世界海軍電子信息裝備的發展現狀與技術水平

李紅軍

世界海軍電子信息裝備主要包括海軍信息獲取裝備、海軍信息傳輸裝備、指揮控制系統和電子戰裝備。在海軍電子信息裝備的作用下，海軍各作戰單元（艦、艇、飛機、無人機、無人潛航器等）能夠實現高度的互連、互通、互操作，使得各作戰單元能夠像一個整體一樣協調、有效工作，從而實現各作戰單元的優勢互補，最大限度地發揮整體作戰能力。

信息獲取裝備

海軍信息獲取裝備是負責情報、監視與偵察的海軍電子信息裝備，由大量的偵察監視衛星、雷達、水聲探測器材（包括聲納、水聽器等）、光電設備等探測裝備組成。這些信息獲取裝備是海軍武器平臺的感官系統，是獲取外界信息的最主要手段，是實現態勢感知的保證。當前，世界海軍信息獲取裝備種類多，分布廣，多傳感器融合、信息共享、目標識別等技術發展迅速，構建多層次、全方位、綜合一體的信息獲取體系成為發展的重點

偵察監視衛星居高臨下，覆蓋地域廣，在信息獲取方面具有其他平臺系統無法比擬的優勢，能夠為戰前準備、掌握態勢、機動兵力、綜合利用火力、后勤保障，特別是指揮作戰提供信息優勢。海軍用于海戰場偵察監視的衛星主要有海洋監視衛星和照相偵察衛星。如，美國海軍有“白云”（Whitecloud）海洋監視衛星和“鎖眼”、“長曲棍球”（Lacrosse）等照相偵察衛星，俄羅斯海軍有“海洋雷達監視衛星（RORSAT）”和“海洋電子監視衛星（EORSAT）”等海洋監視衛星。目前，美俄等國正在積極發展衛星偵察監視技術，追求探測譜的多樣性，發展寬頻譜、多譜段、超光譜，提高衛星的探測識別能力。在成像偵察方面，重視發展星載合成孔徑雷達和紅外成像技術，充分發揮其穿云破霧、微光夜視和識別偽裝的特點，提高時間分辨率，并以光學的高分辨率保證詳查；在海洋監視方面，成像和電子遙感器配合使用，使系統同時具備較強的發現、識別、定位能力。高光譜、超光譜技術是美國正在發展的一項技術，該技術是一種集光學、光譜學、精密機械、電子技術及計算機技術于一體的新型遙感技術。目前應用的多光譜技術只能分辨十幾種光譜，效能較低。高光譜可分辨上百余種光譜，超光譜能分辨上千甚至上萬余種光譜，效能最高。超光譜探測器是在連續光譜段上對同一目標成像，直接反映被測物體的光譜特征，能識別各種目標，將進一步提高戰場透明度。目前，美國高光譜、超光譜技術還處在試驗階段。

雷達是海上信息戰的重要信息來源，擔負著警戒、跟蹤、火控、導航以及氣象探測等多項任務。雷達種類眾多，其中艦載雷達包括艦載警戒雷達（工作頻段為米波或分米波，典型裝備有美國AN/SPS-49雷達），艦載引導雷達（多為三坐標雷達，典型裝備有法國S1850M雷達）、艦載搜索雷達（典型裝備有AN/SPS-58、AN/SPS-67、DRBV15等）、艦載多功能相控陣雷達（典型裝備有AN/SPY-1雷達、雙波段雷達、“桑普森”、APAR）等，機載雷達包括傳統雷達和有源相控陣雷達，前者主要包括AN/APG-73型雷達，后者主要包括AN/APG-79、RBE-2等。目前，各國正在積極研制各種體制的新型雷達，主要包括雙基地雷達、擴譜雷達、超視距雷達、微波成像雷達以及新型多功能相控陣雷達，其中合成孔徑雷達和有源相控陣雷達技術是世界各國雷達技術發展的熱點。隨著合成孔徑雷達需求日益旺盛，微型合成孔徑雷達技術發展迅速，其應用平臺正在向天基和小型無人機延伸。2008年初，美國InSAR公司在“掃描鷹”無人機上測試了一種僅0.9千克重的微型合成孔徑雷達（NanoSAR），該型雷達能夠在多種氣象條件下為無人機提供監視功能。另外，一些基礎性技術，如砷化鎵單片微波集成電路技術、氮化鎵技術、硅鍺技術的發展為有源相控陣雷達向多功能、高功率和低成本方向發展奠定了重要的基礎。而且，數字波束形成技術開始應用于有源相控陣雷達，如洛·馬公司于2008年采用可擴充固態S波段雷達工程開發模型，成功地應用數字波束形成技術演示了實時定位和跟蹤目標的能力。目前，美國、俄羅斯、法國均在發展新一代機載有源相控陣雷達，而且美國還在開發相控陣雷達有源電掃描陣列天線的其他功能，其中雷聲公司于2007年初證實，機載有源相控陣雷達可作為通信裝置使用，并具有極高的數據通信能力。

