智者运筹帷幄——追忆SAGE防空半自动化指挥系统

                
                
    SAGE系统是世界第一套防空半自动化指挥系统，它的出现标志着防空系统迈入了自动化指挥系统的大门，具有划时代的意义。
    SAGE系统的意义并不仅仅局限于防空指挥系统本身，由于其通过现代通信手段将分布在广阔战区内的各作战单元有效的联在一起，实现了战术信息的快速处理和分发，实现了作战资源的优化配置，充分发挥了作战体系的整体效能，以有限的兵力的作战能力得到倍增，这种将各作战要素、资源和武器系统连接在一个整体的功能正是军事指挥官所渴望的，因此现在SAGE系统也被视为指挥自动系统或者说C3I系统的鼻祖，其所体现的系统对抗的概念更是被现代网络中心战等发扬光大，因此可以毫不夸张的说；SAGE系统预示着现代信息战争的曙光。
    至从上世纪初来特兄弟发明飞机以来，经过两次世界大战的催化，尤其是二战中喷气式发动机的出现，让战后作战飞机速度更快、高度更高，航程更远，由此对防空系统也提出更高的要求，指挥官知道可能要在上千公里的范围内空情信息以作出正确的决策，但传统的防空指挥系统采用人工作业方式，代表就是二战中英国截击指挥系统；雷达操纵员将目标信息通过电话线报送给截击引导中心，由标图员在大幅地图上标示出空情态势，指挥官由此进行图上作业，引导战机截击目标，这种方式的缺点就是全程人工作业，反应时间慢、信息处理能力不足，加上由于紧张等原因造成的虚报、漏报，系统在应付复杂空情时的能力不足，特别是当对方采用多方向、多批次发动进攻的时候，大量的空情涌入指挥部，仅凭人工很难进行全面的处理和分析，根据有关资料有传统的手段只能处理所得情报的30%，也就是说指挥官在做出决策的时候，只能使用已处理的30%的空情信息，因此其决策不可避免的带有很大的局限性，进入喷气式飞机时代这种缺点变得更加明显，喷气式作战飞机的速度可以达到螺旋桨飞机的3倍以上，进行空中加油后具备洲际轰炸能力，这样现代防空指挥官所要掌握的区域更大，产生的空情信息更多，而反应时间则更短，更大的问题在于核武器的出现，轰炸机的威力变得空前的强大，少数几架漏网之机都可能造成非常严重的后果，在这种情况下，防空指挥官需要新的的手段来实现对战场信息的搜集、分类、分析和综合，并作出辅助决策，这就是SAGE系统由此应运而生。
    众所周知，由于拥有太平洋和大西洋这两条天然的“护城河”，美国在相当长的时间内对于国土防御并没有给予足够的重视，不过随着二战的结束，冷战铁幕的拉开，美国突然发现其本土已经变得并不安全，上世纪40年代后期前苏联仿制美国的B-29制成图-4远程轰炸机，特别是前苏联爆炸自己的核武器，让前苏联空军了拥有机载核武器和能够飞越北极到达北美的远程轰炸机，防范苏联对美国本土的核打击成为美国空军的一项重要任务。由于此前对于防空系统的缺乏投入，美国空军不得不把二战的老雷达从仓库里拖出来并征召了数千名志愿人员来守望北方的天空以后，此时的美国国土防空和二战英国截击指挥系统一样，采用的纯人工的作业方式，因此也就存在着相同的缺点，尽管。二战期间英国截击指挥系统在反空袭作战中发挥了很大的作用，但实际操作经验表明；如果没有足够的预警时间，很难有效地拦截轰炸机，随着前苏联轰炸机的喷气化，这些飞机突防速度有了明显提高，这些老式预警系统在反应时间上就显得更加落伍了，天平逐渐向攻击方倾斜。冷战的强大压力迫使美国空军寻求提高截击效能的手段。
    此时，美国空军的挑战在于；新的系统不论在广度和深度都上都前所未有；从广度上来说其覆盖整个北美大陆范围的防空作战单元，从深度上来说其上至最高指挥机关，下至基层作战单位，集指挥、通信、情报于一身，并且要在如此宽广的范围、如此众多的系统内实现作战信息的获取、传递、处理和利用，在当时电子技术并不发达的情况下，的确困难重重，并且障碍并不仅仅体现在技术上，观念上的僵化也束缚着新的理论的的诞生。后来担任美国空军参谋长首席科学家的乔治•E•瓦利不无讽刺地说起他向空军官员提出使用电话线代替不可靠的高频无线电通讯时，对方“从法老王开始，紧接着是古代的亚述巴尼拔和波斯与马其顿之战的大流士，在罗马的衰亡时歇了一口气，然后引述拿破伦和各国战将的名言，甚至背诵珍珠港袭击的报告。他从历史中学到一个军人绝不可将自己的通信线托付给平民。”不过SAGE系统高昂的费用让这些高傲的军人不得不放下了自己的自尊，军民合用的概念一直延续到后来的联合监视系统，该系统就是为了减轻SAGE系统造成的沉重的经济，将军、民用雷达尽可能兼用，以减少雷达运行费用，并用13个空军和联邦防空局的联合控制中心替代了SAGE系统的控制中心，此举据说减少了6000名工作人员，大大节省了开支。
    来自麻省理工的瓦利，当时是空军科学顾问委员会的成员，他建议召集一批专家来专门解决这个突然出现的巨大威胁。1949年12月，这个名为防空系统工程委员会（ADSEC）的组织建立了起来，但是人们习惯直接叫它瓦利委员会。瓦利委员会研究认为由少数大型雷达和人工处理和传递信息的方式已经彻底失去了效用，他们认为应该建造大量较小的雷达站来覆盖国土，由通讯线将它们连接起来，将信息集中交由自动系统来处理。但是重新建立这样庞大的系统是一项旷日持久的工程，远水解不了近渴，必须先对现有系统进行升级，日后成为由贝尔实验室和西部电子承担的大陆防空系统（CADS）工程。而新系统的开发则由麻省理工的查尔斯工程承担，为这一项目组建的团队日后成为林肯实验室。
    新系统首先是利用成熟的雷达技术建立完整的远程预警线，保证苏联轰炸机无论采取什么入侵路线都无所遁形，具体是沿北纬69度线从阿拉斯加的巴特岛直到格陵兰的图勒，绵延长达3000多英里。而参与北美防空的加拿大则在该线以南约1000英里处建立了一条“松树线”，并在拉布拉多到赫德森湾之间沿北纬55度线建立一条中加拿大线。由后者证实轰炸机来袭并命令截击机出动，而前两者则为截击机提供引导。
    建立预警线虽然提供了发现和跟踪入侵轰炸机的能力，但是在绵延布置于如此广阔的地域上的雷达站与本土的防空指挥决策机构之间如何能够进行可靠的通信，在有大量民间飞行存在的情况下如何识别和判断轰炸机入侵，如何引导数量有限的截击机在短时间内截击大量入侵轰炸机都是尚未解决的问题。解决这些问题的就是这一防空体系的核心部分——计算机化的通信指挥控制系统。
    这一系统就是防空半自动化指挥系统SAGE-Semi-Automatic Ground Environment，取首字母缩写为SAGE。这是一个非常传神的名称，这套系统确实不同于以往防空引导的概念，它创造性地通过商业电话线传输数字信号，由计算机自动处理数据，自动按操作员指令分发数据，自动引导截击机和防空导弹作战，但是雷达、导弹和截击机都是与它集成的外部设备而已，它本身提供的是最大程度发挥其效用的一个“环境”。这种利用计算机网络对地地理散的部队实施一体化指挥控制的思想正是现代信息战的基本概念，同时，它的缩写SAGE本身具有“智者”的含义，这套系统就像一位神秘的智者隐藏在重重幕幛之后遥控着战场上的血肉搏杀，身在千里之外却一切尽在掌握。
                
                
SAGE系统的构成
