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协同作战系统与网络中心战  

2007-01-07 15:03:27|  分类: 装备科技A |  标签: |举报 |字号 订阅

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协同作战能力系统

“协同作战能力”(CEC)系统也有称“协同作战系统”,是美国海军在原C3I系统的基础上为加强海上防空作战能力而研制的作战指挥控制通信系统。该系统利用计算机、通信和网络等技术,把航母战斗群中各舰艇上的目标探测系统、指挥控制系统、武器系统和舰载预警机联成网络,实现作战信息共享,统一协调战斗行动。每艘舰艇都可以及时掌握战场态势和目标动向。对来袭的空中目标,可以由处于最佳位置的军舰发射武器进行拦截,从而大大提高整个航母编队的防空能力。

CEC系统的由来

现代海战中,航母战斗群的防空系统面临巨大的挑战。首先,舰队所遭受的空中打击不再只是飞机投掷的炸弹和鱼雷,而且还有敌空中、水面、陆地发射的各种导弹和精确制导弹药,防空系统需要在复杂的作战形势下快速做出反应;其次,自然环境的影响,如飓风、电磁暴等,降低了防空系统的有效作战半径;再次,在与盟军联合实施的军事行动中,广阔而复杂的战场环境加大了敌、友目标辨识的难度。

航母战斗群中各舰艇所具备的侦察能力都存在地域、范围、手段、精度的局限,独立侦察所获取的情报不能适应复杂环境下的作战需求。如果能够建立一个囊括战场内所有舰艇的信息网络,将它们所获得的侦察情报加以综合,形成精度更高、范围更广、全局一致的战场态势信息,并为全舰队所共享,就能够取代传统的、各自为战的海上防空作战模式,实现真正意义上的协同作战。CEC系统正是为服务于这一目标而构建的作战指挥通信系统。

CEC系统的功能

CEC系统的功能可以概括为三方面:

⑴复合跟踪与识别:将航母战斗群中的各舰载雷达的探测数据进行滤波、加权和集中,经综合处理后得出威胁目标的航迹,各舰可据此进行目标跟踪和识别。如果某舰载雷达在一段时间内未能更新目标诸元,可利用其他舰艇的雷达数据对目标航迹进行更新。

⑵捕获提示:在CEC系统中已形成目标航迹的情况下,如果某舰的雷达未能获得此航迹,CEC系统可自动地启动捕获提示功能,使其雷达能快速捕获到目标,从而大大增加捕获距离。

⑶协同作战:使战斗群中各舰以极短的延时共享其他舰艇获取的目标信息,发射并制导导弹对目标进行攻击,协同抗御各威胁目标。被攻击的可以是本舰雷达未捕获到的目标,即可以遂行所谓的“超视距攻击”。

CEC系统的组成

CEC系统实质上是一个利用计算机和通信技术构建的网络,它把航母战斗群中各舰艇的目标探测系统、指挥控制系统和武器系统以及预警机等有机联系起来,允许各舰以极短的延时共享各种探测器获取的所有数据,从而使整个战斗群能高度协同地作战。该系统的核心设备是协同作战处理器(CEP)和数据分配系统(DDS)。

CEP用于处理由系统主舰和网络中各舰提供的数据,通常与武器分系统的处理机相连接,以便及时、精确地进行协同作战。CEP具有足够的容量和运算能力,以及与战斗群中所有作战系统相适应的接口。目前由30台摩托罗拉68040处理机组成,每台处理机至少执行一项处理子功能。

DDS采用相控阵通信天线和大功率行波管发射机,能可靠、近实时地交换分配群体数据,其传输能力比通常的战术数据链高几个数量级。

CEC系统的研制过程

20世纪70年代,美国约翰·霍普金斯大学应用物理实验室最早提出CEC系统的思想;1987年,CEC系统开始研制;1995年通过了一次具有里程碑意义的测试,将装备了CEC系统的“艾森豪威尔”核动力航母、2艘“宙斯盾”巡洋舰、1艘两栖攻击舰以及P-3侦察机连接为一个整体,对各项系统功能进行了一系列成功的试验,包括目标综合航迹的生成与目标敌我辨识、远程数据在本地火控系统中的应用、强电子干扰环境下的目标信息获取以及可靠近实时的数据通信等。据此,美国国会和国防部决定加速CEC系统的研制开发,并将其应用范围扩展到陆军和空军;1996年,系统具备了初始作战能力;1997年,系统正式列装;从1998年开始,系统进入小批量生成阶段,并首先装备已部署的航母战斗群。

在2000年10月举行的“中途10”演习中,CEC系统再次成功地实现了舰艇、飞机、岸基系统之间的协同作战。预计自1999年开始的10年内,可以完成在海军主要舰艇及E-2C、E-3B预警机上装备CEC系统的工作。

CEC系统的发展趋势

美海军正致力于CEC系统的小型化,主要技术途径是发展通用设备组件(CES)。包括:使用单片微波集成电路技术,制造出性能好、重量轻、成本低、功耗小的相控阵通信天线;使用专用集成电路技术,减少系统的电路插件,从而减小系统的体积和重量,提高可靠性;采用新一代微处理器技术,提高系统的处理能力。

