中國(guó)特色的GPS系統(tǒng)：北斗衛(wèi)星的戰(zhàn)略運(yùn)用
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編者按：本文編譯自英國(guó)《簡(jiǎn)氏情報(bào)評(píng)論》2003年10月號(hào)，作者杰弗里·費(fèi)登(Geoffrey Forden)原為聯(lián)合國(guó)監(jiān)督、檢驗(yàn)及核查委員會(huì)下屬的的多學(xué)科分析中心主任，現(xiàn)為MIT安全研究項(xiàng)目的高級(jí)研究科學(xué)家。在本文中，他全面探討了中國(guó)導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的效能，并分析了該系統(tǒng)在增加中國(guó)戰(zhàn)略導(dǎo)彈精度方面的潛在作用。本刊特編譯此文，僅供讀者參考。
隨著2003年5月24日第三顆北斗-1號(hào)衛(wèi)星的發(fā)射升空，中國(guó)宣稱它已經(jīng)建立了一個(gè)由三顆導(dǎo)航衛(wèi)星組成的衛(wèi)星體系。前兩顆分別于2000年10月31日和12月21日發(fā)射升空。“北斗”衛(wèi)星系統(tǒng)與美國(guó)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS/NAVSTAR)和俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)以及歐洲計(jì)劃中的“伽利略”系統(tǒng)有很大的區(qū)別。它是由三顆地球同步軌道衛(wèi)星組成，覆蓋范圍只能以地區(qū)為基礎(chǔ)，而不像其它系統(tǒng)具備了全球覆蓋能力。
作者認(rèn)為，近年來(lái)中國(guó)一直在采取漸進(jìn)的步驟發(fā)展空間導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。它所宣稱的第一顆導(dǎo)航衛(wèi)星，也就是北斗-1A號(hào)于2000年10月30日發(fā)射升空，衛(wèi)星定位于東經(jīng)140度的地球同步軌道，大約在新幾內(nèi)亞島上空，這也是處于整個(gè)星座最東面的一顆工作星。兩個(gè)月后的12月20日，中國(guó)又發(fā)射了第二顆地球同步導(dǎo)航衛(wèi)星——北斗-1B號(hào)，它位于東經(jīng)180度印度洋中部上空。在近兩年半的時(shí)間里，它們構(gòu)成了中國(guó)僅有的導(dǎo)航衛(wèi)星，直到第三顆衛(wèi)星的發(fā)射升空。北斗-1C號(hào)屬于導(dǎo)航定位系統(tǒng)的備份星，它位于東經(jīng)110.5度，處于前兩顆工作星的中間，與前兩顆一起組成了中國(guó)自己完整的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。在相隔兩年半的時(shí)間里中國(guó)才發(fā)射第三顆衛(wèi)星，看起來(lái)中國(guó)很可能利用了這段時(shí)間來(lái)測(cè)試衛(wèi)星電子設(shè)備和熟悉系統(tǒng)的操作。
通常，導(dǎo)航衛(wèi)星的位置對(duì)于確定用戶和衛(wèi)星的距離以及此后的位置非常重要。這三顆衛(wèi)星眾所周知處于地球同步軌道，它們位置的變化對(duì)于導(dǎo)航的影響是巨大的。在衛(wèi)星工作的這段時(shí)間里，北斗衛(wèi)星的經(jīng)度偏差一直保持在加減0.1度，這也是國(guó)際電信聯(lián)盟所提出的標(biāo)準(zhǔn)范圍，在地球同步軌道的高度上，這個(gè)偏差與地球的對(duì)應(yīng)值為150公里。每經(jīng)過(guò)大約一個(gè)月，當(dāng)負(fù)責(zé)保持衛(wèi)星在軌位置的發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火期間，這種經(jīng)度變化就會(huì)發(fā)生一次。因此，每日的變量相對(duì)要小，只有2至3公里。
