狙击手探测系统：让狙击手无所遁形

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　　狙击手在战争中的作用毋庸质疑。他们高效率地射杀敌方人员、毁伤关键设备，迟滞敌方部队的行动；他们行踪诡秘、伪装良好、难于察觉；他们的存在往往带来恐慌，成为敌方的心腹之患。随着狙击步枪射程、精度、威力的提高，以及高性能观瞄设备的涌现，狙击手的威胁日益增加。在维和、反恐等行动中，狙击手成为最主要的威胁之一。
　　对付狙击手，一直以来都没有很好的技术手段。一般采用“以毒攻毒”的方式，即以己方的狙击手对付敌方的狙击手，然而这种方式存在着太多的不确定性，不能确保发现敌方的狙击手，因此不适于不容有失的安全保卫行动。随着技术的发展，很多国家开发出多种机理的狙击手探测系统，主要有声探测系统、红外探测系统和激光探测系统。这些系统或以被动方式测定射击弹道、确定狙击手位置，或以主动方式发现潜伏的狙击手，在一定程度上缓解了狙击手的威胁。
　　
　　声探测系统
　　
　　狙手声探测定位系统通过接收并测量狙击步枪的枪口激波和弹丸飞行产生的冲击波来确定狙击手的位置。不安装消声器的单兵武器射击时，膛内的高温高压火药燃气喷出枪口，会突然膨胀并与大气混合，形成以声速向外传播的枪口激波(爆炸声)，而高速飞行的弹头也会在空气中摩擦产生涡流、激波和飞行噪声，当弹头飞行速度接近并超过声速时，这种飞行噪声更为明显。而声探测系统通过布置一系列声传感器，通过精确测定枪口激波和弹丸飞行激波到达每个传感器的时间差，可以精确计算出射击位置，以及弹丸飞行弹道、飞行速度和枪械口径。目前，声信号探测是价格最低廉、测定最精确、使用最广泛的狙击手探测系统。
　　
　　法国“皮勒尔”反狙击系统
　　法国米特拉维(Metravib)公司研制的“皮勒尔”(PILAR)反狙击手声探测系统，可在背景噪声较大的环境下，全天候实时观测、记录子弹的飞行弹道，准确探测、定位、分类和报告小口径枪支的开火位置。“皮勒尔”声探测系统有陆基、车载和船载等多种型号。法国在波斯尼亚的维和行动中成功应用了“皮勒尔”探测系统；在1996年法国里昂G7会议上，该系统被用于保护贵宾；美国特种部队、意大利和澳大利亚部队也装备了该系统。
　　“皮勒尔”反狙击手探测系统由3个主要部分组成：1～2个便携式声探测阵列天线、数据界面采集模块和军用加固计算机。声探测阵列天线是一种安装有4个“麦克风”探测器的遥控三角架，第2个声阵列天线安置在距第1个声阵列天线50～400米处，利用三角测量法测定狙击手的位置；数据界面采集模块可实时处理声探测器输出的信号，军用加固计算机用于管理整个系统，安装有SHOTGUARD可视化输出软件。此外，“皮勒尔”通用观测转塔接入到显示装置，可提供开火位置的真实图像或录像。
　　“皮勒尔”探测系统为全被动式，视场为360°× 90°，最远可探测到1500米处的开火位置，声阵列天线可探测到200米内飞过的子弹。该系统可以探测出安装有消音器的5．45～20毫米口径的武器以单发、连发方式射出的亚声速或超声速子弹，系统反应时间1．5秒。“皮勒尔”探测系统的方位定位精度，在静止状态时为±2°，车载运动状态中为±5°，俯仰定位精度为±5°；距离定位精度依配置的不同，介于±10％一20％间。“皮勒尔”系统对军用计算机配置的要求不高，一般为Intel赛扬PⅡ或Pm处理器、256兆内存、2GB硬盘；便携式探测阵列天线重2千克；数据界面采集模块重3．6千克。系统能够在城市、森林、山区以及沙漠地带全天候工作，工作温度为-40℃～50℃。
　　
　　美国Boomerang系统
　　2003年秋季，驻伊美军经常遭到当地狙击手的袭击。袭击者往往埋伏在距离美军车队路线100米左右的建筑物内，当车队经过时突然发起袭击；而车内人员由于周围噪音以及头盔的隔音效果，不能及时察觉并做出反应，造成大量人员伤亡。针对这一情况，美国国防部先期研究计划局(DARPA)开始研究反制措施，展开了一项名为Boomerang(“飞去来器”)的应急行动，希望能迅速部署50套新型狙击探测系统。美国BBN公司在90年代中期研制的固定式“子弹之耳”狙击手探测系统的基础上，增加了一些新的功能，能够在高速运动的车辆上以及城市噪杂的环境下正常工作，易于安装，价格更低廉。BBN技术公司用了65天时间，在2004年1月21日顺利完成了50套Boomerang I系统的设计、试验和生产，并于2004年3月开始装备驻科威特美海军陆战队的“悍马”车。
