GMD反导系统究竟如何工作

今天，美国导弹防御局进行了一次洲际导弹拦截试验，在这次“破天荒”的实验中，他们首次尝试用两枚GBI拦截弹拦截一枚来袭洲际导弹靶弹，并取得了成功。

其实GBI拦截弹从1999年到今天已经发展了多个型号，最早的是90年代初，用在核裁军中裁撤的“民兵”洲际导弹（PLV）作为助推器进行早期测试。后来，开始使用COSTS低成本商用火箭，该火箭的主要助推器依然是“民兵”和“北极星”的剩余零部件。一直到21世纪初进行的几次试验，都是使用COST火箭进行的，不过这种火箭的性能并不先进，给EKV提供的入轨速度等性能一般般。后来波音研制的OBV助推器在2002年开始用于GBI拦截弹，该导弹源于“塔罗斯XL”运载火箭，而这种运载火箭的技术，和“侏儒”洲际导弹关系密切。使用OBV助推火箭的GBI也是第一种进入实战部署的GBI拦截弹。

洛克希德的PLV火箭是最早用来测试EKV的助推器，它脱胎于“民兵3”导弹

波音COSTS火箭承担了测试和早期部署的任务

到了2010年，美国又首次测试了改为2级火箭的新型OBV运载火箭，由于这种火箭的助推段时间更短，因此部署的灵活性更高。该火箭也就是C2助推器。算是第二代GBI拦截弹的标志，称为C2助推器。

而另一方面，2016年，MDA又提出，要研制一种性能提高的三级助推器，可以将C2的电子技术用到旧的火箭上，使其性能有很大的提高，尤其是与地面指挥控制系统的联通性能可以有很大的提高，从而大大提高第一代导弹的拦截率。这样就构成了计划未来使用的C3助推器。

换句话来说，到2024年，美国将装备的GBI导弹从导弹助推器上来说，将发展到第三代拦截弹。而目前正在积极试射的，是第二代拦截弹。不过美国的反导系统是一个非常特殊的东西，尚未进行过完整试射的导弹就已经装备了，目前美国的44枚拦截弹里有8枚是使用C2助推器的BLOCK II型。去年进行首次洲际导弹拦截试验的也是它。

目前GBI拦截弹主力使用OBV火箭，在它基础上又发展出C2\C3火箭，进一步提高反应速度

目前尚不清楚今天进行试验的导弹是OBV C1还是C2，不过从需要用齐射提高命中率来看，很可能是在之前的测试中被发现实际拦截成功率大概只有50%的C1。

不过之前GBI导弹拦截率不高的锅，主要还真不是火箭的事儿——毕竟美国的商用运载火箭技术那是领先世界，非常成熟，搞不好的概率并不高。

真正的问题在于拦截器。

目前美国的大气层外动能拦截器——EKV也已经发展到了第三种改进型，该拦截器可不一般，它是由波音、洛马、雷神、轨道科学等军火巨头，在美国政府的组织下，“集中力量办大事”造出来的。

不过当然了，这就导致它出了问题以后，责任是谁的大家也要争执好久。

目前使用的EKV，虽然几经改进性能有了不少提高，但美军仍计划用新型RKV将其取代

RKV上运用了标准3导弹上的一些技术，性能比EKV提高多了

当然最终的目标是MOKV，多目标拦截才是美军的梦想

不过甭管怎样吧，到了最新的改进型CE-II blcok II，该拦截器的成功率已经比此前型号提高了不少。

但MDA方面早在2015年就已经规划第二代拦截器，RKV（重新设计的动能杀伤器），RKV最早被称为CE-III block I，它的探测视场将比第一代的EKV有较大幅度的提升，而且尺寸可能还会减小，将会运用很多雷神公司在标准3导弹的大气层外动能拦截器上运用的新型技术。

当然，美军还有一个远期目标，即在RKV基础上进一步缩小尺寸，提高性能，造出一枚GBI导弹能携带多个的MOKV多目标拦截器，从而实现更好的拦截大量来袭目标的能力。

从这个角度来看，GBI拦截弹的大气层外杀伤器目前正在第二代产品开发的关键阶段。

不过，很多读者虽然知道GBI导弹和GMD系统的名称，也知道了它们的拦截方式——将大气层外拦截器（实际上是一系列杀手卫星）用洲际导弹尺寸的拦截弹，投射到敌方洲际导弹飞行路线上，在中段飞行阶段实施轨道拦截。拦截弹上的高灵敏度红外探测器在这一阶段将自动搜索和引导杀伤器与目标进行直接碰撞。