聲納是利用水聲傳播特性對水中目標進行傳感探測的技術設備，可進行水聲對抗、水下戰術通信、導航和武器制導，保障艦艇、反潛飛機的戰術機動和水中武器的使用等。典型裝備有英國2076型綜合聲納系統、美國AN/ SQR-19拖曳線列陣聲納和美國AN/AQS-22機載低頻主動吊放聲吶等。近年來，由于安靜型潛艇的出現，給聲納設備帶來了很大挑戰，也推動了聲納技術及聲納設備的發展。目前，舷側陣技術、共形陣技術、水聲網絡探測技術等先進技術大量應用到新型聲納中，如美國AN/BQG-5D寬孔徑舷側陣聲納和法國TSM2253平面舷側陣聲納都采用了舷側陣技術，前者工作頻率0.2～8kHz，方位精度0.2°，探測距離10海里；后者最大探測距離超過30 海里。新一代聲納均采用多種信號、多種處理方式、多種傳播途徑、多種傳感器探頭、多種終端以及多種輔助手段，實現更高程度的綜合控制、綜合管理、集中處理和集中顯示，確保聲納的性能向著多功能化、綜合化、自適應化和智能化方向發展。

光電設備是一種重要的信息探測輔助設備，主要用于觀察、搜索、捕獲、跟蹤和測量等。目前，光電設備發展為光電跟蹤儀、激光測距儀和目標指示器、紅外跟蹤儀、紅外警戒系統、潛望鏡和潛艇光電桅桿等。典型裝備包括美國LITENING AT瞄準吊艙、機載紅外對抗（IRCM）系統、M36E3熱像儀等，法國“阿耳忒彌斯”、“看門人”等。盡管光電設備是一種輔助探測手段，但是光電技術仍然得到了廣泛的發展和應用。目前，戰場實時數字圖像探測與成熟技術、全天候精確瞄準、跟蹤及目標識別技術、定向紅外對抗技術、光電桅桿等技術得到了快速發展，使得戰場空間更加“透明”。例如，光電桅桿是指揮與控制系統的電子成像子系統，無需穿透艇體。它包括可見光、紅外和電子測量傳感器，具有隱身性能。這種無需穿透耐壓殼體的桅桿可直接布置在指揮艙的合適位置，不但提高了潛艇耐壓強度，而且也給指揮艙的布置帶來了極大的方便。除了核潛艇（包括“弗吉尼亞”級上的AN/BVS-1光電桅桿、“德爾塔”III、IV級彈道導彈核潛艇上的“磚雨”光電桅桿、“凱旋”級彈道導彈核潛艇上的OMS光電桅桿）以外，常規潛艇也開始裝備這種非穿透型光電桅桿，如俄羅斯“拉達”級潛艇和西班牙S-80潛艇。endprint

海軍信息的獲取已經不再由同一型設備單獨實現，往往是大量的偵察監視衛星、雷達、水聲探測器材（包括聲納、水聽器等）、光電設備等探測裝備共同作用并進行信息融合的結果，實現持續全面的戰場態勢感知。目前，世界各主要國家都在構建多層次、全方位、綜合一體的信息獲取體系。例如，美軍正在發展由天基紅外系統衛星、E-2D預警機、改進型地基/海基預警雷達等組成的立體無縫預警探測體系；同時還在構建以“廣域天基圖像收集者”偵察衛星、P-8A“多任務海上飛機”及各種無人機為骨干的高精度實時情報偵察體系。

信息傳輸

現代戰爭對信息的需求量越來越大，對信息傳輸（即軍事通信）的依賴程度也越來越高。當前世界信息傳輸以衛星通信和數據鏈通信為主，寬帶、大容量、高傳輸速率和實時傳輸是目前通信技術的發展熱點，對潛通信也取得了重大進展。