    SAGE系统原计划覆盖整个美国和加拿大南部，将这片土地划分为8个防区，33个分防区，每个防区有一个作战中心，每个分防区则有一个引导中心。整个布局如图1所示。但是实际部署的时候由于经济原因并没有完成整个预定计划，而是只建立了23个分防区，其中22个覆盖了美国的大部分地区，另一个则建在了加拿大。引导中心与作战中心是SAGE系统的核心部分，对空情数据的处理、态势评估与引导指令的生成都在这里完成，其外围设施主要为从空情雷达、早期预警机和雷达哨舰等空情监视平台处收集信息和向武器系统发送指令，像相邻的引导中心传递接力数据等的通信设施。SAGE系统是一套实时控制系统，一套实时通讯系统，同时也是一套实时信息管理系统。在这套系统中担任神经中枢角色的是作战中心计算机AN/FSQ-8和引导中心计算机AN/FSQ-7，传递信息的则是柏洛兹公司的AN/FST-2协调数据传输设备。这些系统相配合实现了雷达信息传递的及时性、充分性、可靠性和高精度，也就是说SAGE系统可以覆盖防空区域内的所有的目标，并能够提供每个目标的所需要的信息如速度航向等，并且将这些信息快速的处理、可靠、及时的传递给用户，以保证在确定的边界内消灭目标。不过SAGE系统有些分系统仍旧是人工如雷达站对目标的搜集、发现、识别和跟踪目标是由雷达操纵员手工实现的，所以其被称为半自动化防空指挥系统。
从鳕鱼角到SAGE
    在雷达网中，各个雷达站获取的信息都要向战情中心传递，由后者进行再处理，基本上对雷达信息的处理分为三个阶段；一次处理；对雷达站单个扫描周期内的信息进行处理，主要包括确定目标的存在，录取目标的坐标和其他参数包括；大小、架数、发现时间并对其进行编号；二次处理对单个雷达站几次扫描周期内的信息进行处理包括目标识别，确定信号是不是同一个目标，并且建立目标航迹、计算并储存运动参数，并推测目标的未来的运动状况，以上两次都是在雷达站进行，最后由战情中心进行综合处理；即对不同雷达站的信息进行处理，由于各个雷达站的位置不同，因此前两次处理都是建立在各雷达站自己的坐标系统内进行的，这些信息汇总到战情中心时并不能直接使用，需要进行综合处理，即将目标的坐标和运动参数统一于一个坐标系和计时系统，剔除重复目标，一个目标可能被几个雷达站同时探测到，所以战情中心需要根据目标的参数将同一个目标的重复的信息剔除，然后对所有的目标计算运动参数，建立统一的航迹，进行统一的跟踪和处理，由于SAGE系统能够同时处理300批目标，这些目标产生的信息是海量，那么高速、可靠地的计算机就是整个系统的关键，因此从技术角度讲MIT数字计算机实验室（DCL）的旋风计算机项目对整个SAGE系统的发展起到了决定性的作用。这个独立进行的通用高性能计算机项目提供了一个由数字计算机进行实时控制的验证，形成了一个具有SAGE系统设计和发展所需的技能和经验的人才库，并且它为系统设计提供了一个测试平台。
    1952年春，DCL与防空有关的人员并入林肯实验室组成6部。工作情况良好的旋风计算机被选中 成为林肯实验室中称为鳕鱼角系统的实验性防空系统的一部分。鳕鱼角系统包括马萨诸塞州剑桥巴塔大楼内安置着旋风计算机的控制中心、南图诺鳕鱼角的实验性远程雷达和若干称为“补盲雷达”的短程雷达。控制中心内安装有计算机控制的操作站作为与操作员的交互界面。它装备了超高频通信设备，可以指挥由空军研究与发展司令部（ARDC）和防空司令部（ADC）提供的飞机，以便创建逼真的系统测试环境。
    瓦利委员会和查尔斯项目指出对付低空引导问题最好的解决办法是将大量（最好是短程低维护工时的）雷达连接到一起，并通过这些雷达中得到的数据拼合成完整的空情图。如此海量的数据处理需求促使瓦利委员会求助于采用计算机进行实时数据处理。而旋风就具有满足更高数据负载需求的潜力。杰克•哈林顿领导下的空军剑桥研究实验室（CRL）则研究了具有适应数据通讯需求潜力的雷达数据数字化传送装置。哈林顿的团队为传送大量数据发展了几项技术。其中之一为视频延迟的技术，将短距雷达的覆盖范围离散为大量的楔形块，其数量以所需的距离分辨率和该雷达可以获得的角分辨率为限。这些块被映射到通过电话线传送的比特流中。这一数据流与雷达脉冲和角度方位相关。若对应的块包含一个超出给定门限值的回波信号则此位为1，反之则为0。这一技术可以用在短程雷达中，但是它对远程雷达而言在有限的数据处理能力范围内还不够精确。
    CRL也致力于寻求能够提供不压窄波束形状而获得更高角精度的方法。其中源自CRL进行波束分裂实验的一个方案最终成为另一SAGE发展的成果——AN/FST-2。这种技术基于这样一个事实：只要脉冲重复频率足够高，波束扫描时可以在一架飞机上驻留获得数个脉冲重复周期，获得多个回波。哈林顿的团队发明了一个装置在波束掠过目标之后判断目标中心位置。这一装置使将角精度提高一个数量级成为可能。哈林顿的团队还发展了一个方案通过标准电话线传送适用于鳕鱼角系统的通用数字化数据。在林肯实验室成立的时候哈林顿和他团队中的许多成员离开CRL而加入了它。旋风安装完毕以后，通过电话线把它与一台位于汉斯科姆场的试验性微波早期预警雷达（MEW）相连，同时开发出了第一个跟踪程序。1952年，鳕鱼角团队用这套系统验证了计算机跟踪和控制少量飞机的能力。鳕鱼角系统随后计划演示在战场上要用到的操作——特别是监视功能和武器控制功能。这两个功能都需要敌方、友方和中立飞机的位置信息。这样就需要一个让控制中心全部操作员对同一个位置数据库工作的方案。
    在后来被采纳的方案中，目标数据以极坐标发送到中心，计算机将数据转换到笛卡儿坐标系并使它们与取得数据的雷达位置相关联，于是每个数据片都有在通用坐标系统中的X-Y位置并与存储的目标跟踪数据（一个已经被跟踪的目标的连续位置）相比较，落入外推范围的则判断为相关。每个操作站都配装了一台具有阴极射线管（ＣＲＴ）态势显示器的控制台，可将跟踪和地图数据结合显示。在一个操作周期过程中，计算机将连续数据位置提交为Ｘ－Ｙ方位角记录，同时控制每个操作站上的射线位置。操作员使用称为光枪的工具告知计算机将一个跟踪与跟踪号、识别、高度、速度和军械等其它键入信息相关联。操作员将光枪指向屏幕上感兴趣的位置按压扳机。当屏幕的这一位置被光枪照射到，一个信号送入计算机有效地指出方位记录内容识别出操作员选择的数据项。
    为了减少跟踪程序的负荷，来自固定目标的雷达回波由一台称为视频绘图仪的设备从补盲雷达的数据中滤除。绘图仪是一部单雷达标准平面位置显示器，用一个光电管扫描整个屏幕。来自固定目标的回波被不透明材料覆盖，于是这些回波不会激发光电管，从而被丢弃。
    当鳕鱼角系统完成的时候，它拥有３０台具有适用显示器的操作站。由于图形态势显示器不能提供操作员所需全部的数据，于是旋风团队设计了一个辅助显示器显示与单独跟踪相关的文本数据。
    鳕鱼角系统参加了由ＳＡＣ轰炸机扮演敌对角色，由ＡＤＣ和ＡＲＤＣ的截击机扮演友方角色的演习。在鳕鱼角系统发展出实验性ＳＡＧＥ分防区之前，用了超过５０００架次的突击被测试这套系统和它的组成部分。