然而，由于存在著衛(wèi)星軌道赤道傾角以及衛(wèi)星軌道并不是真正的圓形，所以地球同步衛(wèi)星每天在軌道的位置也是有變化的。前兩顆衛(wèi)星的軌道赤道傾角為0.06度，對(duì)應(yīng)每天南北方向50公里的差額，最新的第三顆衛(wèi)星軌道赤道傾角大約0.014度。傾角的不同是由于太陽(yáng)和月亮(以及地球不是一個(gè)真正的圓球形狀這樣一個(gè)事實(shí))在過(guò)去兩年半時(shí)間中對(duì)前兩顆衛(wèi)星的輻射壓力所致，最后，地球同步衛(wèi)星軌道并不是真正的圓形，每天會(huì)引起40公里的徑向偏差。
所有這些偏差，在距離地面35000公里的軌道看起來(lái)微不足道，但在定位方面如果不對(duì)參數(shù)修正的話卻能引發(fā)巨大失誤�，F(xiàn)有以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)向用戶播發(fā)當(dāng)前軌道參數(shù)及授時(shí)信號(hào)解決這類問(wèn)題，然后用戶計(jì)算出精確衛(wèi)星位置用于自己位置估算�？雌饋�(lái)中國(guó)“北斗”系統(tǒng)很可能使用的是同樣的工作原理。
◆ 系統(tǒng)精度的估算
衛(wèi)星系統(tǒng)的用戶可以測(cè)算出自己在地球上的位置，如果他知道自己與三顆衛(wèi)星或更多衛(wèi)星之間的距離的話。估算的精確度取決于一系列因素包括電子設(shè)備的精度、信號(hào)穿越大氣層的影響以及已知的衛(wèi)星位置到底有多精確和其幾何排列的順序。
使用更多的衛(wèi)星可以增加位置估算的精度，然而如果衛(wèi)星廣泛地分布于用戶的上空也可以增加定位精度。實(shí)際上四顆衛(wèi)星就也可以取得理論上的最大定位精度，這就要求其中三顆要均勻地分布在水平面上。換句話說(shuō)就是以120度為間隔，第四顆衛(wèi)星位于用戶的正上方。從這種最佳幾何排列中移動(dòng)任何一顆衛(wèi)星都將降低用戶定位的最佳精度。
由于“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)總共只有三顆衛(wèi)星在軌，因此就要求用戶裝有一臺(tái)高精度原子鐘�；蛘咂渌谋匾獥l件也行，如用戶處于海平面位置，這種條件使得該導(dǎo)航系統(tǒng)除了用于艦船導(dǎo)航之外在陸上幾乎毫無(wú)用武之力。由于在這種情況下即使沒(méi)有衛(wèi)星導(dǎo)航也可以得到一個(gè)合理的定位精度，因此本文在此不予具體論述。我們將假設(shè)用戶攜帶了一只作工粗糙的小型高精度時(shí)鐘或是一臺(tái)同步的價(jià)格不貴誤差也不是很大的時(shí)鐘。
近年來(lái)原子鐘越來(lái)越普及，中國(guó)肯定已經(jīng)將或是自己制定或是購(gòu)自國(guó)外的高精度時(shí)鐘安裝在導(dǎo)航衛(wèi)星上了。不管怎么樣，雖然我們對(duì)中國(guó)的一個(gè)步兵排甚至是一輛坦克能否在野外成功地操作這一裝置持懷疑態(tài)度，但是我們絕對(duì)有理由相信中國(guó)的飛機(jī)能夠攜帶原子鐘并做到時(shí)鐘與衛(wèi)星的同步化，以此來(lái)確保導(dǎo)彈發(fā)射后數(shù)分鐘時(shí)間里所最必需的精度。
衛(wèi)星的幾何排列，就像用戶所看到的，在決定系統(tǒng)的精確度方面起著非常重要的角色。中國(guó)位于地球同步軌道上的三顆衛(wèi)星遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到最佳化的幾何排列。如果用戶靠近赤道的位置，這三顆衛(wèi)星看起來(lái)就像是從頭頂穿過(guò)的一條直線。這種幾何排列雖然能夠很好地決定經(jīng)度，但在測(cè)量緯度或高度方面卻存在著很大的缺陷。