文中描述了已获专利并经过国际测试的空间抓取技术(SGT)及其空间抓取语言(SGL)在一体化防空反导(IAMD)中的应用。SGT基于递归移动代码在分布式世界中的自传播实现全域空间导航与处理,与传统的、将大型系统视为交换消息的组成部分的管理方式有根本区别。SGL解释器的动态网络可以任意扩展,并作为强大的空间引擎覆盖陆地和天体环境。本文包含一个使用SGL语言,通过雷达站网络,利用自演进的空间智能跟踪并摧毁多枚巡航导弹的示例。文章还简要介绍了可用于潜在IAMD应用的低地球轨道多卫星星座的不断发展。从过去的战略防御倡议谈起,进而简述太空发展局的最新项目,本文展示了使用具有集体行为模式的低轨卫星星座来发现、跟踪和摧毁弹道导弹与高超声速滑翔器的SGL解决方案。文章还展示了如何在SGL中为对抗多个目标(目标与追击器均可为导弹或无人机)的移动追击器群组组织更高层级的监督,通过赋予其全局感知乃至"意识"来大幅提升其性能。SGT的最新版本可在任何平台上实现,并在短时间内投入运行,这与其在不同国家的先前版本类似。关键词:防空反导,雷达网络,卫星星座,战略防御倡议,太空发展局,高超声速滑翔器,空间抓取技术,空间抓取语言,全局感知
本文其余部分组织如下。第2节描述了传统系统及其解决方案是由交换消息的部件组成的表示方式,以及当其变得庞大和分布式时日益增长的整体性与可管理性问题。第3节阐述了所开发的空间抓取技术的主要原理,该技术通过并行活动代码提供全域覆盖,并详细介绍了基本空间抓取语言及其分布式解释。第4节提供了一个在SGL中寻找分布式网络中最短路径树和最短路径的示例,与传统解决方案相比,其极为简单和紧凑。第5节描述了一个在SGT下,通过分布式雷达站网络跟踪具有复杂航线的巡航导弹的示例,SGT提供的移动智能可有效跟随导弹,无论其去向何方。第6节提及了可用于IAMD目的的快速增长的卫星星座。第7节简述了八十年代的SDI及其旨在摧毁弹道导弹的关键组件"智能卵石",同时用SGL表达了卵石的功能。第8节简述了太空发展局启动的下一代太空架构,并提供了在SGL中,利用协同工作的低轨卫星星座来发现、跟踪和摧毁高超声速滑翔器的移动空间解决方案。第9节展示了如何在SGL中为对抗多个目标(两者均可为导弹或无人机)的分布式追击器团队组织全局感知,从而大幅提升其性能。第10节通过确认所开发模型和技术对IAMD应用的适用性来总结全文。
在SGT下由雷达站网络跟踪巡航导弹
在SGT下运行的分布式通信雷达站可以捕获并跟踪整个区域内的移动目标(例如巡航导弹(相关文献省略),另见图7),尽管单个雷达站的传感器存在局限。
图7. 巡航导弹及其轨迹。
首个发现新目标的雷达成为分布式追踪操作的起点,目标在当前雷达丢失其踪迹后,其监视任务随即转移到其他传感器。目标的行为历史可由SGT产生的移动智能通过雷达网络跟随其物理移动来收集。根据收集到的历史,此类目标可能会被命令摧毁。SGT可以同时服务于任意数量在同一区域内传播的移动目标,如图8所示。
图8. 通过移动智能跟踪并摧毁多枚巡航导弹。
下一代太空架构
此概念架构最近已由太空发展局启动(相关文献省略),见图12。
图12. 太空发展局概念架构。
此太空架构计划对抗日益增长的天基威胁,快速推进高超声速防御并从太空跟踪高超声速威胁,以及为卫星配备激光武器以击落导弹等。与SDI项目不同,此架构侧重于多颗卫星的密集协同与集体行为。我们将考虑用SGL编写的控制场景来实现其部分计划功能。
高超声速滑翔器的单线程跟踪
卫星传感器首次(在给定的可见度阈值内)发现一个新目标的时刻,即是分布式追踪操作的开始,该目标由此卫星持续监视,直到其可见度保持在可接受范围内。否则,在分析其在所有相邻卫星中的可见度后,监视任务将转移至对目标具有最佳视野的邻居卫星,如图13所示。
图13. 通过SGT单线程跟踪并摧毁高超声速滑翔器