　　
　　Boomerang Ⅰ型声探测系统由三部分构成：①声传感器阵列。阵列直径1米，由7个“麦克风”构成，安装在车尾桅杆的顶部，每个麦克风与桅杆顶端的轴毂相连。②信号处理单元。包括Intel赛扬650兆处理器、PC-100模／数转换插板、电源系统、音频功率放大模块、定制模拟到达时间差插件板。采用24V车载直流电源，位于车辆后部的乘员座位下，PC-100转换插板上的闪存卡可存储100个射击数据文件，并可将其导出用于后续的分析和处理。③用户界面。由显示器、扬声器、GPS等部分组成，安装在车辆的仪表盘上。告警装置采用16个红色发光二极管，以罗盘样式指示开火方位，也可通过扬声器发出声音警报。此外，通过磁铁吸附方式，在车顶还安装有公共无线局域网(WiFi)信号增益天线，可实时传输数据。
　　Boomerang I型声探测系统的初始设计目标为：在速度不超过96千米／小时的车辆上正常工作，在城市低矮建筑环境内，有效探测50～150米距离内的射击；在1秒内迅速将射击方位锁定在±15°范围内，距离误差1～30米，误警率低于0．1％，能够适应沙漠作战环境。经过一个阶段的作战使用，美军发现Boomerang I系统还有许多缺陷。其中即有性能上的缺陷，如无法精确测定来袭弹丸的仰角和距离，显示系统不够直观、精确等；也有设计安装上存在的问题，如系统电源设计不当，与车载电台的战术兼容性不好，虚警率高，以及传感器阵列轴毂机械强度不高，在频繁振动情况下易出故障等。BBN技术公司又在I型系统基础上设计了Ⅱ型系统。
　　BoomerangⅡ系统与I系统相比，基本结构保持不变，技术改进主要包括，采用更紧凑的传感器阵列，阵列直径由1米降低到0．5米，同时改进了阵列轴毂的机械结构和电气性能，使其能经受频繁的震动，加强了传感器阵列及其他部件的密封性，提高了抗恶劣环境的能力；改进了信号传输，I型系统传输到位于车底的信号处理单元的是模拟信号，而Ⅱ型系统在轴毂处就将模拟信号转换为数字信号再做传输，从而避免了 与战术电台间的电磁干扰；改进了算法，使系统能够精确测定来袭弹丸的水平方位、俯仰角和距离，改进了显示系统，增加了数字显示装置。Ⅱ型系统能在1秒以内将狙击手位置锁定在±2．5°内；虚警率大大降低，不受风、撞击以及己方反击枪声的干扰；有良好的电磁兼容性，与战术电台互不干扰；能适应各种气候环境，可在开阔地以及城市地形环境下正常工作。价格也较为低廉，每套价格约为1万美元。
　　采用声探测技术的反狙击手系统还有：加拿大迈克唐纳・底特维勒公司的“雪貂”系统，美国AAI公司的PDCue射弹探测和定位系统，通用动力公司研制的子弹探测指示系统，阿连特技术系统公司的“安全”探测定位系统，科学应用公司的“哨兵”反狙击手定位系统以及以色列拉斐尔公司研制的SADS反狙击手探测系统。
　　
　　红外探测系统
　　
　　红外反狙击手探测系统通过探测枪口闪光和飞行弹丸的红外信号，来确定敌方狙击手的位置。红外探测器可以探测子弹出膛时的闪光，发现1000米距离、视线不被阻断的目标。由于飞行的弹丸比周围空气的温度高，红外探测器可在几千米外探测到弹丸的热特征，通过弹丸的飞行弹道，回溯发现狙击手的位置。在波长为3～5微米的中红外波段内，探测效果尤为明显。
　　美国马里兰高级开发实验室研制的“蝰蛇”反狙击手探测系统由红外摄像机、计算机、步枪上安装的惯性传感器及显示器组成。“蝰蛇”系统采用凝视型中红外焦平面阵列探测器来探测枪口闪光，可在狙击手开枪后70毫秒内探测到目标，方位、水平定位精度误差均小于0．2°。该系统的红外摄像机不必瞄准或靠近狙击手，只需视线能够观测到目标即可。即使视线中间存在小型障碍物(如灌木丛)，系统仍然能够在狙击手的有效打击距离外探测到信息，探测概率超过95％，可用于探测5．66毫米、7．62毫米和12．7毫米口径的步枪。虚警率受探测背景和天气条件影响较大。虽然“蝰蛇”探测系统能够非常准确地提供狙击手方位，但是不能可靠地确定距离。由于各种弹药的红外辐射强度不同，再加上大气因素的影响，“蝰蛇”系统很难利用亮度来判定狙击手的距离。虽然也可以立体布置2个红外探测器，利用三角测量法来判定狙击手距离，但是需要精心布放，而且红外探测器的成本较高，不如增加一套声探测器系统。