實(shí)際上在赤道平面上，美國(guó)的GPS系統(tǒng)測(cè)量經(jīng)度的精確度要比北斗衛(wèi)星強(qiáng)一千倍，這個(gè)比較是建立在假設(shè)兩個(gè)系統(tǒng)都存在著電子設(shè)備、大氣失真及其它來(lái)源所引發(fā)的相同的誤差基礎(chǔ)之上的(另外，用戶的原子鐘不可避免也存在著誤差，除非也像衛(wèi)星上安裝的原子鐘一樣經(jīng)常進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，在此我們不予考慮)。因此，北斗星座的用戶在赤道上測(cè)量緯度的誤差范圍至少是一個(gè)東西10米、南北3000米的大橢圓。同樣，在高度的測(cè)量方面，美國(guó)的GPS系統(tǒng)精度也要超出中國(guó)10倍。
當(dāng)用戶向北方移動(dòng)時(shí)，緯度和高度的精確度實(shí)際上在某種程度上得到了改善，這是因?yàn)楸倍沸亲膸缀闻帕锌雌饋?lái)更加合理一些。當(dāng)用戶越向北前進(jìn)，衛(wèi)星看起來(lái)越靠近水平線，也就是說(shuō)星座越逼近它的最佳幾何排列。臺(tái)灣臺(tái)北的一個(gè)用戶使用該系統(tǒng)時(shí)，經(jīng)度精確度大約10米，而緯度精度大概只能有100米左右了。雖然這比赤道附近的用戶有了極大的改進(jìn)，但要想靠這種精度制導(dǎo)航空炸彈卻還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。用戶越往北，精度就會(huì)增加，直到北緯80度線，在那里“北斗一號(hào)”衛(wèi)星系統(tǒng)的經(jīng)度測(cè)量精確度可以與GPS系統(tǒng)相媲美。這個(gè)比較也是建立在兩個(gè)系統(tǒng)存在著所有其它來(lái)源誤差相同的假設(shè)基礎(chǔ)之上的。更加有趣的是，如果用戶所處的海拔高度增加上百公里，那么系統(tǒng)在北緯地區(qū)的精確度還會(huì)隨之相應(yīng)增加。
◆ 未來(lái)的改進(jìn)？
中國(guó)國(guó)家航天局已經(jīng)宣布，“北斗”衛(wèi)星系統(tǒng)的精度并不能滿足絕大多數(shù)的陸上用途，包括鐵路和公路運(yùn)輸，而且肯定也不會(huì)為其所接受。然而，中國(guó)很有可能繼續(xù)發(fā)射衛(wèi)星以充實(shí)目前的星座數(shù)量，來(lái)獲取可接受的精度。如果中國(guó)希望繼續(xù)發(fā)展這一地區(qū)性導(dǎo)航系統(tǒng)，一個(gè)方法就是向所謂的“閃電”軌道再發(fā)射另外4顆衛(wèi)星�！伴W電”軌道指的是一種大橢圓軌道，范圍從近地點(diǎn)高度的1000公里到遠(yuǎn)地點(diǎn)高度40000公里，衛(wèi)星運(yùn)行周期為12小時(shí)。入軌時(shí)衛(wèi)星的軌道傾角大約63度，這樣可以防止衛(wèi)星向東或向西漂移出軌道。保持4顆這樣的衛(wèi)星將確保用于導(dǎo)航目的時(shí)至少有一顆衛(wèi)星處于最佳位置。
如果這樣一個(gè)附屬星座加入到“北斗”系統(tǒng)，它仍然是一個(gè)區(qū)域性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，精度也只有GPS/NAVSTAR系統(tǒng)的二分之一或三分之一。然而這樣用戶卻再也沒(méi)有必要隨身失事攜帶原子鐘了，因?yàn)橛脩粼谌魏螘r(shí)候它都可以接收到4顆衛(wèi)星發(fā)射出的信號(hào)。盡管中國(guó)肯定已經(jīng)具備了將這種衛(wèi)星送入“閃電”軌道的能力，但它以前卻沒(méi)有這樣做過(guò)。考慮到中國(guó)在發(fā)展武器系統(tǒng)方面一貫深思熟慮的作法，估計(jì)中國(guó)首先可能會(huì)入軌一顆單獨(dú)的北斗衛(wèi)星，然后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間對(duì)這顆衛(wèi)星的多種功能進(jìn)行測(cè)試，例如高度控制-保持衛(wèi)星的一個(gè)表面始終朝向地球，而太陽(yáng)電池板的表面則指向太陽(yáng)，以及對(duì)衛(wèi)星在這種大橢圓軌道上進(jìn)行至少一年的位置保持和跟蹤。只有當(dāng)時(shí)機(jī)成熟時(shí)，中國(guó)才會(huì)將另外3顆衛(wèi)星送入“閃電”軌道。