    为了使旋风不仅仅停留在原型计算机试验平台，而能将项目中包含的创意和发明能够被复制工业界伙伴成为可持续操作的装置要用到防空系统中去。这个阶段得到的计算机产品称为旋风II。 1952年为解决旋风II的所有设计问题成立了一个团队，研究晶体管是否已可以大规模使用（事实上还没有），磁芯存储器是否可以采用为系统的一部分（确实已经可以了）。他们花了很多时间与ADC和ARDC总部人员商谈整个防空系统的架构，包括控制区域的定义，分防区间的通信，所需的武器配置，人员需求和防空理论学说。
    旋风II所确立的最重要的目标是作战系统一年中仅能有几个小时失效。旋风II团队根据从鳕鱼角系统中得到的经验认为这是可能做到的。旋风II团队所面对的大部分设计选择都涉及可处理的跟踪目标数，可同时引导的截击机数和系统可靠性标准之间的权衡。
    为了能让一家制造商加入进来帮助工程设计并制造作战计算机建立了一支包括：林肯第6部领导人、DCL主管杰•W•弗雷斯特，第6部和DCL副主管罗伯特•R•埃弗雷特，鳕鱼角系统主管设计师C•罗伯特•威瑟和分部主任工程师诺曼•H•泰勒的队伍。他们负责寻找最合适的计算机生产商和设计师来把鳕鱼角系统的快速进展转化到下一代防空系统的设计中。这一系统一开始被称为林肯过渡系统，1954年更名为SAGE系统。
    在1952年早期，这个队伍考察了可能的工程与制造厂商最后挑出四家进入下一轮：IBM、雷明顿&兰德和雷神。考察队走访了全部三个团队，评价了它们的能力，并按基本的人力资源、设备和经验进行打分。
    考察队关注这些企业在高可靠电子管和其它部件、电路、结构件、封装、存储系统和磁带等项目的技术贡献。这些企业被按照可能将旋风II由发展阶段带入生产阶段的能力进行评级，包括它们制造高质量电子设备的经验、它们对测试要求的理解和他们训练人员的能力。考察队评估了制造部门、装配质量、计量部门，同时也对这些公司的标准化生产、产能、服务部门和培训能力做了工作。考察队甚至还考虑了与麻省理工的交通和各部门的培训转移时间。最后IBM获得了最高分而被选中。
    IBM希望获得这一合同的决心来自最高管理层。考虑的风险主要有技术可行性，金融风险，向该项目调度人才对商业项目的影响和运行这一实时系统失败潜在的责任。收益则包括直接接触技术前沿和成为国防承包商的机会。
    1952年10月IBM从MIT林肯实验室获得一份为期6个月的研究子合同。为进行这个项目，IBM租下了纽约波基普西High街上一家领带厂的三楼作为办公场所，因此项目就称为“High项目”。刚由工程研究会员加入IBM的约翰•库姆斯成为首任项目经理。
    在最初的几个月里扩张中的IBM团队学习了防空研究的最新进展。这个团队为了研究鳕鱼角系统频繁地拜访波士顿区，逐步了解了林肯实验室人员的整个设计策略和他们对中央处理器设计的具体计划。有一次还考察了密歇根大学的竞争系统——防空综合系统（ADIS），由MIRO项目发展出来的波马克地空导弹地面控制系统。
    1953年1月，系统设计正式开始。IBM买下了High街的房子并加派了26人到这一项目。林肯的旋风II团队按主要子系统线构建：计算-电子部门、存储器部门、磁鼓设计部门等等。IBM团队也采用类似的组织形式。这些相似的团队开始在共同的基础上尝试进行设计。林肯团队依据他们运行旋风I和设计鳕鱼角系统的经验，将IBM的尝试视为将旋风的设备重新包装以便快速简便地生产。另一方面，IBM的人员则希望参与中央计算机系统所有层次的设计并在其中采用他们所熟悉的技术。
    由MIT-IBM联合设计的AN/FSQ-7融合了它们各自成员不同背景的优势元素，是各方面都具有先进性的成果。它们之间通过一般由20-40人参加的联席会议来讨论计划。这两个团队总是能奇迹般的达成一致并保持前进速度。MIT的人员在设计细节上有最终决定权，但是绝大多数决定都是双方都同意的。
    在1953年联席会议造成需要大量波基普西到波士顿之间的交通往来，而当时路况又不好，开车比较困难。一些早期的会议在波基普西和马萨诸塞州贝德福德路途中点的加利福尼亚州哈特福德举行。小规模的会议租用飞机进行1小时的直飞，有些规模大的场合则要租用DC-3。IBM由此看到了购买第一架公务飞机的必要性。
    第一次哈特福德会议举行于1953年1月20日，IBM带队参加这次会议上的约翰•库姆斯指出本次会议的目的是让双方交流已经做出的工作内容。林肯方面第一个讲话的杰•弗雷斯特讲了一些项目背景的细节和他对双方人员担任角色的理解。他表示这个项目非常紧迫，1954年就要拿出一个原型系统，但是现有的计算机无论是旋风I还是IBM701或者其他型号都无法满足可靠性要求。弗雷斯特建议IBM向鳕鱼角系统派驻一名代表。最后他介绍了MIT对旋风II的构想。
    林肯的J•F•雅各提出了在计算和控制单元中采用真空管器件的依据。使用晶体管还太早，而且磁芯电路太慢。IBM的H•D•罗斯报告了一些初步的计算单元决定，包括使用二进制补码算法和用触发器代替IBM701所用的脉冲再生器。IBM的M•M•阿斯特拉罕描述了逻辑设计创新的计划，包括指针暂存器，同时处理X和Y坐标跟踪数据的双计算单元和实现在操作输入输出的同时执行程序指令的中断方案。
    林肯的N•H•泰勒告诉与会者林肯设立了一个目标，在1955年1月1日前建造一台原型计算机并与相关设备一起完成安装投入操作。安装、测试和集成外围设备到防空系统内的工作应该在1954年7月1日开始。从1953年10月1日到1954年7月1日之间仅有9个月时间，还要用于采办材料和建造模型。在剩余的9个月中要完成的工程工作包括制定技术规格、构思方块图、研发基本电路单元、设计特殊设备和所有其他的工作，必须要让实际建造工作如期开展。这个工作的时间安排非常紧迫，泰勒估计IBM在高峰时需要雇佣235名研发工程专家。
    第二次联合会议于1953年4月21日在哈特福德召开。第一次会议导致IBM和MTI的工程师之间为了确定设计规格成立了许多委员会。第二次会议所讨论的大部分是这些委员会的报告。
    哈特福德会议成为了一个信息交流平台，初步行动的催化剂和工程人员在个人层面上互动的论坛，它帮助人们认清未曾注意到的方面。到最后一次哈特福德会议的时候，在双方成员之间确立了一种工作模式，对中央计算机部分基本达成了共识。它将采用32位字形式的单地址指令码。存储器在大约5.5-7.5微秒的时间里完成对8192个33位字的读写循环，其中有1个是校验位。数据字则仅有16位，故每次寻址可得到两个数据字。
    中央部分的关键问题虽然得以解决，但是系统的其余部分，作出决定的速度就赶不上时间表。此时已经没有足够的时间来一一考察全部可能的选项，只能主要根据个人在该领域的经验作出选择。为了加速作出决定，在1953年6月24日到7月15日之间间断举行了为期7天的一系列会议，这些会议后来之所以被称为“Grind项目”，因为参加者在每个议题上磨破嘴皮才能做出一个决定。为了表示这部计算机是由IBM与MTI共同设计，抛弃了旋风II的原名，按空军的命名法则称其型号为AN/FSQ-7。由IBM和MTI选出20人成立了一个AN/FSQ-7计划组。计划的程序是每次在现有知识基础上解决一个子系统的问题。Grind项目的会议记录记载了当时作出的一些决定和决定的依据。什么问题都可以拿出来讨论，以便尽快作出决定。并且每个人都可以对系统的不同部分提出假设方案，只要大家都知道那是假设的。
                
                
