衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在聯(lián)合作戰(zhàn)中的應(yīng)用
作戰(zhàn)指揮是指揮員運(yùn)用兵力在一定的空間和時(shí)間內(nèi)達(dá)成一定目的的活動(dòng)。全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)提供了在作戰(zhàn)中,對(duì)兵力兵器時(shí)間和空間位置的定位和控制的前提。偵察、預(yù)警、遙感、監(jiān)視、天氣預(yù)報(bào)、指揮通信、精確制導(dǎo),都與衛(wèi)星、導(dǎo)航定位密不可分。建立衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),就是織造一張覆蓋全球的“天眼”網(wǎng)絡(luò),戰(zhàn)場(chǎng)空間變得更加透明。軍事現(xiàn)代化進(jìn)程離不開(kāi)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的支持。在強(qiáng)調(diào)數(shù)字化和信息化的現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng),無(wú)論是陸軍的坦克、裝甲車、火炮,還是海軍的軍艦和潛艇,都需要借助衛(wèi)星、導(dǎo)航系統(tǒng)確定部署位置,確保各部隊(duì)之間緊密配合,發(fā)揮最優(yōu)戰(zhàn)斗力。本文談?wù)剬?dǎo)航定位系統(tǒng)在軍事方面的應(yīng)用。
一 為部隊(duì)機(jī)動(dòng)統(tǒng)一時(shí)間
全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)可提供準(zhǔn)確的時(shí)間和頻率,從而廣泛應(yīng)用于授時(shí)校頻。在通信、網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步,以及部隊(duì)機(jī)動(dòng)、作戰(zhàn)中統(tǒng)一時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)均具有重要的意義。“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)”(一代“北斗”)的基本技術(shù)路線源自于衛(wèi)星通信專家陳芳允院士的“雙星定位”設(shè)想。2000 年10 月31 日和12月21日發(fā)射的兩顆定位衛(wèi)星和2003 年5 月25 日發(fā)射的一顆備份衛(wèi)星組成該系統(tǒng)的空間部分, 與地面控制中心站、標(biāo)校站以及各類用戶終端, 組建成能在中國(guó)及其周邊區(qū)域的定位、授時(shí)和短報(bào)文通信的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航“試驗(yàn)系統(tǒng)”; 并已在測(cè)繪、電信、交通運(yùn)輸、漁業(yè)、水文、森林防火和國(guó)家安全、救災(zāi)應(yīng)急等諸多領(lǐng)域發(fā)揮作用。該系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)域?yàn)?0°~140°E,5°~55°N。它的定位精度優(yōu)于20 m, 首次定位比GPS快, 只需幾秒鐘; 集定位、授時(shí)、報(bào)文通信(一次最多能發(fā)送120 個(gè)漢字)的于一體, 能位置報(bào)告、態(tài)勢(shì)共享, 同時(shí)解決與“何人、何時(shí)、何地”相關(guān)的“何事”問(wèn)題。該系統(tǒng)單向授時(shí)精度為100 ns, 雙向定時(shí)精度為20 ns, 比GPS 標(biāo)準(zhǔn)定位業(yè)務(wù)(SPS)的460 ns 和精密定位業(yè)務(wù)(PPS)的200 ns 都要高。在北斗“試驗(yàn)系統(tǒng)”基礎(chǔ)上, 2007 年4 月13 日成功發(fā)射COMPASS 系統(tǒng)第一顆中軌道(MEO-1)衛(wèi)星,拉開(kāi)建設(shè)北斗“擴(kuò)展的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)”幃幕。2009 年4月和2010 年1 月、6 月、10 月又發(fā)射了該系統(tǒng)的4顆地球同步軌道(GEO)衛(wèi)星, 預(yù)計(jì)在2012 年建成由12 衛(wèi)星組成的北斗(COMPASS)衛(wèi)星“擴(kuò)展區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)”, 其服務(wù)區(qū)域?yàn)闉?5°~ 180°E, 55°S ~ 55°N。它采用有源與無(wú)源定位相結(jié)合體制, 兼容北斗“試驗(yàn)系統(tǒng)”的全部功能。它的定位為10 m, 單向授時(shí)精度為50 ns, 雙向定時(shí)精度為10 ns, 測(cè)速精度為0.2 m/s。它將為中國(guó)及其周邊地區(qū)的提供定位、導(dǎo)航、授時(shí)和短報(bào)文通信服務(wù), 并進(jìn)行組網(wǎng)和試驗(yàn),北斗在建成“擴(kuò)展的區(qū)域?qū)Ш较到y(tǒng)”基礎(chǔ)上, 根據(jù)發(fā)展需要, 逐步擴(kuò)展, 在2020 年前后建成由5 顆GEO衛(wèi)星和30 顆非地球同步軌道衛(wèi)星構(gòu)成的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)將提供開(kāi)放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)。開(kāi)放服務(wù)將在服務(wù)區(qū)內(nèi)免費(fèi)提供定位(精度為10 m)、測(cè)速(精度為0.2 m/s)、授時(shí)(單向精度為50 ns)和短電文通信服務(wù)。授權(quán)服務(wù)將向授權(quán)用戶提供更安全、精度更高的定位、導(dǎo)航(測(cè)速)、授時(shí)和通信服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息。其性能高于俄羅斯的GLONASS 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng), 與美國(guó)的第3 代GPS性能相當(dāng)。