作者認(rèn)為，對(duì)于中國(guó)來(lái)講，高度控制和軌道位置保持這兩個(gè)環(huán)節(jié)才是操縱“閃電”軌道衛(wèi)星最困難的事情。就像上文所提到的，導(dǎo)航衛(wèi)星的運(yùn)行軌道必須非常精確，否則軌道測(cè)量的任何失誤都將對(duì)用戶定位產(chǎn)生直接而巨大的影響。
地面控制站可以利用多種方法測(cè)算出地球同步衛(wèi)星更加精確的軌道位置。通過(guò)向衛(wèi)星發(fā)射定時(shí)信號(hào)，然后接收應(yīng)答信號(hào)，這樣就能很容易地算出衛(wèi)星的徑向距離，另外采用“波瓣”技術(shù)-在兩張坐標(biāo)稍有不同的天線方向圖上測(cè)量無(wú)線電相對(duì)往返的過(guò)程，也能夠得出衛(wèi)星的角位置。毫無(wú)疑問(wèn)，中國(guó)在過(guò)去兩年時(shí)間里一直在發(fā)展這兩種技術(shù)，但是要測(cè)算“閃電”軌道衛(wèi)星的位置，中國(guó)還須要做出更大的努力，采取新式不同的操作技巧。
◆ 戰(zhàn)略武器的使用
作者認(rèn)為，如果中國(guó)打算建立一個(gè)精度更加接近GPS系統(tǒng)的地區(qū)性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，那么在衛(wèi)星的數(shù)量上至少翻上一番，而且還要將它們送入無(wú)任何經(jīng)驗(yàn)可尋的“閃電”軌道。
精度不足以制導(dǎo)常規(guī)彈藥的一個(gè)系統(tǒng)，卻可以改進(jìn)戰(zhàn)略武器的精度，這看起來(lái)有點(diǎn)自相矛盾。然而，“北斗”系統(tǒng)就是如此。它可以使用兩種方法將中國(guó)的戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈(ICBM)的精度極大提到到1公里以內(nèi)。一種方法是通過(guò)速度測(cè)量來(lái)決定主發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)閉點(diǎn)，這在后來(lái)證明是行不通的。第二種方法是對(duì)助推段后飛行器或總線實(shí)施制導(dǎo)，這種方法不但可以將導(dǎo)彈的精度提到到1公里以內(nèi)，而且也使得中國(guó)得到了多彈頭分導(dǎo)再入飛行器(MIRV)的技術(shù)。
美國(guó)和蘇聯(lián)的經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，導(dǎo)彈精度、核武器當(dāng)量以及核態(tài)勢(shì)這三個(gè)不可分割因素構(gòu)成了核威懾的整體。因此，在探討“北斗”導(dǎo)航系統(tǒng)如何能夠在現(xiàn)有的3顆衛(wèi)星幾何排列的基礎(chǔ)之上改進(jìn)戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈的精度之前，有必要考慮中國(guó)核態(tài)勢(shì)的主要內(nèi)容。
中國(guó)的核威懾依賴的是一支目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)對(duì)手人口中心的小規(guī)模、生存能力較強(qiáng)的報(bào)復(fù)性力量。該國(guó)目前的核武庫(kù)據(jù)估計(jì)包括大約20枚能夠使用的戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈，打擊距離可達(dá)美國(guó)本土。這些導(dǎo)彈均為東風(fēng)-5A(北約稱為CSS-4)二級(jí)液體助推導(dǎo)彈，射程13000公里，每枚導(dǎo)彈據(jù)信攜帶有一枚熱核彈頭，威力為2-3百萬(wàn)噸TNT當(dāng)量。