同时,CEC系统技术将推广到各种指挥系统(如E-2C预警机和LPD17两栖舰)上,以增强协同作战能力。美国各军种正在进行联合研究,拟将CEC系统引入“爱国者”导弹系统、军级防空导弹系统、E-3预警机、战区高空区域防御/地基雷达系统等,以形成一种真正“无缝隙”的战区防空反导体系。CEC系统还广泛地应用于新武器的研究计划中,如“山顶”超地平线巡航导弹防御计划。显然,CEC已成为一种提高指挥系统协同作战能力的重要技术。

网络中心战

网络中心战的由来

美军联合参谋部于1996年颁布“2010年联合构想”,提出了“主宰机动、精确打击、全方位防护、集中后勤”等4项新的作战概念,指导各军种制定各自的战略设想和长期规划。在此背景下,美陆军制定了“后天的陆军”设想,美空军制定了“全球参与:21世纪空军”的设想,美海军则提出了一种新的作战思想——“网络中心战”(Network-CentricWarfare)。

网络中心战是相对于所谓“平台中心战”而言的。“平台”是一个借用术语,指装载武器、探测器及其他电子设备的军舰、飞机、坦克等。在传统的平台中心战概念中,各平台主要依靠自身的探测器和武器进行作战,平台之间的信息共享非常有限。显然,这种作战方式无法适应高技术条件下的未来战争。

网络中心战是美国海军根据新的作战任务,借用商业上成功的网络中心计算经验,由美海军作战部长约翰逊上将于1997年4月率先提出的。美国海军认为,在未来战争中,海军要遂行打击从岸边直至内陆纵深数千千米范围内的目标、为海军陆战队和陆军提供火力支援、对空作战及战区导弹防御等多种作战任务,传统的平台中心战难以胜任,必须采用先进的信息技术,把作战部队和作战支援部队及其作战平台,以及轨道上的卫星联系起来,实现岸基部队和海基部队之间、各作战平台之间的高速度、大容量、远距离实时数据交换,使各级指挥官能及时、全面掌握战场态势,先敌采取行动,实施精确打击和联合作战。

网络中心战的概念

网络中心战是利用计算机网络对部队实施统一指挥的作战。其核心是利用计算机网络把地理上分散的部队、各种探测器和武器系统联系在一起,实现信息共享,实时掌握战场态势,缩短决策时间,提高指挥速度和协同作战能力,以便对敌方实施快速、精确、连续的打击。

“网络中心战”中,具有信息优势的、地理上分散的部队,将所有的通信系统、探测装置和武器系统组成以计算机为核心的网络,各级指挥官利用网络交换大量的图文信息,同时掌握整个战场态势,通过网络和电视电话会议清晰明白地阐述指挥员的意图,制定作战计划、解决各种问题,从而通过网络形成战斗力。

前面谈及的协同作战能力(CEC)系统使海上防空发生了革命性的变化,充分体现了现代海战中网络中心战的新作战思想,是网络中心战的重要组成部分。

网络中心战的构成

网络中心战的作战结构分为三级。第一级为复合跟踪网络,使用协同作战能力系统等,网络用户数量在24个之内,信息传输时间为零点几秒,信息精度达到武器控制要求;第二级为联合数据网络,运用16号数据链、联合战术信息发布系统(JTIDS)等,网络用户数量在500个之内,信息传输时间为秒级,精度达到部队控制要求;第三级为联合计划网络,运用全球指挥控制系统(GCCS)等,网络用户数量在1000个之内,信息传输时间为几分钟,精度达到部队协同要求。

网络中心战的网络结构由探测装置网络、交战网络和信息网络3个相互链接的部分组成。探测装置网络把所有战略、战役和战术级探测装置得到的数据融合在一起,迅速产生对战场空间的态势感知;交战网络主要由武器系统组成;高质量的信息网络是沟通全战场的保障,对探测装置网络和交战网络起着支撑作用。整个网络通过指挥控制程序进行管理。为了获得需要的速度,采用了许多自动运行的程序。各级探测装置获得的实时目标信息可以直接传输到武器发射系统,反应时间大大缩短。

网络中心战对作战方式的影响

网络中心战首先是提高了部队的指挥速度,战术决策时间从12小时减少到只需1小时;其次是建立了对战场空间的持续、完备的态势感知,这种感知在平时可以提高威慑能力,在战时可以导致胜利。

网络中心战的出现将使战斗呈现出连续、高速发展的特点。军事行动是个复杂的过程,传统的做法是通过“观察-判断-决策-行动”(OODA)的循环,依靠指挥员自上而下的命令进行协同。整个战斗过程无法连贯,常常造成战斗力和时间的浪费,并给敌人提供喘息的机会。而在实现网络中心战之后,各级部队在领会高级指挥员的意图后,能够积极发挥主观能动性,自下而上地组织和协同复杂的战斗活动,将作战从分阶段的战斗行动转变成高速连续的战斗行动。

网络中心战把军事行动的方方面面都数字化地链接起来,从根本上改变了海军执行作战任务的方式。网络中心战将防空、反潜和反导等防御作战行动从依赖舰艇自身的防御系统,转变为以网络化的协同作战方式进行。也就是说,将各个分散的作战平台整合成为一个分布式的探测和武器系统,利用航母作战群的整体探测和交战能力对付来袭威胁,从而显著提高了舰队的作战效能,并使战斗防御空间一直延伸到内陆纵深,形成战区防空。

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