　　除了“蝰蛇”系统外，其他采用红外探测技术的狙击手探测系统还有：美国ThermoTrex 研究所开发的快速红外狙击手跟踪系统、桑德斯(Sanders)公司、Sentech公司和LMIIS公司联合研制的工作在8～10微米波段的综合狙击手探测系统、劳伦斯‘利弗莫尔实验室的“救生员”系统以及休斯飞机公司研制的反狙击手系统。
　　
　　激光探测系统
　　
　　激光反狙击手探测系统利用的是“猫眼”效应。猫眼在黑暗中发光，是由于猫的视网膜比身体其他部位的反射能力强。同样，狙击手的瞄准望远镜也比周围背景的反射能力强。当不可见光波段的激光束照射到其表面时，就会产生狙击手不易察觉而激光探测系统能够察觉到的较强反光，从而发现狙击手。不同于声探测系统和红外探测系统，激光探测系统是一种主动系统，有可能在狙击手开枪之前就找出他们的位置。
　　法国激光工业公司(CILAS)研制的狙击手探测系统是一种典型的激光探测系统。该系统由3部分组成：①光学传感器部分。整套传感器被安置在一个坚固的矩形铁盒内，铁盒一侧开有2个玻璃窗口。广角编码激光束发射装置通过其中一个窗口，发射编码扫描激光束，高技术激光接收装置――一种内带微光放大装置的特殊数码相机，通过另一个窗口拍摄可见光图像和接收反射回来的激光信号。②转塔部分。位于传感器以下，用于带动光学传感器对怀疑区域进行水平和俯仰扫描。③遥控单元。由军用加固计算机和控制手柄组成，主要用于处理、显示传感器传来的图像；根据预定程序控制光学传感器的扫描，操纵人员通过手柄控制光学传感器的扫描。
　　工作时，激光发射装置发射出编码扫描激光束，每次照射覆盖5°×4°的区域，与它同步的激光接收装置随即获得激光图像和该区域的可见光图像。两种图像传送至遥控单元后，由系统自动比较两者的细微差别。若有异常，系统将在0．1秒内启动警报，并在监视器上显示异常的位置和图像。操纵人员可以通过控制手柄放大观察可疑区域，以进一步确认是否存在问题。
　　该系统使用近红外激光，工作波长0．8～0．9微米，探测范围为水平-175°～+175°、俯仰-20°～+20°，探测距离白天1000米、夜间4000米(雾天除外)。系统除了可以探测到隐蔽在伪装网后或者加装有蜂窝板的狙击手步枪瞄准镜，还能探测到夜视镜、测距仪、望远镜等其他光学部件。城市环境中玻璃表面比较多，会产生干扰，但通常可以通过图像处理软件轻易滤除。有一种情况比较麻烦，就是新闻记者相机的镜头过于接近瞄准镜，可能会造成误判，目前从技术上还无法有效解决，只能依靠操作人员的丰富经验了。
　　SLD-400原型系统于1994年底在萨拉热窝得到首次应用，效果非常显著。据报道，在1992年前，由于未装备反狙击手系统，驻萨拉热窝的法国维和部队在很短时间内就有80多人死于技术精良的当地狙击手的枪下，而装备该系统后，在随后几年内没有因为狙击手损失一名士兵。除了狙击手探测外，SLD-400系统在战场上也可用来对付敌军车辆，通过探测敌军车载瞄准装置记录车辆的运动情况。该系统也有助于特种作战部队的目标识别。
　　尽管出现了不同机理、各种型号的狙击手探测系统，但依靠单一机理的探测系统仍然存在漏洞。如声探测系统和红外探测系统这类被动探测系统，至少要等狙击手射出第一颗子弹后才能发挥效用，如果狙击手技术过硬，很可能因为关键目标被其一发射杀而失去防护意义。激光狙击手探测系统尽管能够进行主动扫描，但扫描识别周期比较长，有可能在尚未得到结果前就遭到攻击：而且激光工作对气象条件依赖性比较强，同时如果射手事先采取措施，抑制某个波长的激光，或在狙击步枪上安装更有效的抗反射滤光装置，也有可能使激光探测系统失效。而综合使用多种机理的主、被动探测系统，将会提高反狙击手探测系统的探测精度和广度、增强系统的作战效能。例如，法国人综合使用其性能先进的“皮勒尔”声探测系统和SLD-400激光探测系统，就大大增加了实战效能。
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