1.1 引言

战略预警是对敌战略袭击的预先警报，是为早期发现、跟踪、识别和报知来袭战略武器所采取的措施，是国家战略防御、战略威慑和战略控制能力的重要支撑，是世界大国、强国进行战略博弈的重要领域之一。《美军军语》对战略预警界定为“尽早探明来袭目标及其参数，处理所获信息，并对目标进行跟踪、识别，为战略决策、战略武器的使用和民防准备等提供预警信息，它包括对战略轰炸机、巡航导弹、洲际弹道导弹和潜射弹道导弹的预警，主要由各种预警设备、通信系统和指挥控制中心组成”。美军的战略预警最初主要是对载有核弹头的战略轰炸机进行预警，随着导弹技术的快速发展和在军事领域的应用，弹道导弹应运而生，从而使利用弹道导弹运载核弹头、常规高效弹头或生化武器的弹头对他国战略目标实施打击成为可能，战略预警也转变为反导预警（特别是防弹道导弹攻击）为主。对导弹防御技术的重视，其根本原因在于导弹威胁与威慑的日益加剧。从1991年的海湾战争到2011年的利比亚战争，都明显地演变成飞机空袭加导弹远程打击的作战样式，以确保在战争初期或关键时刻，动用各类远程打击力量来对作战对象的重要政治、军事、经济、交通核心目标进行全方位精确饱和攻击，致使对方陷入瘫痪和恐慌局面，以达到政治和军事目的。

空间导弹，尤其是弹道导弹因具有射程远、精度高、再入速度快、威力大等特点，自问世以来即成为拥有者手中的“杀手锏”。从20世纪几场高科技局部战争来看，弹道导弹在作战中均表现出重大功效与威慑力，使得世界相关国家高度重视并竞相发展弹道导弹。时至今日，随着科技的飞速发展，弹道导弹的制造技术和各种突防技术日趋成熟、普及，目前，全世界已有40多个国家和地区拥有弹道导弹，装备量近万枚[1][2][3]。

1.1.1 弹道导弹的威胁日益增长

冷战结束后，随着弹道导弹技术的扩散，弹道导弹的威胁越来越大，主要表现在以下几个方面：

（1）弹道导弹制造技术相对成熟，门槛不断降低，除少数几个大国拥有弹道导弹外，第三世界国家甚至非政府组织都掌握了这一技术，使得弹道导弹类型越来越多、数量越来越大、分布越来越广；

（2）以美国为首的北约建立了弹道导弹防御系统，使得冷战期间因保证能相互毁灭的核威慑平衡被打破，优势向建有导弹防御系统的一方倾斜，反过来其拥有的弹道导弹就形成了对另一方的严重威胁；

（3）现代战争的指导思想已经从攻城掠地或实施大规模破坏向力求在己方损失最小化的前提下彻底摧毁敌方的军事力量和重要战略目标转变。弹道导弹打击的目标一般是作战对象的重要政治、军事、经济、交通核心目标，能使对方陷入瘫痪和恐慌局面，因此，当作战双方军事常规力量不均衡时，会趋向于使用弹道导弹进行攻击。

1.1.2 弹道导弹目标分类

弹道导弹有多种分类方法，如按射程分类、按意图分类、按推进剂分类、按弹头分类、按再入方式分类等。

1.弹道导弹射程分类

弹道导弹可按其射程不同进行分类，根据美国的标准，可分为近程、中程、远程、洲际弹道导弹等类型。根据导弹射程进行分类，优于根据实际部署意图的分类，因为实际部署意图往往是未知的，而且会随时变化。

（1）近程和中程弹道导弹。射程小于1000km的为近程弹道导弹（SRBM），射程在1000～3000km之间的为中程弹道导弹（MRBM），如图1.1所示。典型的SRBM仅有一级助推器。SRBM和MRBM在军事作战中通常用于战术应用，美国习惯于称之为战术或战区弹道导弹（TBM）。

（2）中远程弹道导弹（IRBM）。美国通常将射程在3000～5000km范围内的导弹定义为中远程弹道导弹，这些导弹通常有两级或两级以上的助推器。IRBM可根据作战需求，选择其弹头载荷为核弹头或常规弹头，因此，既可用于战略，也可用于战术军事用途。朝鲜的“大浦洞-2”就是IRBM的一种，它可将1200kg载荷投放到3000km以外。

