1.3 弹道导弹防御系统简介
世界主要大国一直非常重视弹道导弹防御系统的构建，美国发展反导系统已历经50多年[3]。1955年，美国贝尔实验室的仿真研究表明可以用一个导弹拦截另外一个弹道导弹。1962年7月19日，奈基—宙斯导弹成功拦截了一个洲际弹道导弹的弹头。总体看来，美国弹道导弹防御系统的发展从技术层面可以分为如下三个阶段。
1. 早期反导发展阶段，从20世纪50年代到70年代中期，当时采用无线电指令制导，制导精度不高，通常采用核杀伤技术，只要进入杀伤范围就可将真弹头在内的目标群一起摧毁，目标识别问题不突出。
2. 中期反导发展阶段，从20世纪70年代到90年代，开始发展寻的制导，精度大大提高，转向追求直接碰撞动能杀伤反导技术，目标识别问题开始出现。
3. 近期反导发展阶段，从20世纪90年代到现在，其特点是发展多层次、多手段的一体化反导系统，但随着弹道导弹突防技术的不断发展，目标识别问题日益突出。
美国历届政府都积极构建弹道导弹防御系统，布什政府更是发展了弹道导弹防御思想，希望构建一个陆基、海基、空基和天基的全方位防御系统，对处于助推段、中段和再入段的来袭导弹进行“全程观测、分层拦截”。本节将借鉴美国弹道导弹防御系统，对弹道导弹防御系统的组成和作战流程进行系统阐述，进而引出目标识别在导弹防御中的重要性。
1.3.1 弹道导弹防御系统组成
根据拦截弹发射平台的不同，可以分为地基弹道导弹防御系统、海基弹道导弹防御系统、空基弹道导弹防御系统和天基弹道导弹防御系统。按照拦截阶段，可以分为助推段弹道导弹防御系统、中段弹道导弹防御系统和末段弹道导弹防御系统。按照功能，可分为预警探测系统、拦截武器系统和指挥、控制、作战管理与通信系统（C2BMC）三个部分。
预警探测系统是弹道导弹防御系统的“感知系统”和决策依据，主要由天基预警卫星、海基雷达、超视距雷达、地基远程预警雷达、地基多功能雷达等不同平台、不同类型传感器组成。预警探测系统在弹道导弹飞行过程的不同阶段，需要采用不同的探测设备，完成目标的搜索、捕获、确认、跟踪、发落点预报、制导、识别、拦截效果评估等。其中，搭载红外、光学设备的天基预警卫星和天波超视距雷达主要用于对弹道导弹的主动段进行预警、发点估算、威胁评估。地基远程预警雷达，可在尽可能远的距离上对中段飞行的弹道导弹进行搜索、截获、跟踪，提供发点、落点预报及威胁评估信息；地基多功能雷达主要完成中末段飞行弹道导弹目标的精确跟踪、识别，提供武器制导和杀伤评估；海基雷达由于其机动性可通过灵活部署，对助推段、中段或末段弹道导弹进行探测、跟踪、识别。这些设备分别如图1.6所示。
图1.6 美国弹道导弹预警探测系统主要传感器
图1.7 动能杀伤飞行器（EKV）
拦截武器系统是弹道导弹防御系统的射手，主要任务是利用自身携带的多波段红外导引头对目标进行终极识别，对来袭弹道导弹实施拦截和摧毁。图1.7为动能杀伤飞行器示意图。
指挥、控制、作战管理与通信系统（见图1.8）是弹道导弹防御系统的大脑，可将预警探测系统和拦截武器系统两部分功能有效地联系起来，确保高效完成弹道导弹防御，是弹道导弹防御系统的重要组成部分，其主要负责搜集处理各种预警信息、优化管理作战资源、进行信息融合和综合识别、制定拦截预案、武器分配和目标指派、在授权情况下指挥全系统进行拦截作战和拦截效果评估等。
图1.8 指挥、控制、作战管理与控制系统
1.3.2 弹道导弹防御系统的作战流程
弹道导弹防御系统需要实现全程监视、逐层交替探测、跟踪，并能够防御带有复杂突防措施的来袭弹道导弹，如图1.9所示。
图1.9 弹道导弹防御系统作战流程
其作战过程可以想定如下。
1. 导弹发射段监视与探测。利用天基预警卫星或地基超视距雷达及时探测全球范围内弹道导弹的发射，向指挥、控制、作战管理与通信（C2BMC）系统发出弹道导弹的攻击警报。
2. 预警及引导信息的分发。指控中心收到攻击警报后，引导海基或地基雷达在预测的弹道上搜索来袭弹道导弹。
3. 前沿部署的舰载多功能雷达对来袭导弹进行搜索、确认和跟踪。前沿部署的海军战舰收到来袭导弹发射通知后，利用舰载雷达在可能的区域内对目标进行搜索。一旦检测到目标，对预警卫星的预警进行确认，然后跟踪来袭导弹，基于跟踪信息，海基反导系统的指控中心制定拦截路线及方案，指挥海基拦截弹实施拦截，并进行效果评估，或通过C2BMC系统向地基中段防御系统提供更加精确的目标跟踪信息。
