美军数据链发展研究
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引 言
1997 年美军提出了“网络中心战”(NCO)概念,2001 年美国防部向国会提交了《网络中心战》报告,全面阐述了“网络中心战”的理论及其发展战略。2002 年 8 月,美国防部在政府国防政策报告中指出,网络中心战是“通过部队的网络化而进行的军事行动”。2005 年 1 月,美国防部部队转型办公室
(OFT)发布《网络中心战实施战略》报告,提出了网络中心战的策略和未来发展方向[1]。由此可见,网络中心战将成为未来战争的主要形式。
网络中心战通过建立全球信息栅格将分散在全球各维度的作战要素聚集为网络化的作战整体,实现战场态势的感知共享,其本质是以信息共享为基础建立信息优势,并将信息优势转变为决策优势和行动优势,从而缩短了武器打击链的工作时间,大幅提高作战效能,达到先敌发现、先敌打击、先敌摧毁的目的[2]。
在网络中心战中,达成信息优势的核心要素是数据链。数据链能将战场上的指挥中心、各级指挥所、各参战部队和武器平台相链接,构成陆、海、空、天、电一体化的全维信息网络,快速及时地分发战区实时态势,以实现快速决策和攻击。因此,可以说数据链系统决定着整个网络中心战体系的作战效能。
目前,以美国为首的军事强国已建成多层次、多功能、可扩展的数据链体系,本文分析了美军数据链体系结构,着重分析武器协同数据链的发展现状,并对数据链体系的发展及武器协同数据链的发展趋势进行了展望。
1 美军数据链体系发展概况
在美军网络中心战体系中,已建设了三个层次的数据链体系,分别是 :联合计划网(JPN)、联合数据网(JDN)和复合跟踪网(JCTN)[3]。
联合计划网应用于战略层面,主要基于远距离数据链, 用以支持战略级作战计划和情报的分发。联合计划网以美军的全球指挥控制系统(GCCS)中的非实时网络为基础,利用联合计划网可以生成战区公共作战态势图(COP)。
联合数据网属于战术层面,主要基于战术数据链,如LINK-16。联合数据网主要提供态势感知和武器协同等作战信息,形成公共战术态势图(CTP),使各参战部队共享情报信息资源。
复合跟踪网属于火控层面,主要基于武器协同数据链, 它将战区内的传感器联接成网络,实时共享传感器数据,生成战区单一综合图像(SIP)。为复合跟踪网提供支持的是武器协同数据链,主要包括 CEC、TTNT 等。
可以看出美军的数据链体系层次清晰,功能特点以及实时性各有不同,将空间位置不同、信息需求各异的作战要求联接成一个整体。
2 美军武器协同数据链的发展
在支撑美军数据链体系结构的数据链系统中,远距离数据链和战术数据链发展历史相对较久,技术成熟度相对较高, 而武器协同数据链发展相对较晚,是近年及今后一个时期内数据链体系建设的重点。尤其在现代战争中,作战平台的机动性越来越高,使得预警时间越来越短,靠单平台自身的传感器能力已难以满足对抗精确制导武器的需要,而多个平台之间的信息共享能形成出比单平台累加更大的军事效能。美军的武器协同数据链建设主要包括协同作战能力、战术组件网、机间数据链、战术目标瞄准网络技术 4 个系统。
2.1 协同作战能力系统
美军协同作战能力系统(CEC)是美国海军为加强海上防空作战能力而研发的作战指挥控制通信系统。CEC 把航母战斗编队中各作战平台的目标探测系统、指挥控制系统、武器系统等通过无线通信网联系起来,共享各平台雷达传感器探测信息,生成统一态势图,从而使整个战斗群高度协同作战。
2.2 战术组件网
TCN(TacticalComponentNetwork)由CEC发展而来。TCN采用按需发布的原则,在联网平台间构造订阅 /发布关系, 只有经过订阅的传感器才向订阅者发送探测数据,避免CEC 广播带来的资源浪费。同时,TCN 具有开放的体系架构,系统由基础构件块构建出复杂的战术结构,再通过适配器和应用程序组合在一起,使系统中的组件具有高度独立性和灵活性。