但这些导弹作战的具体过程如何呢？这其中有没有什么可被利用的缺陷呢？

其实还真有，我们得先了解一下GBI拦截的工作过程。

关于GBI的具体工作流程，大致描述如下：

（1）早期预警阶段

该阶段对应弹道导弹的初段飞行。弹道导弹发射后，部署在地球轨道上的预警卫星“国防支援计划”（DSP）或“天基红外系统”（SBIRS）探测到弹道导弹发射时助推器的尾焰，对其进行跟踪直到弹道导弹助推火箭关机为止。预警卫星获取的信息通过中继卫星和地面站传送回作战管理与指挥控制通信（BMC3）系统，在其中进行分析处理，预报弹道导弹来袭方向和落区，并将相应数据发送到早期预警雷达。预警雷达获取弹道导弹方位信息后，对相关空域进行搜索，探测并跟踪来袭导弹；在发现导弹弹头后进行跟踪，稳定跟踪后向BMC3（指挥、控制、战斗管理计算机系统）系统传送信息。

（2）拦截决策阶段

该阶段对应弹道导弹的中段飞行。BMC3系统根据预警雷达的探测跟踪信息制定作战管理规划，包括确定拦截方式、拦截弹的数量，进行约束条件判断，如阳光是否会使大气层外拦截器（EKV）的红外导引头致盲、地基拦截弹和EKV的有效作用距离等，初步确定地基拦截弹的发射方位和发射时刻。同时获得发射地基拦截弹的授权。

BMC3系统将预警雷达的探测跟踪信息发送到地基雷达或前沿部署的X波段雷达，引导地基雷达进行搜索。地基雷达通过对弹道导弹弹头的探测和跟踪可以获取更加精确的信息，为BMC3系统的拦截决策提供数据。同时，地基雷达利用收集到的足够多的识别数据生成弹头的“目标实物图”。

BMC3系统利用地基雷达提供的信息进行目标识别和威胁判断，如导弹弹头类型的确认和对弹头弹道和落点的精确预报。在此基础上，进行拦截决策，确定地基拦截弹的发射时刻和预估拦截遭遇点。当预报的拦截遭遇点精度达到指定的范围（20公里）时，BMC3系统下达发射地基拦截弹的指令，预报的拦截遭遇点即为地基拦截弹的瞄准点。

（3）拦截实施阶段

本阶段和四、五阶段对应弹道导弹的末段飞行。在接到地基拦截弹（GBI）发射的命令后，GBI立即发射（可选择每次发射一枚地基拦截弹或同时发射两枚地基拦截弹）。GBI发射后，地基雷达和前沿部署的X波段雷达对GBI和弹道导弹弹头进行精确跟踪，并通过BMC3系统中的“飞行中拦截弹通讯系统”（IFICS）为GBI提供目标的修正数据，引导GBI飞行。在天基红外系统（SBIRS）部署之后，SBIRS的低轨卫星可以为GBI提供制导信息。（当然SBIRS系统目前正处于扯淡阶段，可能在它基础上进一步发展，增加探测高超声速飞行目标能力）

当GBI飞行到距离弹道导弹弹头一定距离，即进入EKV导引头能够探测到弹头的交战空域时，EKV与GBI的助推火箭分离。当EKV的红外探测器探测到威胁目标时，它将探测到的目标信息与前期由雷达提供的“目标实物图”信息进行比较和识别，确认并锁定真实弹头，并以直接碰撞的方式将弹头予以摧毁。

（4）拦截效果评估

在拦截交战过程中，地基雷达及前沿部署的X波段雷达负责跟踪搜集拦截信息，为BMC3系统提供拦截杀伤的评价信息。BMC3进行拦截交战的杀伤效果进行最终评判，如果拦截未成功，则决定是否需要对弹道导弹弹头实施第二次拦截。

（5）毁伤效果评估

如果导弹被拦截，则导弹对目标没有造成毁伤。如果进攻方导弹最终突防成功，则要对进攻方导弹对目标的毁伤效果做出评估。

在导弹攻防对抗中，当预警卫星和预警雷达完成对目标的预警后，BMC3会引导雷达会对目标进行跟踪，完成雷达的稳定跟踪和BMC3对目标的预测拦截点解算以后，BMC3下达GBI发射命令，GBI发射并对目标进行拦截。