盡管有報(bào)道稱中國(guó)取消了幾個(gè)多彈頭再入飛行器技術(shù)的研究項(xiàng)目，但東風(fēng)-5A導(dǎo)彈具有著很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性和生存能力。這種導(dǎo)彈平時(shí)未加注燃料儲(chǔ)存在坑道內(nèi)，一旦需要它可以迅速轉(zhuǎn)移出來(lái)進(jìn)入發(fā)射平臺(tái)，整個(gè)發(fā)射準(zhǔn)備工作能在60分鐘內(nèi)完成。一些分析人士相信中國(guó)正在對(duì)其核力量實(shí)施現(xiàn)代化，最早可能在2005年，東風(fēng)-5A型導(dǎo)彈將會(huì)被一種更先進(jìn)的固體燃料彈道導(dǎo)彈所取代。
關(guān)于東風(fēng)-5A導(dǎo)彈的精度有不同的報(bào)道，范圍從500米的徑向概率偏差(CEP)-表示來(lái)襲導(dǎo)彈將降落在這些半徑范圍以內(nèi)，至3500米CEP不等。數(shù)百萬(wàn)噸級(jí)的核彈頭無(wú)論擊中此范圍以內(nèi)的任何一點(diǎn)都會(huì)毀壞整個(gè)城市(一枚300萬(wàn)噸級(jí)的核彈頭可以夷平半徑6.5公里以內(nèi)的所有建筑，并引發(fā)大火和重大的人員傷亡)。然而，如果中國(guó)確實(shí)在其戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈上安裝了多彈頭分導(dǎo)再入飛行器，那么它就需要生產(chǎn)和部署更小、更靈活的核裝置，其核彈頭的當(dāng)量相應(yīng)也會(huì)更小。這樣一枚分彈頭可能的當(dāng)量也許只有150至350千噸TNT，如果是這樣的話，僅僅一枚也會(huì)破壞半徑2.5公里以內(nèi)的所有建筑，同樣也會(huì)引起火災(zāi)和嚴(yán)重的人員傷亡。當(dāng)量越小，中國(guó)可能愈加感覺(jué)到有必要加強(qiáng)導(dǎo)彈的精度，然而即使導(dǎo)彈的徑向概率偏差比較接近外電報(bào)道的500米最小估計(jì)值，如果中國(guó)打算使用這些低當(dāng)量核武器對(duì)多個(gè)城市進(jìn)行打擊，它還需發(fā)展一種制導(dǎo)精度大致相同的總線技術(shù)。
◆ 定位與速度控制
對(duì)戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈進(jìn)行制導(dǎo)與控制是一項(xiàng)非常復(fù)雜而艱巨的工作。在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火4分鐘后，導(dǎo)彈燃盡時(shí)速度即主動(dòng)段結(jié)束時(shí)的速度超過(guò)7000米/秒，經(jīng)歷7次重力速度后，導(dǎo)彈載荷的速度必須控制在原定速度加減6厘米/秒的速度隙縫范圍以內(nèi)。速度上的這種微小差別會(huì)對(duì)導(dǎo)彈的飛行彈道造成極大的影響。例如，將彈頭燃盡時(shí)的速度增加6厘米/秒，彈頭的最大飛行高度就會(huì)相應(yīng)地增加100米，而且在飛行彈道的其它階段，這種高度上的差別還會(huì)繼續(xù)增加，造成了射程上的最終區(qū)別。
由于中國(guó)的東風(fēng)-5A導(dǎo)彈并沒(méi)有安裝助推段后飛行器用于對(duì)第二級(jí)火箭燃盡后的彈頭速度進(jìn)行修正，因此導(dǎo)彈上的制導(dǎo)與控制系統(tǒng)必須將第二級(jí)火箭的推力終止在一個(gè)精確的水平上，這就是人們常說(shuō)的發(fā)動(dòng)機(jī)停車�？刂茝楊^的射程就要控制燃盡時(shí)速度，如果指令要求精度在500米，那么燃盡時(shí)速度最好是在10000米/秒。與更現(xiàn)代化的固體燃料彈道導(dǎo)彈相比，液體燃料的東風(fēng)-5A導(dǎo)彈做到這一點(diǎn)可能更為容易，因?yàn)橐后w發(fā)動(dòng)機(jī)在飛行的最后幾秒鐘時(shí)間里會(huì)降低速度，因此也就減少了加速度，決定正確的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)間也會(huì)更加容易。