    1953年6月24日召开了Grind项目的第一个会议，内容是雷达输入问题。讨论了视频延迟输入、视频绘图和视频延迟输入暂存，与会者认可了对输入暂存的综合说明。第二次会议的主题是边界检查、电力供应和磁芯存储器。第三次会议则是关于磁鼓的。暂时同意在每个物理磁鼓上包含6个34位（2个状态位）区域，每位有两个读写装置以便缓冲输入输出，每台计算机大概使用5个物理磁鼓。第四次会议涉及输出显示系统。拟采用一个2秒显示循环，所有显示数据在显控台的每2秒更新一次，但每个显控台只向操作员显示他所要求的项目。确定每个被显示的跟踪有16字可用空间，可以显示所有跟踪的历史。第五次会议涉及了交叉通信、磁鼓输出、数字信号输出链、显示维护控制台和机械设计。第六次会议是关于标准电路和标准委员会的作用的。确定选用了四种电子管类型。决定在系统中任何可能的地方采用0.1微秒的脉冲。原则上通过了至少每隔一周举行一次项目会议。第七次也就是最后一次会议在7月15日举行，包括了绘图转包合同、交叉通信、磁鼓复查、纸带机、输入计算器、人工输入和电力供应。原则上决定在FSQ-7上不使用纸带。
发展与制造
    Grind项目没有完成时间表所要求的那么多决断，但是它对相关工作人员之间的关系起到了良好的作用。它也证明了需要一些方法来推进在高层次的规格上达成一致。
    这一需求促使林肯实验室成立了由J.F.雅各布领导的系统办公室来进行设计管理。这对IBM和MIT按时完成FSQ-7的设计是必须的。另一项必须的是空军所要购买产品的具体规格。系统办公室从IBM、MIT、ADC和空军林肯项目办公室得到信息，稍后则从第4620防空联队得到信息，并建立了一个论坛来取得对系统各个方面设计规格的一致。当对系统的部分取得了一致以后就建立文档提交给空军待其批准。 IBM为控制系统设计成立了一个三人工程设计办公室——作为IBM与雅各布系统办公室的交流之用。三人共用办公室促进了交流和协作。设计、采办、执行和测试理论以及实践都由这一中心点传授和约束。商业设计习惯和现成的部件不能适应防空系统苛刻的可靠性要求，但同时几乎没有可用的军标，所以需要新的部件设计规范和设计方法。SAGE系统的设计工作经验在日后被IBM用于规范化它的商用生产线。
    1953年9月，IBM接到了两台单个计算机原型系统XD-1和XD-2的合约。XD-1从1955年起在鳕鱼角系统里代替了旋风。运算、控制和存储单元于1月运到林肯实验室在马萨诸塞州列克星敦选定的位置。在其它设备年内陆续运到后，进行了最后测试。改造后的系统被称为试验性SAGE系统。XD-2被安装在波基普西用于支持编程系统的发展并提供硬件测试平台。
    1954年描述出了SAGE网络的大致轮廓。第一个正式的计划设想了46个计算机化的引导中心。对空军而言拥有自动化的防空分区指挥部成为可能。这些称为作战管制中心的指挥部负责大规模地引导作战和分配武器，下辖多个引导中心。作战管制中心也需要有专门显示系统的类似FSQ-7的计算机。
    这一系统命名为FSQ-8。当时选定了FSQ-7/8的安装位置并拟定了一份时间表要求第一年（1957年）生产三套系统，以后四年间每年10-12套。随着项目的进行，自动化防空区的数目和安装时间表都逐步作了调整。
  IBM于1954年2月获得了首套系统的生产合同。首套生产型于1956年6月30日进入工程测试环节，并于1958年7月1日在麦克奎尔空军基地宣布进入值班。为了执行生产计划，IBM在纽约州金士顿建造了一个工厂，在那里生产了全部24套FSQ-7和3套FSQ-8。它们被布置在美国的北部、东部和西部的广袤地区。
    从以上描述我们不难看出SAGE系统仍旧是高度集中的指挥自动化系统，这主要是因为当时计算机造造价昂贵，而通信线线路相对便宜，所以采用一台大型电子计算机来完成全部的数据的接收、处理和发送等，用户终端通过通信线路来共享主机资源和实现信息的采集及综合处理，也就是所谓的单处理机连机网络系统，这种系统是一个分时的多用户系统，主机负荷较重，即要承担通信工作，又要承担数据处理，，因此不论主机还是通信线路的效率都较低，并且系统缺乏冗余度，离开中心计算机就不能工作，可靠性差，生存能力不足，另外SAGE系统的网络拓朴图是树状结构，只有纵向路由，没有横向路由，采用这种结构的系统是一种上级下达命令指示，下级逐级接收，以上级主机为中心进行指挥作战，一旦主机动性或者某个通令节点被摧毁，整个系统的将失去大部分效能，因此现在已经被分布式指挥自动化系统替代。
                
                
作战管制中心与作战引导中心
    SAGE系统的作战引导中心和作战管制中心通常安装在空军基地内，并由基地提供维护和后勤支持。典型的引导中心（DC）是一栋4层楼，150英尺边长见方的防震抗核辐射建筑。但这不是标准的建筑形式，因为在这些中心的建造过程中设备又做了一些改进以提高操作效率，所以对建筑进行了重新设计，新的DC是三层楼270英尺乘150英尺的建筑。
    为DC提供电力和空调的是一栋单层100英尺见方，21英尺高的建筑。它与引导中心之间以22乘100英尺的封闭走廊相连，其中提供存储与维护空间，包括提供蒸汽、水和电力的管线和足够的动力燃油。引导中心拥有工作人员宿舍、食堂和俱乐部，甚至还有娱乐设施和汽车维修点。
    典型的管制中心与引导中心类似，是一栋三层建筑，经过重新设计的则是二层。为其提供动力、空调和存储的设施也与引导中心类似。引导中心和管制中心也可以安装在同一地点。联合DC-CC由前述的两栋建筑组成，中间以150尺长30英尺宽的单层建筑相连。为它提供电力和空调的是一栋单层长220英尺宽150英尺的建筑，它的一半高25英尺，另一半则为15英尺。
    SAGE系统内的AN/FSQ-7作战引导中心所拥有的海量武器控制和数据处理能力要求在比引导中心更高的层次上安装管制中心进行半自动的空情监控。管制中心安装的AN/FSQ-8计算机与AN/FSQ-7相似，但是删减了一些输入输出设备，因为它不接收未经处理的雷达数据。此外，管制中心安装的显控台和磁鼓也较少。管制中心的功能是组合、概括并显示一个防区内若干分防区的空战图像给监控人员。作战管制中心的主要活动是评估威胁的性质、强度和方向，监视空战，分配武器给分防区，部署武器，使用增援兵力，与相邻的控制中心协调，决定防区的警戒级别，确定所有分防区的武器总体状态，进行空中交通安全管制（SCAT）和电磁辐射管制（CONELRAD）和向平民和军事媒体发布防空警报等。
    同时，防区中的每个引导中心生成并显示它所在分防区的空战图像，把数据自动上传给管制中心。在管制中心，既有单独的显示每个分防区的空情，也有综合的显示。分防区内的任何空情变化都可以在单独分防区的显示器上立即显示出来，同时也会出现在防区总体空情的显示器上。这样，控制中心的操作员就可以随时得到他们所负责空域的最新空情。他们在最清晰的位置观察事态的发展，作出决定并发布命令以最有效地防御威胁。若威胁侵入相邻空域，则相邻的控制中心已得到预警可以及时对付威胁。当接到预警后，相邻的管制中心可以得到它将面对的所有相关空情数据。同时这些数据被传给更高层的指挥官，由其监控若干防区的空情，这样一个地区的情况就可以被概括出来，并随时保持更新。
                
                