GBI拦截目标的工作过程如下：GBI接收到BMC3的发射命令后立即发射并进入助推段，助推段完成后到达关机点。

关机点的坐标位置和速度矢量根据发射命令中的相关信息确定。到达关机点后GBI进入自由飞行阶段。在自由飞行阶段，GBI只在重力的作用下飞行。

BMC3会根据雷达提供的信息向GBI发送制导指令对GBI弹道进行修正，GBI进入指令制导段。

在自由飞行段或者指令制导段末期，当GBI与目标的距离到达一定值以后，BMC3向GBI发来交班指令；GBI按照交班指令中的目标信息对指定空域进行扫描，如果目标不在GBI的视场内，则交班失败，该枚拦截弹工作结束；若在其视场内则交班成功，释放EKV进入末制导阶段。

在末制导阶段，GBI根据目标队列中各个目标的红外特性，进行目标识别，确定拦截目标，按照一定的制导规律引导导弹向该目标飞行，最后对毁伤目标的结果做出评估。在整个GBI拦截过程中，进攻导弹会采取一系列的突防措施如电子干扰、机动和施放诱饵等来降低被拦截的概率。

了解了GBI拦截弹的拦截流程，我们可以发现，整个反导拦截系统是一个非常复杂，中间有大量可能出错，导致拦截失败的环节。

首先，它的起飞阶段，需要地面的预警雷达尽早发现，并且要有足以对来袭目标进行高精度成像的雷达来对目标进行识别。

在来袭导弹飞行到中段的时候，其已经离开大气层，发动机关机，多弹头导弹的弹头也已经和制导舱分离，此时弹头完全按照惯性飞行，在结束中段飞行再入大气层之前是不会进行机动的。（这是NMD系统拦截的一个基本想定，如果弹头在中段能进行机动，GBI很难跟上）

当然这样一个复杂的拦截过程，也确实是更接近于一场航天科研行动，而不像是作战

在这一前提下，陆基雷达精确跟踪目标，并对目标性质进行分辨，确定一个拦截弹和来袭弹头的理想“汇合点”，将GBI导弹发射到这个点去。

在GBI导弹到达这个点之前，它实际上和弹道导弹是一样的，无法对这个“汇合点”进行修改。

在抵达“汇合点”后，GBI导弹发出EKV，此时EKV进入指令制导阶段，它将接收地面雷达对目标测绘后绘制的高精度3D模型数据，通过这个模型数据，将其高灵敏度红外探测器发现的目标图像和3D模型各个方向图像进行对比，找到它要攻击的目标，然后开始进行复杂的变轨机动，并与目标进行高速碰撞。

整个的工作过程，要依赖天地通信，地面高精度测绘，EKV本身的高精度红外探测系统和自动控制系统，大气层外的精确变轨能力，以及EKV与卫星之间的通信等等。

在整个过程中还要考虑来袭弹头除了发射气球假目标，还会进行电子对抗，由于EKV距离弹头目标距离远远小于与地面的距离，所以即使不是很大功率的干扰信号，也有可能破坏EKV的天地通信，从而导致拦截失败。

更不用说，如果来袭目标采用全程机动技术（俄罗斯声称在“亚尔斯”和“萨尔玛特”上要运用这个技术），或者干脆就是在两三万米的临近空间飞行，那GBI拦截弹就基本傻眼了。

从这一点我们也可以看出，GBI对于上一代的洲际导弹，确实可以达到较高的拦截率，而且对当时常用的气球诱饵、干扰无线电指令等技术也有了完善的对抗手段。

而且如果2026年美国如期装备MOKV，那么即使是多弹头也不再是对美国GBI系统突防的灵丹妙药。

在这种情况下，加强洲际导弹突防能力对于中俄等国来说就变得非常重要了。

当然了，既然了解了GBI的工作流程，那么……其实对于掌握太空对接技术的国家来说，造出自己的NMD系统和GBI导弹来，也无非是金钱和时间的问题……

俄罗斯现在没钱，中国在时间上起步有点晚，所以GBI目前还能再占据世界独一份的制高点一段时间，不过随着中国陆基反导雷达网部署进度加快，DN系列导弹的新测试什么时候开始呢？咱们拭目以待。