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美国海军网络中心战初探  

2007-01-07 15:04:22|  分类: 战略评论 |  标签: |举报 |字号 订阅

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网络中心战概念由美国海军作战部长杰伊·约翰逊上将于1997年4月首次公开提出。

传统的海战是以平台为中心的,主要依靠平台(如水面舰艇和飞机)自身的传感器和武器系统形成战斗力,而在网络中心战中,舰艇和飞机等平台仅是整个网络中的一个节点。

网络中心战的网络由传感器网、交战网和信息网组成。

传感器网由设在卫星、飞机、舰艇和地面上的所有传感器及其操作平台组成,其任务是完成传感器任务分配、数据融合、在信息网上有效地分发信息等工作。

交战网由平台武器和信息网上用于指挥控制和武器系统的软件组成,任务是有效利用战场感知信息完成精确交战或引导机动等各项战斗任务。

信息网是整个网络的基础,是传感器网和交战网正常运作的保障,它充分利用卫星通信系统、机载通信系统、地面通信系统和海上通信系统等通信网络,用多种速率、多种模式传输视频、数据和音频信息,将各种不同平台上的传感器和武器系统联成一体,通过指挥控制程序确保各级作战单元拥有高速通道,共享信息,实现战斗力的最大化。

美国海军

目前根据它的基础设施能力和作战要求,将网络中心战分为三级。

第一级是战略级。在战略级网络中心战中,根据美海军IT-21计划,利用GCCS全球指挥控制系统等联合计划网,网络用户数量小于1000个,信息传输时间为几分钟。战略级网络中心战的宗旨是协调各军兵种的兵力。

第二级是战区级。在战区级网络中心战中,运用目前装在美国舰艇和飞机上的16号数据链(JTIDS联合战术信息分发系统)等联合数据网,网络用户数量小于500个,信息传输时间为秒级。战区级网络中心战的宗旨是控制各军兵种兵力。

第三级是战术级。在战术级网络中心战中,运用协同作战能力(CEC)设备等连成综合跟踪网,网络用户小于24个,信息传输时间为零点几秒,信息精度达到火控级。

CEC是基本要素

美海军正在采取切实措施,抓紧落实网络中心战中通信系统、传感器系统和武器系统的网络

建设,特别注重具有协同作战功能的软硬件研制。目前,具有协同作战能力的CEC设备已研制成功,型号为USG-1/USG-2,并已装备美海军舰艇和飞机。

CEC系统由E-Systems公司制造的协同作战处理(CEP)和数据分发系统(DDS)两大部分组成。DDS包括组合计算机处理机、保密网控制器、低功率放大器、大功率放大器和阵列天线。CEC系统共使用28台摩托罗拉公司制造的并行处理机,具有极强的信息处理能力,能实时画出高质量作战态势图,并具有很高的定位精度(常有3个或3个以上传感器信息组合覆盖同一目标)。CEC系统主要依靠DDS来完成大量火控数据(包括来自多艘舰艇的雷达图像)的快速交换。DDS在C波段用加密的甚宽带传输这些数据。DDS数据链具有定向窄波束猝发发射接收、跳频和冗余编码等抗干扰特性,保证了平台间的信息传输不易受干扰。

CEC在战术网络中心战中有三个主要功能:

综合跟踪和综合识别功能

战术级网络中心战中,通常以航母战斗群编队作战。战斗群通常由装有CEC设备的水面舰艇和飞机组成。这些

舰艇和飞机平台相对威胁目标处在不同位置,各平台上传感器有不同工作频率和工作方式。CEC能使战斗群里若干水面舰艇和飞机(网络用户小于24个)各自探测到的目标信息(未经处理的目标距离、方位、高度和敌我识别信息)实时地向战斗群内其它平台发送。由于这些平台上都装有CEC设备,可将平台自身探测到的目标信息和来自其它平台探测器探测到的目标信息进行融合处理,求出目标组合航迹,从而扩大了每个节点的探测范围,扩大了作战空间。

CEC还能根据目标速度和位置,利用组合航迹和相应的组合识别原则(组合跟踪敌我识别应答器回答信号)综合判断目标的敌我属性。这样,战斗群内各作战单元就可根据目标的组合航迹和敌我属性,在组合探测空间内跟踪和攻击目标。

精确提示功能

为使战斗群内每个作战单元攻击区域最大,CEC使用了“特别捕获提示”信号。如果战斗群内某作战单元上CEC已根据其它平台传来的信息确定出目标航迹,而该作战单元自身的探测系统并未跟踪到目标,在这种情况下,当目标对该作战单元的威胁已达到一定程度时,该作战单元能自动启用“特别捕获提示”信号,及时提示该平台火控系统利用目标组合航迹和识别信号攻击目标。

协同作战功能

在装有CEC设备的空中和海上不同平台上,编队作战指挥官可同时在各自平台显示屏前清晰地看到整个战场的作战态势图像,并通过各种通信系统相互协调统一指挥编队内各作战单元的作战资源(包括探测资源、电子战资源和武器资源)在最佳平台、最佳时间,对

威胁目标实施最有效跟踪和最有效软硬武器攻击,达到最大限度的协同作战效果。

由此看出,CEC设备扩大了编队作战探测和攻击空间,大大提高了跟踪和敌我识别精度以及武器命中概率,提高了战场指挥速度和作战效果。CEC是战术级网络中心战各网络节点上必要的共用设备。

“宙斯盾”是美海军战术级网络中心战中不可缺少的重要作战系统。但“宙斯盾”和CEC的综合存在互操作性问题,因为CEC的软件主要是用C++语言编写的,而“宙斯盾”作战系统程序多少年来是用美海军独特的封闭式CMS-2语言编写。美海军正在研制一种通用指挥/决策系统,以提供必要的互用性能。

