《导弹干扰和交战模型》最新34页报告

本报告描述了一种名为导弹干扰与交战模型（MJEM）的评估工具，该模型能够通过分析导弹的位置、导航与授时（PNT）信息及目标定位信息的可用性，量化空射导弹对目标实施拦截的性能指标与效能指标。部分信息可能在导弹飞行过程中通过空基或天基资产信号实时更新。MJEM的开发旨在评估导弹在特定作战条件下对这些资产信号的依赖程度。

本研究服务于两项研究项目：第一项由HAF A2/6L委托开展，隶属于美军2024财年"确保复杂对抗性电磁环境中电磁作战成功"项目；第二项由SSC/SZ-BC委托实施，属于2024财年"杀伤链分析及对美国太空军（USSF）与空军（USAF）支持"项目。两项研究均在兰德项目空军部队的"战力现代化与运用计划"框架下完成。报告观点仅代表作者立场，不反映美国国防部或政府的官方政策。材料审查不构成国防部对内容准确性或观点的认可。

本报告适用于研究射频干扰环境或太空支援降级条件（含多种远程杀伤链场景）下空射导弹交战的研究人员与分析人员。报告假定读者具备基础概率统计与链路预算分析知识，相关背景信息可通过引用文献获取。

核心问题

新兴空战任务涉及对远程目标的空射导弹打击。随着导弹飞行距离增加，导弹与目标的位置误差及不确定性可能累积，显著降低拦截成功率。通过射频通信在飞行中更新位置信息可减少此类误差，但对手可能通过干扰GPS定位更新、目标位置/速度/航向信息更新，或对卫星/航空器实施动能/非动能攻击来阻断信息传递。关键问题在于：在特定作战条件下，导弹的成功拦截多大程度上依赖这些信息？

方法论

为解决该问题，我们基于Python编程语言开发了MJEM数学模型。模型输入参数包括：发射平台、导弹、目标及干扰机的高度与射程；导弹射频接收器及其电子防护措施；信息源可用性与更新频率；发射器与干扰机功率水平；目标定位误差；导航系统性能指标；导弹导引头特性。MJEM将位置误差与不确定性视为零均值高斯随机变量，通过链路预算计算干扰范围并估计飞行中误差累积，最终输出导引头捕获距离处的干扰范围与横向位置误差作为性能指标，并以导引头捕获概率作为效能指标。

关键发现

MJEM为量化导弹在特定条件下对信号与信息源的依赖程度提供了有效方法。
模型应用表明依赖程度因任务、导弹、目标等因素而异，但存在三个共性趋势：
- 惯性导航系统性能主要受载机传递对准精度主导。
- 系统速度误差估计涉及瞬时视场、亚像素分辨率、信噪比与传感器稳定性等多变量，因缺乏精度数据需依赖简化假设。
- 效能指标高度依赖导引头捕获距离与视场范围。
实际导弹交战涉及海量变量，部分未纳入模型的因素需不可行的组合运算评估影响。因此，模型不宜用于实际任务规划或作战结果预测，而应作为分析交战依赖性与脆弱性的指导工具。

建议

当前模型已用于评估防空威胁任务群舰船打击与攻势制空任务高价值空中目标打击的依赖性，建议扩展至陆基敌防空系统压制/摧毁或其他威胁任务群舰船打击等类似任务。
建议增加惯性导航系统加速度计建模以评估射程误差，提升模型保真度并扩展至洲际弹道导弹打击等应用场景。
需深入研究载机向导弹传递对准过程，因其主导惯性导航系统性能表现。
MJEM目前仅支持单导引头导弹建模，但部分导弹配备多模导引头（如反辐射导引头与末端导引头组合）。分阶段应用MJEM建模效率低下，建议升级模型以提升多导引头支持效率。