4. 地基远程预警雷达（EWR）对目标群进行鉴别、跟踪，并为地基多功能雷达（GBR）提供目标指示。当来袭的弹道导弹进入地基远程预警雷达（EWR）的探测范围内时，EWR雷达处于警戒状态，对包含弹头、诱饵、末修仓等在内的目标群进行鉴别和跟踪，并通过C2BMC系统对地基多功能雷达（GBR）进行引导。在此阶段，识别系统需要根据弹道信息进行星弹识别，判定目标是卫星还是导弹，也可以使用雷达窄带回波系列特征信息实现对包含弹头、诱饵、末修仓等群内的目标初步识别。由于地基远程预警雷达分辨率低，不能获得目标群内的精细图像，只能提供较粗的目标队列文件（Target Of Array，TOA），目标识别问题逐渐显现。
5. 弹头的精确跟踪与拦截弹发射。GBR在EWR的引导下，对包含弹头的目标群进行截获和更为精确的跟踪，C2BMC判断这些跟踪信息是否满足拦截弹的发射条件，如果满足，C2BMC将利用这些跟踪信息制定拦截策略，确定拦截弹的飞行路线，为拦截弹装订目标数据并在适当时候下达发射命令，继而拦截弹发射。
6. 弹头的持续跟踪与识别。拦截弹发射后，GBR将继续对目标群进行跟踪，并利用其距离和方位的高分辨能力对目标群中的真假弹头进行进一步的分辨和识别，识别过程一直持续到与地基拦截弹（Ground Based Interceptor，GBI）的末制导交班。与此同时，GBR还要对拦截弹进行跟踪。
7. 拦截弹飞行路线修正及目标物体图。GBR的精确跟踪数据将通过飞行中拦截弹通信系统传送给拦截弹，提供拦截弹飞行路线修正（In-Flight Target Update，IFTU）和目标物体图（Target Object Map，TOM），拦截弹利用IFTU数据修正飞行路线，机动接近目标，以便在合适的位置上释放导引头。在此情况下，GBR提供的TOM图是GBI最初阶段对视角内物体进行识别的重要依据。
8. 拦截弹的导引头截获目标群、对弹头进行更为精确的识别。拦截弹进入到预定交战空域后，利用其自身携带的红外导引头对准目标方向，开始捕获、跟踪目标群，同时从GBR已经分辨出的包含弹头在内的威胁目标和感兴趣的目标中，对真弹头进行更为精确的识别。如图1.10和图1.11所示。
图1.10 EKV导引头捕获目标过程示意图
9. 依靠动能撞击来袭弹道导弹。导引头利用其上的小火箭提供最后精确的飞行弹道修正。其制导系统根据导引头获得的目标数据控制拦截弹导引头精确地飞向再入弹头，最后通过直接碰撞摧毁目标。为了提高拦截率，对每一个来袭导弹的弹头可同时发射多枚拦截弹进行拦截。
10. 拦截效果评估与再次打击决策。GBR持续跟踪拦截弹与来袭弹头，在两者发生直接碰撞后的几秒钟内，以碎片云的尺寸大小、相对位置、碎片云扩散程度及RCS回波散射特性等来评估拦截效果，为实施第二次拦截提供重要依据。
图1.11 红外探测器获得的TOM图
从弹道导弹防御系统的作战流程可见，目标识别是决定反导成败的关键环节，从来袭导弹的发射开始，到拦截弹进行拦截后的效果评估和再次打击决策，都必须进行目标识别工作。越早拦截，系统拦截成功的概率就越大，因为即使首次拦截不成功，还留有后续手段进行弥补，所以弹道导弹防御系统的先进概念是提前拦截、多层拦截。尽管如此，助推段拦截也存在下面这些局限性。
• 弹道导弹发射点距离防区很远，由于地球曲率，目标基本位于防御方地基雷达的视线之外，只有利用卫星预警系统进行探测。
• 助推段时间短，探测到目标后，指挥控制系统的决策时间和拦截武器的反应时间很少，而且拦截武器的部署距离导弹发射点不能太远，拦截武器的速度必须足够快。
• 可能的拦截武器有天基激光拦截器和机载激光拦截器。目前，天基激光武器还处于关键技术研究阶段。采用机载激光拦截，作战时载机必须在导弹发射阵地附近巡逻，且需要空中保护，不能被对方击落，在一般情况下很难做到。
因此，综合考虑技术的成熟度、部署地理位置和系统反应时间的限制，目前弹道导弹防御系统主要采用中段和末段拦截，且由于弹道导弹中段飞行时间长，尽可能在中段拦截。因此，在飞行中段，各种预警探测雷达必须具备相应的目标识别能力，为拦截系统提供目标指示。