如果中國(guó)為東風(fēng)-5A導(dǎo)彈改裝固體燃料助推器，作為對(duì)其實(shí)施現(xiàn)代化改進(jìn)的一部分，那么在精確控制燃盡時(shí)速度方面難度可能會(huì)增大。想法做到發(fā)動(dòng)機(jī)精確停車，中國(guó)可以采取美國(guó)民兵和海神彈道導(dǎo)彈曾經(jīng)使用過(guò)的原理：在導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)的上未端加裝連接有爆破引信的發(fā)動(dòng)機(jī)停車閥柱(塞)或氣門(mén)，用于突然減少發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的壓力以及燃?xì)夂屯屏�。�?dāng)然導(dǎo)彈的制導(dǎo)和控制系統(tǒng)必須非常精確地決定發(fā)動(dòng)機(jī)停車的正確時(shí)間，并且還要在當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于最高加速度時(shí)，否則將會(huì)加劇彈道的速度偏差。
中國(guó)可能利用其衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)改善導(dǎo)彈精度的一個(gè)方法將包括測(cè)量衛(wèi)星射向地球信號(hào)所產(chǎn)生的多普勒頻移。衛(wèi)星向地面實(shí)際發(fā)出的無(wú)線電頻率與用戶接收到的信號(hào)頻率有差額，這個(gè)差額就稱作多普勒頻移。這種微小差額與導(dǎo)彈的速度是成正比的，當(dāng)導(dǎo)彈達(dá)到理想的速度和方向時(shí)，就在這一精確時(shí)間點(diǎn)上做到發(fā)動(dòng)機(jī)停車。另外，“北斗”星座內(nèi)的3顆衛(wèi)星也使中國(guó)具備了測(cè)量導(dǎo)彈速度所有3個(gè)要素的能力，這不僅包括彈道上任何一點(diǎn)的速度，而且還能測(cè)量橫向距離偏差。
這種方法以前曾經(jīng)被使用過(guò)。二戰(zhàn)期間的德國(guó)在其V-2導(dǎo)彈上不但進(jìn)行了使用多普勒頻移技術(shù)來(lái)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)，而且實(shí)際上也部署了一些具備這種能力的V-2導(dǎo)彈。中國(guó)的戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈與德國(guó)短程V-2導(dǎo)彈的一大區(qū)別是兩者要求的速度測(cè)量精度。像上文所提到的，如果中國(guó)打算使用多普勒頻移來(lái)決定發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)間，就需要測(cè)量出每秒只有幾公分的速度差別。然而，測(cè)量一個(gè)多普勒頻移就只有短短的有限的時(shí)間，這個(gè)過(guò)程就像是在兩條類似的電波上作比較，尋找出它們的差別所在。導(dǎo)彈上的測(cè)量裝置必須要在半秒鐘的時(shí)間里測(cè)量出導(dǎo)彈速度，而且精度不能低于6厘米/秒。假設(shè)“北斗”衛(wèi)星是在6兆赫的波段上向外發(fā)送信號(hào)——我們知道這是中國(guó)衛(wèi)星的工作頻率，如果中國(guó)想使用更低的頻率或是要求更高的的精度——比如對(duì)應(yīng)地面50米的徑向概率偏差，那么測(cè)量多普勒頻移所要求的時(shí)間就會(huì)增加。