2.3 机间数据链
IFDL 是美军为第四代战斗机开发的专用武器协同数据链,IFDL 利用窄带波束在高速飞行的作战飞机间形成高隐蔽性的抗干扰低时延高速通信网络,实时交换传感器信息、目标跟踪信息和武器存量等信息,显著提高了四代机平台间的数据交换能力、战场感知能力以及武器互操作能力。IFDL 还采用了扩频、高速跳频和功率控制等低检测、低截获技术,增强其在高强度电子对抗中的抗毁顽存能力[4]。
2.4 战术目标瞄准网络技术
TTNT 是美军的一种新型武器协同数据链,可实现多平台动态组网并以 Mb / s 的高速度进行数据传输,从而大幅提高对时间敏感目标的精确打击能力,大大缩短“传感器到射手” 的作用时间,使美军的网络中心战能力产生质的飞跃。
3 美军数据链发展趋势分析
3.1 美军数据链体系发展趋势展望
网络中心战的战略发展和信息技术的不断进步推动了数据链技术的不断发展。从体系角度来看,具有以下发展趋势 :
(1)一体化的数据链体系。
在美国数据链发展历史中,各军种自行研制各自的专用数据链,在联合作战需求的牵引下,逐步开始考虑各军兵种战术数据链与武器协同数据链,以及与已有战术战略通信网之间的互联互通,最终发展为接入全球信息栅格(GIG)的数据链网络,不断提升数据分发能力,形成一体化的数据链体系。
(2) 从专用型向通用型方向发展。
美军早期的数据链基本由各军兵种根据各自作战需求独立开发。但随着信息化作战的发展,未来战场形式必然是多军兵种一体化联合作战,不同军兵种平台上装备的数据链需要网络互联、信息互通,以实现联合指挥作战。因此,美军数据链必将由专用型向通用型方向发展。
(3) 软件无线电终端。
目前,美军数据链型号繁多,硬件平台各不相同,功能各异,技术保障工作具有一定的困难。利用软件无线电技术设计数据链系统,可实现硬件平台的统一、系统功能的灵活配置, 新功能新技术可以通过软件升级及时应用实现,方便系统升级维护,大大缩短了研制周期[5]。
(4) 无中心动态自组网。
未来的网络中心战中,陆海空天各作战平台之间的相对位置和互联关系往往无法预先规划,网络拓扑具有高机动性, 因此未来的数据链系统应该是无中心自组织的智能网络。
3.2 武器协同数据链发展趋势分析
武器协同数据链是美军数据链下一步发展的重点,未来武器协同数据链发展可能具有以下特点:
(1) 统一标准,规范发展。
武器协同数据链处于数据链体系底层,位于战场打击链条的末端,它的发展以其它多种数据链为基础,需要从顶层规范,统一标准,实现多链兼容与协同,以解决各军兵种作战平台、各类探测器、传感器的武器信息资源共享、作战协同的实时性问题,以及联合作战指挥协同所需的保密、抗干扰等问题。
(2) 全面的抗干扰技术。
由于数据链系统在战争中的重要作用,在战时其是敌方重点干扰打击目标,因此,数据链系统的抗干扰技术将是未来数据链发展的重点[6]。现代战场电磁环境恶劣复杂,数据链通信必须采用多手段、多路由、多频段的原则使敌人难以掌握通信规律。同时大力发展高速和变速调频技术、自适应调频技术、分集技术、自适应调零天线等抗干扰技术,达到多种手段综合抗干扰的目的。
(3) 跨战区、高容量、低时延高速通信。
未来战争空间纵深大,有可能跨越多个战区,为了提供大范围信息保障,使更多作战人员与参战平台能够及时发送和接收作战信息,提高战场态势感知能力,开发跨战区、高容量、低时延高速通信技术势在必行。
4 结 语
综上所述,在以网络中心战为特点的未来战场上数据链具有广阔的应用前景。因此,以满足信息化条件下的联合作战需求为目标,借鉴外军发展经验,结合自身作战特点,打造我军自己的数据链体系必将成为我国未来武器装备发展的重点。