GEO-4预计分别于2016年和2017 年发射，GEO-1和GEO-2的后继 卫星GEO-5和GEO-6也在研制中；SBIRS HEO有效载荷HEO-1、 HEO-2和HEO-3已相继发射并在 轨运行，HEO-4也已研制完成。

然而，STSS低轨星座项目卫星 数量需求大、星座管理复杂且成本 高，而且存在难以跨越的技术障碍 难题，自STSS项目提出以来，美军 一直维持着对STSS低轨预警系统 的有限度发展，目前仅有2颗卫星 在轨演示验证。

系统体系结构倾向于功能分 解、多轨道、多作战域部署。随着空 间安全环境的变化，美军空间系统 面临的威胁不断加剧，脆弱性日益 增强，加上国防预算削减的影响， 将难以继续沿用旧有的空间体系。 2013年8月，美国空军航天司令部 发布《弹性与分散式空间系统体系 结构》。为了实现分散式空间系统 体系结构，美军在白皮书中规划了 五种途径：结构分离、功能分解、 有效载荷搭载、多轨道部署、多作 战域部署。

美国空军已着手考虑下一代 天基预警系统体系架构，采取了其 中多种模式。功能分解方面，美国 空军希望下一代卫星能够将战略 预警和战术预警能力进行分解，但 预算的缩减迫使美国空军将未来 导弹预警系统的重点关注集中于战略威胁任务；有效载荷搭载方 面，美国空军提出了商业搭载有效 载荷方案，研究在商业卫星上搭载 军事专用有效载荷的技术，以实现 利用商业卫星快速、灵活的搭载军 用载荷的目标；多轨道部署方面， 美军在高中低轨均部署有预警卫 星；多作战域部署方面，美军积极 将天基预警系统与地基、海基红外 传感器联合使用，提高发射探测和 导弹跟踪能力。

高度重视发展宽视场传感器 技术。空间导弹与系统中心对成本 问题关注较少，其更重视发展下一 代天基预警技术。2013年，空间导 弹与系统中心要求在空间项目年度 预算中，预留一部分资金用于升级 当前系统，或用于发展下一代系统 以及后继系统，并将这部分资金列 为“空间现代化倡议”。在考虑下一 代天基预警系统建设时，空间导弹 与系统中心将主要精力和经费投入 均集中在有效载荷研制上，如推进 宽视场传感器的研制。

美国空军在2015和2016财年 预算申请中，分别为研制宽视场 传感器申请了2900万美元和5100 万美元的经费。预算文件显示，美 国空军正在考虑开发6度和9度视 场试验型传感器。美国空军尤为 重视宽视场传感器试验，认为这 些试验不仅有助于为空军下一代 SBIRS评估任务架构，还有助于空 军开发算法，以处理升级版传感器 焦平面技术所提供的大量数据。 L-3通信公司在2014年获得一份价 值1300万美元的合同，用于研发6 度视场传感器。2016财年预算申请 的5100万美元经费中，其中1100万 美元用于发射、校准和在轨校验6 度视场试验型传感器以及相关地 面系统工作，4000万美元用于将 该有效载荷集成至卫星。

原文来自:中国财经界