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俄军使用电子战手段干扰美制弹药

访问次数: 484 次    作者: 远望智库开源情报中心 徐 鑫 编译    发布时间: 2023-10-18

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联合直接攻击弹药 (JDAM)的使用始于美国领导的沙漠风暴行动。1991年,以美国为首的多国联军将伊拉克从科威特驱逐出去,美国武装部队从这场战役中吸取的教训就包括部队需要全天候精确弹药,该概念涉及使用美国全球定位系统(GPS)定位、导航和授时(PNT)卫星星座。GPS在沙漠风暴中表现出色,并在此后迅速进入公众视野,该系统能够帮助武器找到目标从而实现精确打击。从此,GPS逐渐成为军民生活的标配。

什么是联合直接攻击弹药

联合直接攻击弹药的名称在某种程度上并不准确,因为它本身并不是武器。相反,该术语涵盖了装备一系列“非爆炸物”的全套工具包。这些武器套件装备在非制导炸弹的中段和尾部,并包含了GPS和惯性制导系统。不依赖于GPS导航和授时信号的惯性制导系统也有助于提高武器的精度。当前,美国有15种不同的联合直接攻击弹药套件在服役,装备的炸弹重量从500磅(225千克)到2000磅(900千克)不等。

联合直接攻击弹药的基本操作概念是让制导套件加载目标坐标,其最可能是通过各种手段获取的纬度和经度。这些坐标可以从飞机上输入,也可以在出击前加载,还可以在任务期间更新。一旦武器被发射,弹药尾部的装置就不断从GPS星座接收关于炸弹相对于目标位置的信号。当弹药朝向目标时,尾部的鳍片会根据它接收到的定位、导航和授时信息以及惯性制导系统提供的数据,不断调整炸弹的轨迹。公开数据表明联合直接攻击弹药制导套件可以击中距离目标5米(16英尺)以内或更近的目标。如果GPS信号不可用,惯性制导系统可以将炸弹引导到距离目标30米(98英尺)以内。

联合直接攻击弹药走进乌克兰

联合直接攻击弹药于1997年开始交付,该武器在两年后的1999年,在北约联合部队行动中首次亮相,这次北约的空袭目标是南斯拉夫联盟共和国。此后,联合直接攻击弹药在美国主导的一系列冲突中均有使用,其套件也被出口到包括乌克兰在内的30多个国家。后者接收了增程型联合直接攻击弹药(JDAM-ER)系统,该系统能够使500磅炸弹具有相似的精度,但射程增加到43海里(80公里)。这有助于搭载该武器的乌克兰空军喷气式飞机远离俄罗斯短程防空系统,例如著名的“铠甲-S1”弹炮合一防空综合体的打击范围。

但由于可以理解的原因,有关增程型联合直接攻击弹药在乌克兰军队手中有效使用的确切信息尚未被披露。尽管如此,乌克兰空军的发言人仍然在3月称赞了炸弹的准确性,并敦促美国提供更多炸弹。一个月后,联合直接攻击弹药再次出现在新闻中,但这次并不是因为积极的原因。美国国防部的大量机密文件显示,专家们对俄罗斯使GPS干扰系统对包括联合直接攻击弹药在内的大量美国供应武器进行电子战干扰的功效表示担忧。

俄罗斯的反GPS战术

一系列文件都显示了美国的担忧,即俄罗斯的干扰导致一些增程型联合直接攻击弹药未能击中目标。众所周知,俄罗斯陆军已经在乌克兰部署了数十套电子战系统,其中一些专门设计用于干扰GPS传输。例如俄罗斯陆军在战术级部队部署的R-330Zh“居民”电子战系统就是一个典型的例子。R-330Zh可检测和攻击100MHz至2GHz波段的无线电信号。开源信息显示该系统可以发射10kW功率的干扰信号。联合直接攻击弹药套件使用来自美国GPS卫星的信号,这些信号在1.164GHz至1.575GHz的波段上传输,恰好在R-330Zh的压制范围内。俄罗斯的官方文件称,该系统的干扰范围可达30公里(18.6英里)。

当GPS信号从卫星到地球行进10900海里(20200公里)后,信号会非常微弱。无线电信号强度通常以分贝每毫瓦(dBm)来衡量。GPS信号到达地球时的强度约为−127dBm。这种微弱的信号很容易以相对较小的功率来进行干扰。综上所述,粗略计算表明R-330Zh可以产生−70 dBm的干扰信号。就像长跑运动员一样,无线电信号越远越弱,因此,当R-330Zh的信号覆盖整个30公里范围时,其强度可能会在−123dBm到−126 dBm之间衰减,具体取决于干扰频率。即便如此,即使干扰信号的强度在−53 dBm和−56 dBm之间,它仍然明显强于从太空到达的GPS信号的强度。此外,GPS接收器距离R-330Zh的干扰天线越近,干扰信号就越强。

联合直接攻击弹药为什么仍然受到干扰

尽管美国已采取措施提升联合直接攻击弹药在全球导航卫星系统(GNSS)受干扰情况下的适应能力,但它可能仍然很脆弱。一位资深电子战专家指出,即使使用“可用性选择反欺骗模块”,强大干扰信号的纯粹暴力压制也可以阻止联合直接攻击弹药的全球导航卫星系统接收器获取加密信号。这里可以采取一些措施来尝试抵消干扰。反电子战策略可能包括系统识别干扰信号及其方向,然后令接收机“屏蔽”来自该方向的信号,同时继续接收来自未受影响区域的全球导航卫星系统信号。全球导航卫星系统接收器通常需要“看到”至少有四颗卫星的不间断视距(LOS)。通常,在接收器范围内的卫星数量会超过此数量。因此,阻挡干扰信号方向的导航信号不一定会对接收器“看到”其他卫星的能力产生影响。因此干扰不会导致联合直接攻击弹药停止工作,但会影响它们的准确性。

俄罗斯人面临的一个问题是,乌克兰电子战专家可能相对容易检测到强大的干扰信号。一旦干扰信号被检测到并被识别出来,就可以确定干扰机的纬度和经度。这些坐标可以传递给火炮并与动能火力联合使用。这种策略可能有助于解释俄罗斯的一些电子战设备损失。

另一个问题是,在定位、导航和授时信号使用的频率上传输大量干扰功率还有可能影响比干扰信号弱的任何其他无线电通信,这可能也包括友方的接收器,如卫星通信终端和全球导航卫星系统。例如,俄罗斯的格洛纳斯星座传输的一些类似于GPS的信号也面临被友方干扰信号“自相残杀”的风险。来自乌克兰的证据表明,俄罗斯军队因此经常遭受电磁误伤。

尽管从电磁误伤和硬杀伤漏洞的角度来看,俄罗斯的电子战干扰活动可能并非没有成本,但泄露的美国文件表明它正在产生影响。干扰不会导致联合直接攻击弹药停止工作,但会危及它们的准确性——这可以说是俄罗斯电子战武器的一个关键能力。


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