要想在這半秒鐘時(shí)間里，測(cè)出所需精度的東風(fēng)-5A導(dǎo)彈的速度，那么導(dǎo)彈的速度變化將會(huì)達(dá)到35米/秒，這就極大地超出了6厘米/秒的精度。而且要想測(cè)出主動(dòng)段結(jié)束時(shí)所需精度的彈頭速度甚至也會(huì)變得更加困難，因?yàn)樵跍y(cè)量多普勒頻移的同時(shí)，光是重力就會(huì)引起4.5米/秒的速度變化。這樣，如果中國(guó)想在一定的時(shí)間里測(cè)出所需精度的彈頭速度，它必須將其導(dǎo)航衛(wèi)星的頻率提高至少1000倍。從這里我們可以得出結(jié)論，目前中國(guó)的導(dǎo)航衛(wèi)星還無(wú)法利用測(cè)量所需精度的彈頭速度這種方法來(lái)提高其戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈的精度。
◆ 測(cè)量位置，推力速度
中國(guó)能利用它的3顆衛(wèi)星來(lái)改善其戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈的精度，通過(guò)對(duì)助推段后飛行器的位置進(jìn)行多次測(cè)量。速度稍有差別的彈頭，它的彈道在空間的飛行路線也是不同的。這種方法就是充分利用了這樣一個(gè)理論。在這種情況下，中國(guó)將會(huì)使用其生產(chǎn)或外購(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)加速儀來(lái)終止導(dǎo)彈的推力，最終速度精度可能只有1米/秒左右，與之相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)精度幾乎達(dá)到10公里。
如果中國(guó)的彈道導(dǎo)彈裝備了助推段后飛行器，而且它所攜載的彈頭速度能夠在一秒鐘的時(shí)間內(nèi)改變幾米的話——這一數(shù)值是一臺(tái)先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)及其相關(guān)燃料容積所必須要求的，那么中國(guó)還是可以承受彈道導(dǎo)彈速度上的不精確性的。在主助推器燃盡時(shí)，衛(wèi)星總線將首先經(jīng)過(guò)一段時(shí)間來(lái)確定導(dǎo)彈的位置，這一時(shí)間要足夠衛(wèi)星來(lái)區(qū)別出速度差只有每秒幾公分區(qū)別的彈道軌跡。這一過(guò)程最多不能超過(guò)600秒，可能會(huì)更少。到那時(shí)，總線將解鎖特別設(shè)計(jì)的加速儀，并將其設(shè)置在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所確定的環(huán)境中，或者只需要重新啟動(dòng)主慣性制導(dǎo)裝置也行。任何一種方法都能避免導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)在主助推器動(dòng)力飛行階段可能產(chǎn)生的計(jì)算失誤。新的制導(dǎo)裝置屆時(shí)將由衛(wèi)星總線啟動(dòng)用于控制發(fā)動(dòng)機(jī)以此來(lái)修正速度，另外它也能夠多次改變總線速度。如果總線運(yùn)用的是多彈頭分導(dǎo)再入飛行器技術(shù)的話，那么每到一個(gè)新彈道，總線都會(huì)釋放出一枚彈頭。
彈頭或助推段后飛行器在其飛行的27分鐘時(shí)間里，都處于所有3顆衛(wèi)星的監(jiān)測(cè)之下。這就使得衛(wèi)星總線可以長(zhǎng)時(shí)間、多次對(duì)其位置進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而推斷出精確度非常高的導(dǎo)彈速度。地基導(dǎo)航系統(tǒng)不可能有這么長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間，因?yàn)閷?dǎo)彈很快會(huì)消失在地球圓形表面之下。很明顯，如果助推段后飛行器想要達(dá)到所需的精度的話，它就需要這段時(shí)間來(lái)決定本身的速度。衛(wèi)星在主動(dòng)段結(jié)束后的前幾百秒估計(jì)的偏差與導(dǎo)彈的實(shí)際偏差大致相同。然而，由于系統(tǒng)每隔一秒或兩秒時(shí)間測(cè)量一次總線的位置，因此它最終還是能夠分別出速度上的差別。另外，系統(tǒng)還可將彈道高度差別納入速度差別的分析當(dāng)中。