    构成AN/FSQ-7和AN/FSQ-8的巨型数据处理计算机可以分解为输入系统，.磁鼓系统，中央计算系统，显示系统，输出系统，供电和边界检查系统及告警灯系统。前五个部分作为一个整体构成计算机本身执行全部功能，后两部分与防御功能没有直接关系。
    AN/FSQ-7作战引导中心的输入系统接收来自各种来源的自动和人工数据输入，将这些数据处理成计算机要求的格式，将它们存入输入磁鼓。数据暂存在磁鼓中，直到计算程序调用它们。输入系统包含四个以所处理数据类型命名的单元：远程雷达输入（LRI）、补盲雷达输入（GFI）、交叉通信（XTL）输入和人工数据输入（MDI）。
    输入数据自动由雷达设备传输进AN/FSQ-7中，来自其它中心的XTL信息也自动传输。一些偶然接收或更新速度极慢的特定空情可以人工输入。这些变化缓慢的数据在引导中心是通过语音电话或人工电传打字设备接收的，由MDI操作员处理，通过打卡机输入AN/FSQ-7中。XTL单元自动接收并处理由作战控制中心分配的来自AN/FSQ-7引导中心的数据，以及来自其它作战控制中心的数据。MDI处理相对慢速、低权限的输入数据以及指挥人员的命令和决定。除了四个输入单元以外，输入系统还安装有测试图形发生器（TPG），用于输入通道的测试，并有一个单向通信维护控制台，上面安装输入单元通道和TPG控制面板。AN/FSQ-8作战控制中心的输入系统仅有XTL和MDI两个主要单元。
    高分辨率数据（ＦＧＤ）、ＭｋＸ敌我识别器（IFF）和测高信息通过电话数据电路输入ＡＮ／ＦＳＱ－７的ＬＲＩ单元。数据电路信息由数字数据接收机接入中心并存入磁芯移位暂存器，在那里进行组合。在这个瞬间，磁鼓做好接收一条信息的准备，发出一个磁鼓需求脉冲来检验暂存器状态。当检测到一条完整的信息时，暂存器中的字就准备好输入磁鼓。一条完整的信息会分成两部分读入磁鼓。ＬＰＩ磁鼓存储ＦＧＤ，ＭｋＸ和测高信息直到计算机调用它们。
    Mk X信号是三种主要的飞机识别方式之一，另两种是多路走廊识别系统（MCIS）和飞行计划（军用和民用）。 安装了Mk X设备的飞机可以自动被识别出来，不需要由SAGE系统进行其他的操作。MCIS要求所有靠近美国海岸空域的飞机通过事先安排的暗语和识别机动来提供识别，并且只能沿预定空中走廊接近防空识别圈（ADIZ）。无论军民用飞机的飞行计划都要报备。这些计划被输入AN/FSQ-7计算机中，连续自动地与雷达回波比对，帮助识别发现的飞机。计算程序记录下飞机偏离预定航线的时间并随时把发生的偏航通知相关人员。
    通过GFI，视频延迟设备经数据电路传输距离和方位角数据给AN/FSQ-7。数字数据接收机解调电话信号并分离脉冲描述方位角、距离和目标。分离磁芯计数器计算方位角和距离脉冲，从而得到目标相对于雷达位置的极坐标。
    绘图控制台的平面位置显示器（ＰＰＩ）ＰＰＩ上显示所有的雷达回波，操作员可以判断出目标轨迹并剔除地杂波等之类的不需要的部分。在绘图控制台的阴极射线管显示器上，目标显示为闪烁的蓝点后面拖着发黄光的线条。带过滤器的光电增强管安装在屏幕的上方，仅对蓝色闪烁敏感而产生图像。操作员通过用对蓝光不透明的液体涂覆在不需要的目标上，防止它们被读入计算机。操作员可以看到黄光，但是光电增强管不能透过过滤器和绘图液检测到蓝光。ＧＦＩ磁鼓作为补盲雷达数据的存储器，数据存储在其中直到被计算机调用。
    输入系统的XTL单元通过电话线路接收二进制码信息。这些信息通过高码率的共用线路协议传递，包含了特定的地址码来指向一个或数个接收者，也可以用全局地址指向所有在线的中心。XTL输入单元自动检测地址，只接收传递给本中心或者传递给所有中心的信息。
    严格来说，交叉通信这个词仅限于同等级别的中心之间交换信息，也就是AN/FSQ-7之间或者AN/FSQ-8之间。作战控制中心的XTL单元也可以接收来自下级作战引导中心的信息。这种操作被称为前向通信，以与交叉通信相区别。
    MDI单元处理人工输入计算机的数据，主要有纸带数据、由光枪人工自显示器拾取后反馈进入MDI单元的跟踪数据、通过插入开关输入的信息和向中心计算机输入指示特定单元或通道是否处于工作状态的信息。为了处理这些不同的输入，MDI单元分为磁鼓输入和直接输入两个部分。这两个部分组合信息的速度不同，适于处理来自不同来源的数据。
    输入系统中还包括一个测试图形发生器（TPG），它可以产生类似于电话线信息在输入单元中所发生形式的信号。由单向通信维护控制台上的信道控制面板控制这个设备，通过开关选择来自TPG的测试信号代替真实的电话线信号检测输入系统的输入单元所可能发生的故障。
    磁鼓系统是主要的外部存储设备，它由6个主磁鼓和6个辅助磁鼓构成。这些磁鼓以与它们相关的系统功能来命名。6个主磁鼓分别为：LOG、MIXD、RD、TD、AM-A和AM-B。其中LOG磁鼓存储的是进出LRI、OB（输出缓冲）和GFI的数据。MIXD关联的是MDI、IC（双向通信）、XTL和DD（数字显示器）单元。ＲＤ传输的是雷达数据而ＴＤ则与跟踪显示器关联。ＡＭ－Ａ和ＡＭ－Ｂ磁鼓是辅助存储器磁鼓。
    每个磁鼓里的数据被分别存放在称为域的逻辑分区内。主磁鼓总共有３９个域，其中ＲＤ磁鼓有９个域，其它磁鼓各有６个。在控制中心，由于不需要处理原始雷达数据，ＬＲＩ、ＧＦＩ和ＲＤ的空间被用于存放其它数据。
    主磁鼓的操作有与中心计算机系统交换信息和与其他系统交换信息两类，分别称为ＣＤ操作和ＯＤ操作。它的基本功能是作为中心计算机数据输入输出的暂存装置和缓冲这些信息使之与周边系统的速度相适应。这些磁鼓足以存储足够长的信息，所以信息可以无损地读写。由输入系统要进入中央计算系统的战术数据以随机间隔和庞大的数量存入磁鼓系统。这些数据高速写入磁鼓，读出数据则与其他系统的速度相适应。
    因为访问磁鼓中的数据需要的时间比访问计算机存储器中的数据耗时更长，计算机预先就把大块的信息从磁鼓中加载到磁芯存储器。这样计算机的运算就不会因为等待数据而延迟。除了存储功能以外，主磁鼓还产生时间脉冲供输入、输出和显示系统使用。这些时间脉冲使磁鼓和这些系统在传输数据期间能够保持同步。当不进行数据传输的时候，这些系统就利用磁鼓时间脉冲控制它们的内部操作。
    此外，磁鼓系统存储传递给备份磁鼓和备份中央计算机系统的双向通信数据。当在工作的磁鼓和中央计算机系统进行维护操作时，工作就被切换到备份状态的系统上。为了缩短传输数据的时间，工作系统和备份系统的之间的双向通信随时都保持着。双向通信功能的另一个用途是当备份计算机即将接班的时候检查工作计算机的操作。
备份磁鼓
    6个辅助磁鼓与控制单元一起安装在专门的辅助磁鼓室。它们仅与中央计算机系统交换信息。这些交换经过辅助磁鼓的CD线路完成。中央计算机系统必须能够从辅助磁鼓中快速选出它需要的任何数据，为此采用了读写地址控制的方法，这使中央计算机系统能够快速访问特定的寄存器。
    作为辅助存储器的磁鼓系统可以随机存储信息。磁鼓仅为中央计算机系统实现这一功能，因为其他系统不需要辅助存储设备。计算程序、辅助程序、参考数据表等是存储在辅助磁鼓中的最主要数据类型。