战术级网络中的电子战系统

据报道,在网络中心战的网络节点(水面舰艇)上,除装有CEC设备外,还将装备SLY-2(V)高级综合电子战系统(AIEWS)。

SLY-2(V)AIEWS是目

前美海军最复杂和最有雄心的电子战计划。它是美国海军继现役标准舰载电子战系统AN/SLQ-32获巨大成功后,于上个世纪90年代开发的一种跨世纪电子战工程。它将取代SLQ-32(V),还将取代AN/WLR-1H和AN/SSQ-82(V)舰载电子战设备。SLY-2(V)由洛克希德·马丁公司海洋雷达和传感器系统分公司为首设计,最近已完成了初步设计评审。其一期工程系统将是一种无源的、高精度、高截获概率的威胁告警系统,由高精度测向天线、专用辐射器识别和高截获概率子系统组成,旨在把高性能电子侦察能力引入水面舰队。二期工程系统将增加舰载射频辐射器、红外探测器、射频和红外子系统以及舰载/舰外电子进攻协同控制软件。

SLY-2(V)是一个开放式系统。为使SLY-2(V)能与舰艇作战系统和其它探测器的高水平综合,SLY-2(V)在设计过程中始终注重系统与系统的综合能力。美海军希望SLY-2(V)有助于连接“宙斯盾”作战指挥系统和CEC系统。SLY-2(V)一期工程系统将与“纳尔卡”有源诱饵系统、有源电子进攻射频/红外干扰机、MK1和MK2SSDS舰艇自卫系统以及“宙斯盾”系统综合。这样做的目的是提供多维多层电子战能力,这在有限的沿海作战环境中是至关重要的。SLY-2(V)的系统设计保障了目标识别和辐射控制功能的自动化。SLY-2(V)获取的目标数据被自动传送到作战系统后,或使作战系统启动精确测向天线进一步对被发现目标精测,从而获取更详细信息;或用有源辐射器干扰该威胁目标。目前因海军网络中心战的需求,SLY-2(V)从电子侦察工作方式至电子进攻工作方式的转换是自动的,无需操作人员加入,这样就减少了人工操作的不定性。

SLY-2(V)研制在不断加速,预计在不远的将来将投入使用,成为战术级网络中心战中不可或缺的电子战系统。

网络中心战中的关键技术

美海军网络中心战中有许多关键课题需要研制和攻克,但从大系统出发,主要有两大类关键技术,一是组网技术,一是网络攻防技术。

组网技术

网络中心战是传统平台中心战在现代计算机网络技术和信息技术迅猛发展的条件下,发展起来的一种新的作战方式,是一种以网络为中心的高技术信息战。它通过网络把各作战单元联结成一个有机整体。因此,组网是实现网络中心战的基础。

组网技术中有两个关键课题:数据融合技术和抗干扰高保真信息传输技术。

网络中心战中,每个节点都要接收来自其它节点的信息,这些信息加上本节点获取的信息一起处理后,才能得到全局完整的作战态势图。这种将各个节点各种探测器接收到的所有信息进行综合处理的技术,就是数据融合技术。美海军CEC设备中协同作战处理机就是一个数据融合系统。

网络中心战中,要保证各节点间的信息传输不受干扰,且传输的信息不失真,只有这样才能实现各作战单元、各作战平台的信息共享。所以,信息传输技术是组网技术中的又一关键技术。美海军CEC系统中的数据分发系统采取了一系列抗干扰措施,保证了各节点间信息传输的安全和保真。

网络攻防技术

网络中心战是一场网络攻防战。网络攻防技术包括网络侦察技术与反侦察技术、网络干扰技术与反干扰技术、网络摧毁技术与反摧毁技术。

在网络中心战中,网络攻击的主要软手段是黑客攻击和病毒攻击。因此,网络防御必须针对黑客攻击和病毒攻击采取必要措施。

网络攻击前必须进行网络侦察,这是实施黑客攻击和病毒攻击的基础。网络侦察的任务是侦察对方网络系统存在的薄弱环节、网络系统内的重要信息资源、密码系统等网络防御措施等。完成上述任务的基本技术有网络漏洞扫描技术、密码破解与窃听技术、通信协议分析识别技术等。为对付黑客攻击和病毒攻击,必须针对网络侦察采取反侦察措施。

病毒攻击和黑客攻击主要通过两条途径:一是计算机网络通信,例如将病毒附加在电子邮件中进行传送;一是无线通道,例如根据侦察测到的通信协议和数据格式,发射病毒码,使它能混在合法的传输信号中进入对方通信天线,进而进入信息网络。这里涉及到的关键技术有病毒植入技术、病毒激活技术和病毒武器制造技术。受黑客和病毒攻击的一方,必须采取相应措施,用反病毒软件等手段对抗这种攻击。

这里值得一提的是,为对付黑客攻击,美国佐治亚州科技大学的互联网安全研究人员正在开发防止黑客入侵的神经网络。这是一种具有记忆功能并能掌握入侵者动向的软件程序。该网络可对黑客入侵进行识别,还可自选升级来对付黑客采取的新的入侵手段。

在网络中心战中,网络攻击的主要硬手段是使用电磁脉冲炸弹、大功率微波武器等高技术兵器攻击破坏网络。

我们知道,美军在科索沃战争中使用的新型航空炸弹就是电磁脉冲炸弹,它爆炸时产生的强电磁脉冲能破坏较大区域内的所有计算机和通信系统的电子设备。大功率微波武器能发射数百兆瓦的能量,对网络节点和通信系统的破坏是可想而知的。因此,网络防御除采取措施防治黑客和病毒攻击外,还必须采用加固技术,防范硬杀伤,以保护网络中各种电子设备的安全运转。

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