空天作战形态下的卫星导航系统发展思考

  摘 要：本文立足世界军事变革前沿，分析了空天环境军事利用、空天作战理论、空天作战力量建设、空天作战演练的基本情况，从作战样式、战术执行角度分析了空天作战对未来卫星导航系统的具体需求。武器装备发展需求牵引，抢占卫星导航应用制高点，实现中高轨导航制导应用能力，对培育新型作战力量、维护国家核心利益具备极其重大的战略意义。

  作战由平面向立体，由一维向陆海空天电网多维拓展的脉络，演绎了人类战争进程[1]。纵观人类历史、凡是最有效地从人类活动的一个领域迈向另外一个领域的国家，总能获得巨大的战略优势。

  随着空间军事化的发展，太空已成为维护国家安全和国家利益所必须关注和占据的战略“制高点”，是大国军事竞赛最激烈的领域之一。随着战争形态的逐步演变，空天作战也将成为一种基本的作战样式，并成为取得战争制胜权的关键。

  卫星导航系统对于一个国家及其军事的发展具有巨大的战略性影响，是目前多极世界博弈的焦点之一。在民用领域，卫星导航系统已大范围的使用在航天、航空、航海、交通运输、科学研究等重要领域，服务社会经济持续发展。目前，许多国家和地区的整体发展已经不由自主地严重依赖GPS。在军事领域，卫星导航系统慢慢的变成了先进武器装备必需的技术保障和效能倍增器，对于决定战争格局起着举足轻重的作用。

  在信息化战争时代，信息能力不仅是战斗力新的组成要素，而且在战斗力诸要素中起主导作用[2]。信息慢慢的变成了全球重要战略资源，是掌控战场物质和能量流向的重要的条件。位置和时间是信息的核心要素，任何不带有精确位置和时间的信息对作战指挥是毫无意义的。卫星导航系统在提供导航制导、定位授时服务的高精度、便捷性、全球性、多维性、全天候性具有无可比拟优势，已经逐步替代二次世界大战以来发展的各类地基无线电导航系统。

  展望并不太平的21世纪，空天作战力量将会赢得前所未有的发展机遇，卫星导航系统在空天作战形态下，应扮演什么样的角色？本文将对此进行研究分析，对未来卫星导航系统的发展趋势进行战略思考。

  太空作战目前尚处于起步阶段，目前多体现在信息支援层面，利用太空侦察、预警、通信、监控和导航定位等天基信息系统对陆、海、空中作战提供天基信息支援。空天战场正日益成为各种新技术成果军事应用的试验场，是积蓄和释放能量的战略高地。信息能、火力能、新概念武器在空天聚合；物资流通和军事活动向空天集中；军事领域侦察监视、火力打击、力量投送等行动，更多在空天展开。目前参与太空活动的国家总数已达到130多个，在轨运行的各类卫星达到了5000多颗[3]。

  空天战场不受国界、天候、地形等因素的影响，空天攻防力量可以全方位行动，使战争达到真正意义上的灵活和协调。空间技术已成为现代战争中必不可少的支援保障体系，任何重大军事行动和地面目标都难以躲过卫星的侦察。目前，世界主要军事大国70%的战略情报来自侦察卫星，美军90%的军事通信、近90%的军事战略情报、几乎所有的战略、战术武器制导定位、国民经济生活100%的导航定位、100%的气象信息、超过50%的民间信息传输均来自太空的航天设施。美国的航天器无时无刻不在对世界各国进行窃照、窃听、窃探和窃控。

  太空作战，是以夺取和保持“制天权”为最大的目的，以外层空间为作战重点区域，以太空作战力量为基本参战单元，以太空武器系统为核心作战平台而展开的。先导性的空天理论已非常明确地将空天战略上升为国家安全的主要战略。空天作战理论已被置于战略与战术并重、进攻与防御兼备、直接对抗与间接保障并存的核心地位。

  空天战场是航空空间与航天空间一体化的战场[4]。随着外场空间的重要性的一直上升，外层空间的军事存在和有效控制，不仅会直接影响其他战场夺取制地、制空、制海、制电的军事行动，而且最终将影响战争全局和国家的安全利益。太空既是军事上的制高点，又是国家安全的高边疆，对太空的控制和空间资源的有效利用，不仅决定未来战争主动权的得失，而且关系国家的安全与发展。

  空天一体战有着非常丰富的作战样式。除了传统的空中作战样式外，还会出现空天一体化信息作战（包括空天一体的电子战、心理战、网络战、情报战等）、反卫星作战、反弹道导弹作战[4]等等。

  空天作战力量作为决定现代战争胜败结局的关键性力量已被许多国家作为军事发展重点。美军慢慢的开始扩大部署太空作战资源，增强太空战能力，在作战法规上已出台了《联合太空作战行动纲要》、《反太空作战行动纲要》、《空间对抗作战条令》，空间攻防已经基本准备到位[3-5]。预计到2020年前后，将建成真正意义上的太空作战部队：天军。