    绝大多数中央计算机系统程序和辅助程序如果要整个存储在中央计算机系统的内部存储器中就会过于昂贵，因此要由磁鼓系统提供额外的存储空间。在磁鼓中访问数据的速度较访问计算机存储器慢，但是明显比访问打孔卡或磁带机要快。因此磁鼓满足了对中等访问时间的存储能力的要求。
    中央计算机系统是一部高速单址二进制自储程序的通用计算机，自身带有输入输出装置。它关联和处理数据并将结果转发给中心的其他系统。与现代计算机一样，中央计算机可执行加减乘除运算，更复杂的运算如求平方根等就通过组合基本运算来实现。
    除了处理数据以外，中央计算机系统还扮演中心的主控者角色。当数据处理完以后，中央计算机产生指令并传送到磁鼓系统使数据可供输入输出和显示系统使用。这些指令信号在系统间控制数据流，启动操作循环，为到来的操作创建控制回路并使内部的各系统保持同步。
    在功能上，中央计算机系统可分为七个部分：指令控制单元、选择控制单元、程序控制单元、计算单元、.内部存储装置、关联IO单元、人工控制和计算机指示器。指令、选择和程序控制单元负责排序、协调和控制与计算机操作相关的全部处理过程。指令控制单元和程序控制单元的一部分管理计算机的内部操作，选择控制单元和程序控制单元的剩余部分管理外部计算机操作，主要是外接的IO装置。计算单元根据程序指令执行数值计算。外接IO单元是IBM为中央计算机改装的商用设备，不会与中心的输入输出系统混淆。人工控制设备是人工启动、操作、关闭和维护计算机的界面。
    AN/FSQ-8作战管制中心和AN/FSQ-7作战引导中心的显示系统无论是构成还是功能上都是相似的。主要的硬件差别是管制中心只安装了较少的显控台。因为管制中心不需要处理原始雷达数据而是经处理剔除了无用目标后的数据，也就不用大量的人工干预单独跟踪。
    显示系统的设备可分为如下主要部分：数字显示器、态势显示器和相关设备。数字和态势显示器是安装在控制台上为操作员显示空情图形的CRT，相关设备则是指与显示器操作功能相关的部分。
    数据自输入系统输入后经中央计算机系统处理由磁鼓送入显示系统，然后转换成阴极射线管（CRT）所需的信号形式。入侵和跟踪的空情态势被组合并转换到大的公共坐标系中显示在显控台上。从计算机输出的数据都是二进制形式，显示系统将数据转换为字母、数字、矢量和符号。这样就方便了观看。显控台操作员观察了CRT上显示的空情信息后可通过安装在显控台上的人工干预开关（ＭＩ）或光枪向计算机要求信息或回应计算机要求的信息来与计算机交互。显控台上安装有可与中心其他人员通话的电话。
    显示系统使用两类CRT来为操作员显示图形化的空情，分别是数字显示器（ＤＤ）和态势显示器（SD）。这些显示器被安装在不同类型的显控台上装在中心的指定位置。典型的显控台有一个态势显示器，一个数字显示器和若干人工干预开关、警报器及告警灯。除了显控台以外，显示系统还包含各种各样的相关设备，包括辅助控制台。它们帮助显示系统完成它的功能。
    数字显示器是一个安装在显控台右上角的5英寸CRT。篇幅过大或更新很慢不便显示在大画面的SD上的辅助数据被显示在DD上。信息以表格的形式显示。与态势显示器不同，仅当计算机指令一次更改时，显示的内容才会变化。
    态势显示器则是安装在显控台中央的19英寸CRT。可以将迅速变化的空中态势中当前的飞机准确地理位置显示出来。附加的描述数据为矢量的形式，由特定的符号跟在特定目标后面以便识别。态势显示器的19英寸CRT不是普通的显像管，它是能够产生完整的个体目标信息、矢量绘图、把符号和矢量组合为信息图形并显示在屏幕上正确位置的特殊大型显像管。
    输出系统由两个主要单元构成：输出控制单元和输出存储单元。这两个单元执行输出系统的全部功能。输出系统把来自中心的战术信息转发给其他防空装置。中央计算机系统将信息存入磁鼓系统LOG磁鼓的输出缓存（OB）域中。输出系统自OB域中访问信息并传送到适当的电话终端发送到目的地。
    AN/FSQ-7处理三类基本的信息并在发送前保存在分离的输出存储空间中：传送给载人截击机和防空导弹的地对空（G/A）信息（ＡＮ／ＦＳＱ－８没有Ｇ／Ａ信息）；与邻近中心、更高层的单位或遥远的雷达进行交叉通讯的地对地（Ｇ／Ｇ）信息；与更高层单位和防空炮兵通讯的电传打字（ＴＴＹ）信息。
    输出控制单元控制磁鼓系统LOG磁鼓中OB域传送到输出存储单元的信息流，同时为中央计算机系统提供防空程序使用的特殊信息。此外，输出控制单元提供整个输出系统的视觉告警指示，它控制输出系统使用的测试设备，帮助找出输出系统的故障位置，并且辅助检测输入系统的特定单元。
    输出存储单元用于临时存储输出信息，它被分为6个部分：地对空频分（G/A-FD）、波马克1、波马克2、地对地（G/G）、地对空时分（G/A-TD）和电传打字（TTY）。每个部分适应与名称相应的输入信息。G/A-FD、G/A-TD的数据被发到电话终端传送给自动的数据链发射机发给有人驾驶截击机。波马克1、波马克2的数据以类似的方式被发给防空导弹。G/G的信息经电话终端发给其他的中心或具有自动输入的设备。TTY通过电传打字终端发送交给更高层的报告或非自动化设备数据。
守望天空的巨眼
    为SAGE系统提供空情输入的地面雷达系统包括了二坐标的远程警戒雷达、与其配合使用的测高雷达和针对低空目标的补盲雷达。为了弥补地形造成的雷达布置限制，又在东海岸以类似钻井平台的构造建造了称为“得克萨斯塔”的海上雷达平台。同时SAGE系统还接受预警机和雷达哨舰提供的空情信息。
                
                
    早期主要的远程警戒雷达是AN/FPS-3，这种1948年开始装备的雷达使用了较长的时间，连同其机动型MPS-7总共部署了48套。该雷达工作在1215MHz-1365MHz的L波段，采用2具峰值功率700kW的可调磁控管发射机，以200、320、400Hz的脉冲重复频率发射6μs、4μs和3μs宽度的脉冲。脉冲能量通过垂直排列的4喇叭馈源发射到4.8m×1.2m抛物面天线上再发射向目标。其中最上面的馈源由一具发射机单独馈电，形成下波束，其他3个喇叭由另一发射机馈电形成上波束。这种雷达能够在480km远处探测到B-29轰炸机，可以提供较长的预警时间。但是该雷达水平波束宽度1.3度，具有较好的方位分辨能力，垂直波束宽度却有15度，在远距离上没有高度分辨能力可言，因此需要测高雷达辅助。为了在阿拉斯加和加拿大的极地环境中使用，部分AN/FPS-3拥有“北极装备”，即抗磁性塑料制成的半球形天线罩和红外加热器，以防止冷冻。
    最早配合AN/FPS-3使用的测高雷达是黑兹尔坦的AN/FPS-5。这型雷达工作在6275MHz-6575MHz的C波段，因此垂直波束宽度做到了0.5度，能够为截击机指引目标的飞行高度。但是使用C波段带来的问题是发射机峰值功率仅有140kW，只能在145km的距离上探测到高空飞行的轰炸机。显然这一性能无法与AN/FPS-3相匹配，因此生产量非常少。
                
                 
