基于協同的炮兵網絡引導短波干擾群研究*

施園園 曹文濤 李 征

(解放軍炮兵學院1) 合肥 230031)(73011部隊2) 湖州 313006)

1 引言

信息化條件下,網絡化的戰場信息系統正在成為作戰體系的中樞。通過網絡,各種作戰資源融為一體,作戰體系整體化、集成化程度大幅提升,作戰要素在信息流作用下協同構成嚴密體系,結構體系科學合理的設置和內部要素高效順暢的運轉決定了作戰整體效能的發揮。體系內各單元通過信息網絡緊密連接,具有了高度融合的特征,能夠直接實施橫向間的信息傳輸,實現作戰單元內部要素的互聯、互通、互操作。

針對當前支援炮兵作戰的電子對抗分隊短波干擾群裝備性能落后,作戰編成與指揮控制模式不適應現代戰爭,干擾群間缺乏網絡數據傳遞能力以及體系協同能力的現狀。作者大膽提出:以美軍“網絡中心戰”為借鑒,以我軍“網電一體戰”為指導,以數字化、網絡化改造為牽引,以“有利于信息快速流動和利用”為原則,以系統集成為手段,以信息技術為支撐,突破現有武器裝備的技術物理極限,從橫向上對作戰平臺進行一體化改造,建成基于協同的炮兵網絡引導短波干擾群。

2 基于協同的炮兵網絡引導短波干擾群的構想

基于協同是一體化作戰理論在電子對抗領域的具體化,網絡引導則是信息技術與武器裝備有機結合、借以突破武器物理極限,提升戰斗力的技術基礎[1]。

2.1 理論基本構想

基于協同的炮兵網絡引導短波干擾群把數字技術、網絡技術作為改造的主導性手段,用以確保信息的實時獲取、分析、判斷、處理、綜合,使信息流在作戰體系內的順暢流動。通過將數字化通信系統,傳感器、指揮控制平臺和作戰單元聯成網,孤立的能量單元和分散的信息點在網絡引導下形成一個融合、互動、具有橫向隨控能力的整體,作戰單元從體系中汲取能量,并在網絡協同下使能量作用點更精確,時效更強,過程更具可控性[4]。作戰人員通過網絡能夠迅速、準確、全面地了解戰場態勢,根據情況調整各平臺間的指揮控制關系,使所有用戶都可以在整個體系中交換情報、協同分析、綜合決策,成為“同級有權用戶”。

在干擾群中,所有平臺既是提供信息的戰場感知單元,又是取用信息的電子對抗單元,在基于協同的網絡中,傳統意義上的中心平臺消失,指揮體系的金字塔型結構弱化,“無層次”協同式指揮的區域性、平行式行動達成信息傳達的多鏈性和同步性。指揮員可從任意網絡節點以合法IP無線接入作戰體系,實現與各作戰平臺的扁平化交互,擺脫從上至下的指揮-偵控-干擾垂直控制模式,加速作戰指揮速率,縮短決策周期,有效地提高協調的時效性和精確性,保證指揮的穩定和安全[3]。在基于協同的炮兵網絡引導短波干擾群體系中,網絡結構的聯通性使體系具備冗余路由,當某一指揮控制鏈路遭到破壞,正在進行通信的節點平臺能夠在網絡幫助下迅速找到合適的冗余路由,保持和恢復指揮的順暢。在網絡化條件下,體系沒有特別關鍵的節點,所有節點可協同互換實現相同功能,系統不會因某一節點的損壞而導致癱瘓[6]。網絡協同其結構如圖1所示。

圖1 依托網絡協同作戰示意圖

2.2 技術實現構想

基于協同的網絡引導短波干擾群的關鍵在于構建體系內的無線互聯網絡。干擾群通過聚合原有硬件要素構造網絡基礎,更新計算機系統軟件,引入網絡協議體系和數據鏈路技術實現無線互聯,借助遠程控制軟件,使干擾群內各作戰平臺硬件要素可進行互控操作,繼而實現對截獲情報的自動抄收、自動轉譯、自動判讀、自主解析、實時共享。