◆ “北斗”系統(tǒng)對(duì)中國(guó)核作用的影響
作者認(rèn)為，一個(gè)系統(tǒng)理論上的能力并不能決定其是否可以用于特殊場(chǎng)合。中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)盡管不適合常規(guī)及陸上用途，但卻很適合戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈的制導(dǎo)與控制。如果北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的目的就是用于改進(jìn)中國(guó)彈道導(dǎo)彈精度，那么西方就有必要考慮中國(guó)的核態(tài)勢(shì)。
在美國(guó)和蘇聯(lián)的核較量中，改善核彈頭精度一直與第一次核打擊能力聯(lián)系在一起，打擊的目標(biāo)要么針對(duì)對(duì)方的核力量(在發(fā)射前毀壞對(duì)方導(dǎo)彈發(fā)射井)，要么是對(duì)方的指揮與控制設(shè)施。然而，如果中國(guó)打算獲得第一次打擊能力，它就不得不實(shí)施一項(xiàng)大規(guī)模采購(gòu)項(xiàng)目，而不僅僅是現(xiàn)代化這么簡(jiǎn)單。對(duì)美國(guó)民兵戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈進(jìn)行第一次打擊至少需要500枚核彈頭：在《第二階段消減核武器協(xié)議》的限制下實(shí)現(xiàn)“一對(duì)一”打擊。即使中國(guó)為每枚戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈安裝3枚分導(dǎo)彈頭，那么它的導(dǎo)彈數(shù)量至少還需要增加8倍，更不用提500枚核彈頭了。當(dāng)然，美國(guó)還有數(shù)量不斐的戰(zhàn)略轟炸機(jī)及三叉戟彈道導(dǎo)彈核潛艇作為報(bào)復(fù)力量。即使中國(guó)想對(duì)美國(guó)的指揮及控制設(shè)施實(shí)施第一次核打擊也成問(wèn)題，因?yàn)槊绹?guó)為了抵抗蘇聯(lián)的第一次核打擊相繼興建了許多預(yù)備指揮中心。
作者認(rèn)為，中國(guó)致力于的一個(gè)選擇性戰(zhàn)略，可能是運(yùn)用“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為安裝有分導(dǎo)彈頭的戰(zhàn)略導(dǎo)彈提供制導(dǎo)，這也不需要對(duì)導(dǎo)彈精度作多大的改進(jìn)。中國(guó)可能正在努力增加目標(biāo)瞄準(zhǔn)美國(guó)城市的導(dǎo)彈數(shù)量�！氨倍贰毙l(wèi)星這樣一個(gè)用于戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈的導(dǎo)航系統(tǒng)，也可以看作是中國(guó)對(duì)抗美國(guó)部署更加現(xiàn)代化的國(guó)家導(dǎo)彈防御系統(tǒng)而作出的一個(gè)反應(yīng)。實(shí)際上由于啟動(dòng)該系統(tǒng)耗時(shí)較長(zhǎng)，因此在美國(guó)的天基追蹤系統(tǒng)確定了一個(gè)飛行彈道，第一枚攔截導(dǎo)彈就要擊中目標(biāo)之前，此時(shí)助推段后飛行器可能還正在作機(jī)動(dòng)飛行。這樣的機(jī)動(dòng)飛行，再加上中國(guó)肯定已經(jīng)掌握的廉價(jià)的彈頭誘餌技術(shù)，對(duì)付美國(guó)地基攔截導(dǎo)彈無(wú)疑非常有效 。
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