    实际中广泛使用的测高雷达是通用电气的AN/FPS-6，这型雷达的各种改型，包括机动型MPS-14在内于1953-1960年间至少生产了450部，至今仍在一些国家使用。这型雷达是工作在2700MHz-2900MHz的S波段大功率点头测高雷达，仰角范围达到-2度到32度，仰角波束宽度为0.9度，每分钟点头30次到40次。该雷达使用了峰值功率高达4.5MW的发射机，配合增益达到38.5dB的切割抛物面天线，作用距离达到了400km。与AN/FPS-3类似，AN/FPS-6也有北方部署的北极塔型，分为充气型和硬外壳型两种，天线罩直径15.24米，安装在7.62米高的双层封闭塔式结构上。充气型带有加压设备。这型雷达作用距离远、精度良好而且具有高可靠性，因此在美国及其盟国的部队中广泛使用了多年。
    得克萨斯塔上也使用上述两型雷达的组合。得克萨斯塔原计划建造5个，但实际上只有TT-2到TT-3完工，TT-1和TT-5最后没有建造。TT-2建造在鳕鱼角以东110英里处，56英尺水深的乔治斯海滩。TT-3位于罗得岛东南100英里处，100英尺水深的楠塔基特海滩。ＴＴ－４位于纽约市东南８４英里处，水深１８５英尺一处被私下称为“老摇晃”的海滩。得克萨斯塔是一个每边长２１０英尺的等边三角平台，有伯利恒钢铁公司建造的钢质结构。它的最下层甲板是维护和储藏空间，安装着油罐和油泵，二层甲板是生活空间，包括了厨房和食堂、行政办公室、空调房、休闲室、食品储藏室、诊所以及图书馆。顶层甲板有一半面积是个直升机起降场，剩余一侧加高了１２英尺，在其上安装有３具雷达天线罩（一台ＡＮ／ＦＰＳ－３和两台ＡＮ／ＦＰＳ－６测高雷达）。连同雷达设备在内，得克萨斯塔总重约为６５００吨。
    不幸的是ＴＴ－４在建成之初，稳定性就存在问题。因为它所处的水深明显大于ＴＴ－２和ＴＴ－３，所以它的水下支撑结构与前两个平台有所不同，增加了一些支撑结构。但是在ＴＴ－４被拖带到安置海域的时候，两根对角位置的支撑结构丢失了，结果承包商在原地进行了维修，而不是拖回去彻底修理，因此它一直没达到设计的强度。ＴＴ－４安装以后经常因风浪而震动，海军因此进行了调查，发现水下结构一下连接螺栓发生了剪断或者磨损，这些损坏不仅发生在支撑结构脱落的位置，而且还影响了正常结构。但是维修工作经常被风暴打断，修复的结构往往又被飓风和海浪损坏。１９６０年９月的唐娜飓风时速高达１３２英里，超过了ＴＴ－４的设计抗风能力，造成结构严重损坏，１９６１年１月的另一场风暴彻底摧毁了它，当时在平台上执行维修任务的２８名海军官兵和承包商职员无一生还，成为一场著名的悲剧性事故。此后，ＴＴ－２与ＴＴ－３也多次遭到风暴的袭击，虽然没有出现重大险情，但是ＴＴ－４的事故在人们心中留下了阴影。在预警机被整合进ＬＲＩ之后，得克萨斯塔的作用就大大下降了，所以到１９６３年，得克萨斯塔的短暂服役生涯就结束了。
                
                
    由于上述雷达基本上属于陆地和近岸雷达，因此受地球曲率影其对海上目标的探测能力受到影响，也就是说前苏联的轰炸机有可能飞越太平洋或者北冰洋攻击美国，但海上显然找不到合适的地方来布置雷达站，因此SAGE系统最初包括在海上布置雷达哨舰，来提供海上空情的掌握，朝鲜战争期间远东空军就由黄海上的巡洋舰来提供鸭绿江附近空域的空情信息，但军舰的探测能力毕竟是有限的，SAGE系统需要一种能够在海洋上的提供空情信息和指挥引导的手段，这就是空中预警机，美国研制预警机始于1943年海军为了探测低空突防的日本攻击机而启动的“卡迪拉克”计划。麻省理工学院接受委托在缅因州卡迪拉克山研究在飞机上搭载大功率雷达。该项目在TBM-3W“复仇者”鱼雷攻击机上安装了AN/APS-20雷达，通过甚高频数据链将雷达数据传回舰上，具有了现代早期预警飞机的雏形。在此基础上美国又进行了卡迪拉克-2计划，用更大的B-17上面改装了PB-1W预警机，由于机内空间增大，其不但可以提供早期预警能力，还具备指挥引导能力，堪称现代机载预警指挥控制系统的雏形，但这两种飞机的机载雷达都只具备提供两坐标数据的能力，而随着现代战机性能的发展，要想对其进行拦截必须要获得三座标的信息，1949年，美国海军选用洛克希德公司的L-749“星座”大型民航机改装为陆基远程预警机（克什米尔公主号也是一架L-749），稍后又改了一架加长的L-1049“超级星座”。这种飞机后来不但海军采用，空军为SAGE系统也选用了这型预警机，称为EC-121“警戒星”，该机可以视为SAGE系统向海上的延伸。这种起飞重量达到65吨的飞机由四台莱特R-3350-34型18缸涡轮增压发动机驱动，能够以221节的巡航速度飞行10小时以上，并且具有能够跨越大西洋的航程。EC-121最初在机腹下挂装AN/APS-20预警搜索雷达并在机背上背负AN/APS-45测高雷达。AN/APS-20预警搜索雷达工作在2880±30MHz波段，采用一支峰值功率达到1.75MW的磁控管发射机，通过增益为30dB的水平极化旋转抛物面天线发射水平3.5度，俯仰8度的波束，能够在160km远处探测到中型轰炸机，370km远处探测到2千吨级的驱逐舰。AN/APS-45测高雷达采用一支峰值功率为425kW的QK-172型磁控管发射机，选择了9375±55MHz的X波段在天线尺寸有限的情况下使俯仰波束宽度达到与AN/FPS-6相近的水平，而且作用距离达到了222km，满足了早期预警飞机对目标高度分辨能力的需要。并且APS-45测高雷达可以与机载战情中心的显示器配合使用，允许两者互相交换数据，当战情中心的显示器需要高度数据时，APS-45的显示器的高度请求灯亮，雷达处于遥控状态，可以自动连续的向战情中心显示器提供目标的高度信息。战情中心据此得到目标的三维坐标提供给战机。在EC-121的服役过程中，雷达系统经过了多次升级。1956年装备的AN/APS-70预警搜索雷达采用了动目标显示技术，能够在一定程度上降低地杂波的影响，但是仍只能满足海上低空目标探测的要求，为提高EC-121的低空探测能力，美国飞行员在跟踪在古巴的前苏联飞机发明了一种方法；是在离海岸600米高度的飞行，将雷达电波触水反射来探测目标，这种奇特的方法解决地面杂波干扰的问题，相当将地面雷达布置在敌我交界地区，扩大了机载雷达的探测范围。。在1959年装备的AN/APS-95则换用了波导缝隙阵天线，与敌我识别天线的指向差可小于5度。该雷达由6个LRU组成，装有LRU自检设备，能够在飞行中维护和更换部分器件。
 
                
                
    与机载雷达一样，在SAGE系统20多年的工作过程中，为它提供信息的地面雷达也经历了多次升级换代。从AN/FPS-7开始，同样引入了动目标显示技术抑制杂波，并且通过7个堆积波束实现了三坐标。这种峰值功率高达10MW的雷达被设计为双通道发射系统，在一个通道与天馈相连时，另一通道被接到假负载上，故而可以在不关机的情况下进行维护工作。这些搜索雷达中使用最为广泛的是AN/FPS-20，总共生产了近200部，不但为北美防空效力，还出口到了很多国家，拥有大量的改型。在1960年春装备美国空军的AN/FPS-24雷达上实现了频率分集和脉冲压缩技术，提高了抗干扰能力和分辨率。在相近的时期，解决了5400-5800MHz的C波段极高功率发射机，应用在远程测高雷达AN/FPS-26上，对RCS为3平方米的目标作用距离达到了400km。在远程警戒雷达AN/FPS-27上则使用了旁瓣抑制天线，降低了旁瓣进入的干扰。
                
                