（3）洲际弹道导弹（ICBM）。美国将射程超过5500km以上的导弹定义为洲际弹道导弹。该导弹可从发射场将弹头投放到地球的大部分地区。有人还将ICBM分成有限射程的ICBM（射程小于8000km）和全程ICBM（射程超过8000km）。

2.弹道导弹目标群分类

为了达到突防目的，当弹道导弹进入外太空中段飞行后，会在设定的轨迹点释放再入飞行器，并采用各种干扰措施。随着弹道导弹技术的发展，中段目标群总体上趋于复杂，给目标的跟踪、识别等带来极大挑战[4]。图1.2给出了美国国家导弹防御（NMD）系统试验中所使用的部分诱饵类型，包括大气层外膨胀目标、多气球存储罐、充气后的气球和反模拟诱饵。

具体而言，中段的目标群构成主要可分为以下几点。

（1）真弹头。一般为球头+单锥的旋转对称外形，质量最大，形体及其密度分布有规律。

（2）发射碎片。在中段，由于没有大气阻力，导弹发射碎片与再入弹头一起飞行，碎片可能包括助推火箭、母舱（通常被炸碎以增加识别难度）、帮助再入弹头脱离母舱的各种爆炸螺栓部件等，由于碎片一般形体无规则、质量大小不一，防御系统较易进行分辨识别。

（3）无源诱饵。无源诱饵包括外表有金属涂层的气球、轻型充气或刚性仿弹头复制诱饵（外形很像弹头，但质量要轻很多），以达到从外形上迷惑防御系统的目的。另外，金属箔条也是无源诱饵中的重要组成部分，可将突防弹头隐藏在箔条中以破坏防御系统雷达的探测与识别。

（4）有源干扰。有源干扰是中段弹道导弹与防御系统间电子对抗的重要组成部分。随着硬件技术的发展，数字射频存储器已被越来越多地应用于干扰机中，它可以形成压制式、欺骗式等多种干扰，如果进行复杂的信息调制，甚至可形成虚假的雷达一维和二维图像。另外，为对抗红外识别系统，还可能包括一些与弹头非常相似的红外热源，用来模拟真弹头的红外变化规律。

（5）密集目标群。饱和攻击是弹道导弹突防最容易采取的突防措施之一。通过将弹头小型化和采用分导式多弹头技术，可在中段形成较多数量的子弹头，从而使防御体系的识别能力达到饱和。

除形成中段复杂的目标群外，突防方还可通过多种技术手段降低弹头本身的可探测性。例如，采用弹头与诱饵进行真假目标互仿技术，使“真目标像假目标、假目标像真目标”，如可将弹头包在金属薄膜气球中；为防止地基雷达通过判断弹头在包裹气球内的翻滚和碰撞来识别真弹头，可将弹头与气球之间用弹簧相连，使其一同做旋转或翻滚运动。通过这些措施，可以大大降低弹头的可探测距离及防御系统的反应时间。

从自身特性来看，弹道导弹是典型的非合作目标，其目标类型未知，导弹型号、弹头质量、弹道特性、干扰及真假目标突防措施等多种不确定因素也会给传感器带来严重挑战。同时，弹道导弹作为特殊的飞行器，与飞机、巡航导弹等空气动力飞行器不同，地球重力、空气动力对其飞行轨迹影响更为突出，必须对其运动轨迹进行准确建模[4]。并且，随着现代战争日益复杂的电磁环境和各种目标特征控制技术的发展，弹道导弹目标的可探测性与可分类性越来越低，具体表现为：数据变化迅速，数据增长呈海量化，并且所获数据不精确、不完整、不可靠，这些因素对反导预警系统的反应时间、处理速度、分析能力，以及问题的综合处理能力要求越来越高，而现有的防空技术手段已远远不能满足需求，单一的反导技术途径因可靠性和局限性也难以满足反导预警应用需求。

为了维护战略力量的平衡及自身利益，世界各军事大国纷纷寻找各种对付弹道导弹的途径，大力发展导弹防御系统，如美国20世纪的战区导弹防御（TMD）系统、国家导弹防御（NMD）系统，直到现在较为完善的弹道导弹防御（BMD）系统，俄罗斯的S-300、安泰-2500系统等都具有较高的反导能力，印度也与俄罗斯联合开发弹道导弹防御系统与技术[5]。建设反导预警系统成为构建战略预警体系，进行核反击与被动防御的重中之重。因此，本书重点研究空间弹道导弹目标的贯穿搜索、捕获、跟踪和识别全过程的处理技术。