二 導(dǎo)航定位
全球定位系統(tǒng)本身所具有的精確性可確保進(jìn)行精確的位置勘查、配置炮兵、目標(biāo)搜索和定位。全球定位系統(tǒng)在作戰(zhàn)地域內(nèi)建立“共同坐標(biāo)”、“共同時(shí)間”,幫助建立“共同指令”并且可協(xié)助實(shí)施協(xié)同行動(dòng)。
全球?qū)Ш蕉ㄎ唤邮諜C(jī)可以做到小型化、手持式,因而攜帶方便,它還可與其他手持式通信設(shè)備組合在一起,是野戰(zhàn)部隊(duì)和機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)部隊(duì)不可缺少的裝備。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間,GPS接收機(jī)就很受美軍部隊(duì)歡迎,一度出現(xiàn)了軍用GPS接收機(jī)嚴(yán)重短缺的現(xiàn)象,當(dāng)時(shí)美國(guó)陸軍每連或180多人就有1臺(tái)GPS接收機(jī)。而伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中,地面部隊(duì)至少擁有10萬(wàn)臺(tái)精密輕型GPS接收機(jī),每個(gè)班至少一臺(tái)。
運(yùn)用全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng),艦艇和潛艇可精確地判定自己的位置,這有助于在港口作業(yè)的安全和通過(guò)受限水域時(shí)所需的導(dǎo)航;結(jié)合使用激光測(cè)距儀和高精確的定位信息,可對(duì)海岸線進(jìn)行精確勘查;可精確地設(shè)置水雷,使己方部隊(duì)能規(guī)避和對(duì)其進(jìn)行回收;使用空間定位、速度矢量、時(shí)間和導(dǎo)航支援,有助于海上集結(jié)、海上營(yíng)救和實(shí)施其他行動(dòng)。
在空中作戰(zhàn)行動(dòng)中,全球定位系統(tǒng)也極為有用。全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)提供的位置、速度矢量、時(shí)間的有關(guān)信息可提高空投、空中加油、搜索和營(yíng)救、偵察、低空導(dǎo)航、目標(biāo)定位、轟炸和武器發(fā)射的效能;可為己方飛機(jī)通過(guò)作戰(zhàn)地域設(shè)定更為精確的空中走廊;可提高各種空射武器的精確度。
三 武器制導(dǎo)
在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)中,由GPS制導(dǎo)的精確制導(dǎo)武器的使用率有了很大提高。據(jù)統(tǒng)計(jì),戰(zhàn)爭(zhēng)中精確制導(dǎo)武器的使用率達(dá)到68.3%,而由GPS制導(dǎo)的精確武器就占到總數(shù)的57%。由于激光制導(dǎo)炸彈易受戰(zhàn)場(chǎng)煙霧、云層和沙塵的影響,而GPS制導(dǎo)的特點(diǎn)是不受沙塵和煙霧影響,可以全天候、全天時(shí)工作,且制導(dǎo)精度高,因此在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)特定的沙塵、煙霧等環(huán)境中發(fā)揮了獨(dú)特作用。外界就曾猜測(cè)“東風(fēng)”系列導(dǎo)彈、“衛(wèi)士”系列 遠(yuǎn)程火箭炮和先進(jìn) 巡航導(dǎo)彈都已集成了“北斗”系統(tǒng),因而具備了較高命中精度和較強(qiáng)的抗干擾能力。
四 救援服務(wù)和綜合保障
美軍飛行員目前在應(yīng)用一種Hook-112救生無(wú)線電裝置,在飛機(jī)被擊落時(shí),能夠利用GPS系統(tǒng)為營(yíng)救人員指引方向。Hook-112救生無(wú)線電是1995 年在波黑地區(qū)被塞族導(dǎo)彈擊落的F-16飛行員獲救后研制出來(lái)的。當(dāng)時(shí),飛行員為避免被俘而東躲西藏,苦熬了整整一個(gè)星期才被海軍陸戰(zhàn)隊(duì)救走。如果當(dāng)時(shí)配有GPS救生無(wú)線電,他就會(huì)早早得救。在“盟軍行動(dòng)”中,被擊落的F-117 飛行員可能就是依靠此類救生無(wú)線電為營(yíng)救人員指引了方向。飛行員一落地便利用所攜帶的救生無(wú)線電進(jìn)行GPS 定位并發(fā)出帶有位置信息的緊急呼救信號(hào)。在查知F-117被擊落之后,美軍立即派出包含EA-6B電子戰(zhàn)飛機(jī)在內(nèi)的數(shù)架飛機(jī)和直升機(jī),飛赴貝爾格萊德進(jìn)行營(yíng)救,其中EA-6B除負(fù)責(zé)干擾敵方的通信和雷達(dá)系統(tǒng)以外,還負(fù)責(zé)搜索F-117飛行員發(fā)出的無(wú)線電呼救信號(hào)。6個(gè)小時(shí)之后,EA-6B飛機(jī)接收到呼救信號(hào),7個(gè)小時(shí)之后,飛行員被救走。
精確保障是精細(xì)而準(zhǔn)確的規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)用保障資源,在準(zhǔn)確的時(shí)間、地點(diǎn)為作戰(zhàn)行動(dòng)提供準(zhǔn)確數(shù)量和高質(zhì)量的物質(zhì)技術(shù)保障,使裝備保障適時(shí)、適地、適量、快速、高效,以最大的限度提高保障工作的效費(fèi)比。衛(wèi)星導(dǎo)航定位功能為實(shí)現(xiàn)精確保障提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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