  从目前美国发展太空武器的形势来看，取得全面的技术突破仅是时间问题。美国发展导弹防御系统的真正意图是先机抢占太空制高点，以发动太空作战、支持陆海空作战、或进行太空支援[4]。到2030年美国的在轨卫星可能达到800颗，形成庞大的太空侦察和作战系统。为了充分占有太空优势，美国还将采取一定的措施阻止别国发射卫星。同时，科学研究中新成就或工程技术中新的突破都将增强太空武器的性能，推动太空战的发展。

  俄军为应对越来越严峻的太空军事化威胁，数次围绕加强太空力量建设、以打赢未来空间作战为要旨调整部署了“天军”，制定了《俄罗斯联邦2006～2015航天纲要》、《2007～2015国家战略纲要》，在2020～2025年开始部署天基打击武器。印度、日本、韩国等国家，也面对日益激烈的太空军事竞赛，采取不同措施，针对未来可能出现的太空作战，不断加紧太空军事力量建设与部署。

  从世界范围看，“天战”将不可避免。美、俄、中都已成功地进行了“导弹打卫星”或者“卫星打卫星”的试验。特别是美军，始终活跃在空天作战理论与实践的最前沿。

  进入21世纪以来，美国分别在2001年、2003年、2005年，2007年秘密进行了代号为“施里弗”的系列空天战争演习。以太空为主要战场，以空间系统攻防交战为重点，探索空战的理论和方法，研究保护美国和盟国空间设施的措施及压制对手空间作战能力的办法，动用力量包括各类军用和商用卫星、反卫星武器、天基反导武器、载人航天、空间轨道战斗机、地基激光武器和电磁波武器、陆基导弹等。

  2011年3月6日，美军慢慢的开始了第二次空天作战飞机“X37-B”的飞行实验。空天飞机在军事领域可作为反卫星武器平台、监视和侦察平台、天基系统的支援平台，用以快速部署小卫星星座或回收卫星，有能力对敌国卫星和其他航天器开展军事行动。美军“全球快速打击体系”基本构建完毕。

  在反卫星武器方面，美国早在上个世界50年代就研究开发出了核弹头反卫星武器；上个世纪70年代，美军成功开发了动能反卫星武器，对轨道高度低于1000km的航天器具有比较强攻击能力；上个世纪90年代，美军反卫星研制成功，可以近距离接近敌国卫星并进行破坏，攻击范围可达同步卫星轨道高度。进入21世纪，美国定向能反卫星武器研究取得重大进展，例如“机载激光武器系统”能够击毁300-600km高度的空间目标。机载激光武器系统试验的成功为下一步在近地轨道部署天天对抗和天对地攻击激光武器提供了可通过的经验和技术。能预见，在未来15年内这些武器系统将走向战争的舞台，外层空间军事化难以避免。

  2010年美军第二颗空基空间目标监视系统卫星（SBSS）顺利升空，大多数都用在监视同步卫星轨道的所有空间目标。该系统的最终目标是组建共由19颗卫星组成的空间监视网络，实现对所有空间航天器的不间断监视、跟踪和侦察。2011年美军新型天基红外监视卫星发射升空，全面增强了美国对弹道导弹的预警能力。

  世界军事变革从某一种意义上说就是一场没有硝烟的和平时期的世界大战。战争历史一再证明，战争的胜负虽然直接表现于战场上，但却决定于平时军事发展的竞争中。

  由于航天技术快速的提升的奋力推动、军事需求的强力牵引、太空资源竞争的激烈形势，太空军事化的趋势逐步扩大，太空安全威胁慢慢的变大。广泛多元的作战运用使太空信息主导地位凸显，将推动作战任务由“信息支援”向“制天作战”趋势发展，推动作战武器由“种类单一”向“系统配套”方向发展，推动作战样式有“威慑为主”向“慑站并举”方向发展，推动作战力量建设有“简单结构”向“复合结构”方向发展[1]。

  全战先胜全胜需求特征。未来战争不仅发生在军事上，而且将发生政治、经济、文化、科技等所有的领域；战争的胜负不仅表现在战前双方军事科技力量的对比上，同时也表现在战前国家军事力量的整体建设上；对战争的胜负研判已不局限于军事成果，更追求政治、经济、文化方面的综合效益。

  保存自己，消灭敌人。太空作战任务是摧毁对方太空支持系统，包括地面运控系统、测控系统、地面发射系统；继而摧毁中高轨道卫星、包括通信卫星、预警卫星、导航卫星，实现空天攻防战，卫星打卫星的局面。没有支持空间用户自主导航制导能力的卫星导航系统，一旦地面设施被摧毁，不但失去发射卫星的能力，而且各种中高轨卫星不是被攻击就是失去战斗能力，其他轨道高度的卫星也会因为失去控制而失去战斗或支援保障能力。