    远程雷达和早期预警机解决了对远距离高空目标的探测问题，但是地形的障碍仍然成为低空突防飞机的护身符，为此美国部署了大量的低成本雷达作为低空补盲使用。比较典型的是本迪克斯的AN/FPS-14雷达，这型工作在S波段的雷达尽管峰值功率也达到了450kW，但是作用距离不足100km，反映出没有花费很大力气进行降噪和提高灵敏度，在低成本的同时也足以适应球形地表对通视距离的限制。
苍穹利剑
     自动化的指挥系统，高科技的通信系统，这些令人眼花缭乱的名词其实都指向一个最简单的目标；消灭敌人，也就是说前面所说信息处理和传递其最终的目标就是引导武器系统更快、更准的消灭目标。换句话说现代武器威力大、速度快的特点牵引着指挥自动化的发展，而武器控制也是指挥自动化比较早和成熟的功能，现代指挥自动化系统支持下的武器控制系统已经实现了从从探测到打击效果评估的全程自动化，并且这些工作在极短的时间就可以完成，而实现对武器的直接控制也正是SAGE系统的贡献之一
     在SAGE系统计算机网络化信息传输的基础上衍生出了自动化截击概念，所谓的自动化截击就是通过数据链将地面指挥系统与截击机相交联，截击机据进行作战，甚至地面可以遥控战斗机发动进攻，这样做的好处就降低了所谓攻击链的长度，降低了信息传递的时间。传统战机引导采用话音传递命令，模拟制的话音不但容易受到干扰，而且受人为因素的影响大，在高度紧张的空战中，极易造成指挥员的误报和飞行员的误解，特别随着现代战机的速度和高度越来越大，截击机的性能也必须飞得的更高、更快，机会往往就是瞬间的事情，这对于整个空战引导系统来说都是个巨大的压力，如果不但将获得的信息转化为战斗力，那么这些耗费巨资获得的信息实际上也没有多大用处，问题的答案就是数据链，许多人可能认为数据链是个新鲜的高科技东东，实际上其很早就出现了，可以看作敌我识别器发明的副产品，不过能够快速、直观的提供战场信息的特点很快让数据链从为现代空军的新宠，通过数据链可以将地面指挥引导系统的数据发送给战机飞行员，并通过坐标转换成直观的战术形势地图，就好比个人看一张标示着目标的地图，和另外一个人被别人告诉目标在东边10公里处，两者相比显然前者更快、更准领会作战信息的含义，作为提高北美防空司令部截击机在不利气候条件下作战能力的一部分，50年代美国空军接收F-86L型截击机，这些飞机装备了早期的数据链系统，可以与地面防空指挥系统相交联， 形成了一种计算机化的指令和控制系统，能在全美观察整个空中防御战争。它标志着在 5 0年代中期地面雷达和控制中心结合发
展的最高峰。
                
                 
    不过由于自身性能的局限性，F-86L显然不能拦截未来具备超音速突防能力的轰炸机，要想拦截这些目标需要自动化程度更高的截击机，为满足这些要求而设计的首架战斗机是康维 尔公司的F - 1 0 2 A。 它于 1 9 5 6 年开始服役， 并装备E 一 9火力控制系统， 并于1 9 5 8年改型为 MG — l 0 火力控制系统。数字导航信息是从地面指挥系统向上连接到它所连接的地方。对飞行员显示和截击指挥都要把数字信息转换成模拟形式。一旦飞行员锁定目标，MG 一 1 0可以自动指挥战斗机， 打开武器舱门并发射导弹，为了进一步发挥潜在能力，康维尔公司又发展了F — l 0 6 A ，该机配备了电子导航和火力控制系统来完全自动完成每次截击任务。目标信息从地面指挥系统传递过来并直接提供给飞机MA— l火力控制系统 。MA一 1的计 算机通过转换得到目标航向信息，开始计算导航指令和减小功率速度范围。它在雷达锁定前后指挥飞机，一旦飞行员通过给雷达回波上增加一个方形标志，就会在雷达显示器上确定目标。截击机就会自动对目标发动攻击，而飞行员更多做为一个系统管理员而监控飞机的工作，这些功能虽然神奇，但由于早期电子系统在功能及可靠性存在问题，F-106A的MA-1在长时间实际上并没有完全发挥作用，并且受限机载计算机的运算速度和储存容量，自动截击系统概念实际上将目标设想为均速直线飞行，因此其仅适合于对轰炸机之类的不具备高机动性能目标的截击，这也是为什么美国第三代机战机的空战引导仍旧“退回”保密话音的主要原因，而随着大容量、高速数据链和高速机载计算机的出现才让这种自动化空战逐渐成为现实
                
                
    波马克导弹（BOMARC：Boeing Michigan Aeronautical Research Centre）始于二次大战末期美国研制无人高空截击机的Gapa计划，这一计划失败后，1949年空军授权波音与密歇根大学航空研究中心合作研制XF-99无人截击机，后来改称IM-99导弹，最后改为CIM-10。依托冲压发动机的预研工作，A型很快就于1952年进行试飞，1957年开始投产。次年开始研制改进的B型弹，很快取代了A型。作为世界上第一种末端主动雷达制导的防空导弹它最初定义为无人驾驶截击机也并非没有道理，在飞行的中段，它与有人驾驶截击机一样，接受SAGE系统数据链的引导，末端则通过弹载雷达自主导引。这种工作方式不同于当时普遍使用的全程指令制导方式，克服了指令制导方式远距离制导精度不足的问题，使超过300km的远程拦截成为可能。
    波马克导弹部署在固定阵地上，各自拥有储存掩体，当被SAGE系统选中时便打开掩体起竖导弹到垂直状态。接到发射指令后固体助推器即点火发射导弹，初段爬升为程序控制，到改平后，中段飞行由SAGE系统通过防区内部署的雷达获取导弹和目标的位置和速度数据，产生制导指令，经数据链传送给波马克导弹引导飞行。当弹目接近到一定距离后SAGE指令弹上雷达开机。当弹载雷达截获目标后，导弹就进入自主导引飞行，直到弹目交会，近炸引信起爆战斗部。波马克导弹外形也为类似飞机的正常式布局。为了满足高速飞行的需要，弹体十分细长，长细比达到了16。弹翼的相对厚度仅有3%，这么薄的结构中无法像常规飞机那样设置滚转控制用的副翼，所以设计了外端全动翼尖，水平尾翼和垂直尾翼也是类似的全动式设计，所有翼面均采用了切尖防颤。
    波马克导弹的火箭助推器内置在弹体尾部。A型弹采用推力156kN的LR-59-AJ-13型液体燃料火箭发动机，这型火箭是JP-4和偏二甲肼混合燃料，发烟硝酸做氧化剂，维护复杂，发射准备时间长，而且占用了较多弹体空间。B型弹改用了推力222kN的固体助推器，减小了体积占用，使导弹可以装更多燃料，射程扩展了一倍多。弹翼下吊装的RJ43冲压发动机推力也由MA-3型的51kN提高到MA-7型的62kN。
    A型弹采用的AN/DPN-34型雷达导引头无法有效跟踪低空目标，在B型弹上威斯汀豪斯的AN/DPN-53导引头大胆采用了脉冲多普勒技术，即使敌机在末端改为低空突防也无法躲过波马克导弹的攻击。为了能够有效的对付大规模的入侵机群，B型弹还用7-10kT当量的W-40型核战斗部代替了A型弹的135kg连续杆战斗部。