網絡的必要硬件構成:1)網絡通信設備,一種快速、寬帶電臺。2)網絡控制器,包括中央計算機、通用網絡協議、語言和算法。3)平臺接口模塊,對數據進行傳送/接受格式轉換的嵌入式模塊[4]。

3 建設基于協同的炮兵網絡引導短波干擾群的可行性分析

目前短波干擾平臺都配有中央控制計算機、數據終端機和超短波跳頻電臺,具備了構建無線網絡的硬件基礎。在當前干擾群系統中,干擾平臺可單向接收偵控平臺發出的遙控指令。在現有遙控指令基礎上,只需為干擾平臺計算機編寫串行通信程序、規范指令和數據傳遞格式,設置標準的網絡通信和數據鏈路協議,安裝雙向客戶/服務器通信軟件,確定無線IP,設置路由,就可在不添加任何新硬件要素的前提下實現計算機、數據終端和超短波跳頻電臺的系統集成,建成干擾群內的無線互聯網絡[2]。其結構如圖2所示。

圖2 網絡平臺硬件集成無線通信流程圖

干擾群RCT-XXX系列平臺的現有計算機硬件結合先進算法,運算速度可達100萬次/秒以上,串口通信速率可達9.6Kbps,數據終端數/模轉換率≥5K/s,超短波跳頻電臺的模擬/語音信號轉換速率不低于模/數轉換速率。充分考慮延時、信道阻塞、信號衰減等因素后,網絡傳送流量≥4.6Kb/s,信號覆蓋范圍可達10km2左右。在最大時延下,任意平臺間信息傳送時間≤2s,完全能夠滿足群通信流量和實時控制要求。采用循環冗余檢驗、連續ARQ等協議后,指令數據丟失、錯誤的概率低于萬分之一,可保證指揮控制的準確性和有效性。結合先進算法,計算機可實現對所有截獲信號的綜合解析,融合生成電磁全景圖像,通過數據庫對比,可實現自主判斷目標性質,確定打擊重點和干擾順序。干擾群指揮人員只需配備移動式計算機、Modem以及超短波跳頻電臺,就能在網絡覆蓋范圍內的任意地點接入干擾群對整體或任意作戰平臺實施指揮控制。見圖3。

在分離式作戰方式下,短波干擾平臺的技術性能決定了對跳頻通信無法實施干擾。而在網絡引導下,干擾群通過整體力量發揮,依托網絡的實時協同和分布式的計算解析,能夠采取多頻點、定頻干擾的方式來對抗跳頻通信[5]。其協同作戰流程見圖4所示。

4 結語

“以信息技術為基礎支撐”已成為當代軍事力量發展的重要趨勢,全面推進信息化建設就是要充分利用信息技術,研制和改造武器裝備系統,利用共同的軟件標準和規程從橫向上對各種武器平臺進行一體化改造,使之具有更好的通用性、交互性和聯動性。通過智力、結構力與武器的融合,突破現有裝備的物理極限,實現對武器裝備的有效控制,為新的作戰防止和作戰編成提供重要的技術支持。基于炮兵網絡中心的短波干擾群體系,物理結構上高度松散,組織結構上高度開放,作戰體系不因某個點位遭受破壞而造成系統癱瘓,有較大靈活性和自由度,可根據不斷變化的情況隨機進行調整,具有了自適應能力,真正適應了未來高技術條件下局部戰爭的要求。

本文針對當前配屬給炮兵的電子對抗分隊短波干擾群面臨問題,提出了建設基于協同的炮兵網絡引導短波干擾群的設想,對其可行性進行了分析,為解決我軍現有裝備落后與軍事斗爭準備緊迫的矛盾,為炮兵部隊信息化與系統集成建設提供了一定的思路和有益的探索。

[1]盧昱.協同式網絡對抗[M].北京:國防工業出版社,2003,3

[2]胡中豫.現代短波通信[M].北京:國防工業出版社,2003,10

[3]胡國橋等.作戰指揮前沿理論研究[M].北京:國防大學出版社,2001,6

[4]謝希仁.計算機網絡[M].北京:電子工業出版社,2003,6

[5]Edward Waltz.Information Warfare Principles and Operations[M].http://www.phei.com.cn

[6]趙越超,宋愛民,曹鵬,等.短波廣域網路由協議研究[J].艦船電子工程,2009,29(8):93～97