  卫星是太空作战的基本要素，它既是太空作战的基本支撑和武器平台，同时也是作战主要攻击目标。卫星自身具有防护能力和攻击能力，卫星导航系统为其提供防护和攻击的导航制导保障。

  太空作战样式是依据不同的太空作战平台、太空武器装备及相关作战力量决定的。每种作战样式都对导航制导有具体实际的要求。但无论是地基反卫作战，还是空空对抗，都需要大范围高立体导航制导保障能力；而且太空作战更需要统一的高精度时空基准保障。为了能够更好的保证作战体系的稳定性和作战样式的整体性，低中高轨各类航天器应使用统一的导航制导技术保障手段，从发射、入轨、作战的全过程采用相同的导航信号频段和统一的导航制导设备。

  空天作战突发性、保密性、实时性、灵活性战术要求高，需要卫星导航系统提供自动化的、常态化的导航制导服务。空天作战和空间设施自主防护对导航制导保障需求具有突发性、随机性、实时性。

  空间攻防不是空间对接，用户航天器不可能向导航系统提供实用时间、实用位置、自身动态性能等信息，也不可能采用自动天线跟踪技术、窄波束时分体制的导航信号。

  全天域多目标保障特征。无论从己方空间设施自主运行、自主防护，还是空间攻防角度来看，多个空天导航用户在全空域同时存在，而且高价值用户趋向于中高轨轨道。例如，美国NASA未来20年内，35%的空间任务将达到或高于同步卫星轨道高度[6]。

  被动化、自动化、常态化保障特征。虽然中高轨道导航用户没有明白准确地提出连续化导航制导保障需求，但是进入导航制导实用阶段，一定要满足用户服务连续化、被动化、自动化要求；导航需求保障的突发性、保密性、实时性需求要求卫星导航系统保障常态化，忌讳他人操作介入，加大使用风险。

  高实时性保障特征。航天器轨道机动能力是攻防武器的基本能力。无论从攻、还是从防的角度看，面向于实现特定轨道机动目的，轨道机动的代价与导航制导保障的实时性紧密相关。导航制导服务越滞后，轨道机动实现代价越大，甚至不能够实现机动目的。另外，未来战争从决策到发起时间将快速缩短。美国的“全球快速打击”体系建设完成，使得其能够在1小时内对全世界任何目标发起攻击。

  导航服务空域覆盖0～36000km同步卫星轨道高度，甚至深空。未来高价值卫星系统趋向于使用中高卫星轨道，卫星导航系统一定要能在此高度上提供实时定位、授时、测速服务，为各类空间设施自主运行、自卫机动防护创造条件。

  连续的、实时的、宽波束导航信号直接覆盖的空天导航定位保障方式是最优的方式，是空天攻防武器最迫切地需要的保障方式。空间攻防对导航系统的最终需要的是位置、速度、时间信息。在军事背景下考虑，有地面参与规划、调度或保障的空天导航制导手段，将增大空天作战体系对抗的环节和风险，不符合空天作战战术特点要求。

  空天战争是大国间事关兴衰存亡的高烈度军事对抗。卫星导航系统低中高轨导航制导服务应具有比较强的抗干扰的能力，同时系统本身应具有脱离地面系统支持自主运行能力，以增强作战体系的稳定性和健壮性。

  历史上每一次军事变革，都是以新型作战力量的兴起为发轫；军事变革的标志，常常伴随着新型作战力量对传统作战力量的决定胜利。太空作战正朝着逐渐完备和成熟的阶段迈进，发展卫星导航系统，要根据前沿军事理论和新军事技术发展和变革的趋势，充足表现战略性、前瞻性和系统性需求。

  西方发达国家军队最主要的优势在太空，其弱点也在太空。我们发展卫星导航系统应提供从全世界的地表直到同步卫星轨道高度的精确制导服务能力，保证我反卫星武器对敌空间设施的有效打击能力，形成对敌“非对称”作战能力，有效阻止西方强敌发起战争的冲动。

  [2]任连生.基于信息系统的体系作战能力概论[M].北京：军事科学出版社，2010：4-8.

  [3]章卓.美四百颗卫星霸占太空[J].世界新闻报，2005（96）：24.

  [4]何耀，曹泽阳，任慧斌.空天作战指挥一体化问题研究[J].飞航导弹，2011（07）：25-28.

  [5]程源浩.“空天一体战”正登上人类战争舞台[J].中国国防报，2004.

  作者简介：陈建萍（1977.12-），女，江苏盱眙人，助理工程师，研究方向：卫星导航。

  作者单位：北京卫星导航中心，北京 100094；北京空间机电研究所，北京 100076