如今，軍事通信已經不再是單純的保障力量，而是作戰力量的重要組成部分。海軍作戰平臺的遠程性、機動性、分散性、多重性、立體性，更是必須緊緊依靠通信系統來完成前方與后方、系統與系統、探測網與交戰網彼此之間的信息連接，海軍通信的地位和作用更加突出。海軍通信系統主要包括衛星通信、數據鏈通信、對潛通信等。其中衛星通信和數據鏈通信是海軍信息傳輸的主要方式。

衛星通信距離遠、容量大、抗干擾能力強、可靠性高、不易摧毀，得到各國軍方的高度重視，成為軍事通信的重要手段。通信衛星是世界上發射最多、應用最廣的一類衛星，目前在軌工作的通信衛星約有300余顆，軍用衛星和軍民兩用衛星約各占一半。當前世界各主要國家正在發展新型軍用通信衛星系統，例如美國計劃用“寬帶填隙系統”（Wideband Gapfiller）逐步替代“國防衛星通信系統”，用“移動用戶目標服務系統”（MUOS）替代“特高頻后繼星”（UFO），用“先進極高頻系統”（AEHF）替代現有的“軍事星”系統；英國正在發展下一代 “天網V”型衛星，其主要設計目標包括與美國和其他盟國的通信系統的互通性，并覆蓋歐洲、中東和部分亞洲地區、大西洋海域和美國的東部地區。“天網V”衛星將搭載UHF、SHF、Ka和EHF頻段的轉發器，配備保密控制鏈路、調零天線、加固運載艙、有效載荷以及可升級的地面終端和調制解調器，并將在最大程度上吸收商用寬帶衛星通信技術和商用個人通信技術。目前，國外軍用衛星通信及衛星通信技術向著三軍通用、軍民共用，提高抗干擾能力，增強保密性以及提高生存能力的方向發展，并從重點保證核大戰條件下的戰略通信轉變為保障常規戰爭的戰術通信，技術上增強抗干擾與星間通信能力，增加數據傳輸帶寬，進一步提高總通信容量，不斷發射新的性能更好的通信衛星以滿足不斷增長的軍事通信需求。其主要發展重點如下：

一是向數字化方向發展，從而實現衛星通信的高度安全保密性，有利于抗干擾、抗截收和進行各種信息處理。

二是向更高的頻段發展，未來的軍用衛星通信將更多地向EHF頻段擴展。更高頻段可以在更寬的頻譜上實施大范圍擴頻以增強抗干擾能力，能減少核爆炸諸效應造成通信信道劣化甚至阻塞的機會，能減小地面終端的體積和重量等。

三是利用多種類型的軌道。盡管靜止軌道優點很多，是現今通信衛星的主用軌道，但其軌道位置有限，而且不能覆蓋極區。為實現全球覆蓋，特別是為了防止反衛星武器的攻擊，軍用通信衛星的軌道有多樣化的趨勢，諸如中軌道（MEO）及低軌道（LEO）軍事通信衛星。

四是轉發器的多衛星搭載。轉發器的分散搭載將使敵方難以攻擊，大大提高了通信的生存力。對于關鍵戰略線路必須采取這類措施，平時關機而戰時在常用軍事衛星被敵方干擾或摧毀時突然開機工作的這些轉發器便可提供應急通信。

此外，引進星間鏈路、使用多波束天線、利用星上處理技術、發展高速寬帶跳頻等也成為衛星通信新的發展熱點。

戰術數據鏈是北約/美軍海上通信的一種重要方式，可實時或近實時地進行戰術信息分發。美國海軍現用的戰術數據鏈路主要有4A號鏈、11號鏈、16號鏈等。從20世紀50年代美軍/北約的防空預警系統裝備使用數據鏈以來，戰術數據鏈系統的功能不斷完善，應用領域不斷擴展。通信方式從點對點、點對面（中心站對終端站），發展到面對面；傳輸內容從單一信息，發展到多類信息；應用領域從專用系統，軍種內使用，發展到三軍通用；使用范圍從視距內，發展到中繼超視距、衛星遠程。目前，戰術數據鏈發展熱度不減，表現出幾大特點：

一是提高綜合性能。為提高多武器平臺協同作戰與實時精確打擊能力，戰術數據鏈朝著高速率、大容量、抗干擾、擴大覆蓋范圍的方向發展。北約正研發Link-22，融合了Link-16和 Link-11的功能和特點，采用跳頻工作方式，提高抗干擾能力，實現超視距傳輸；美軍正發展 Link-16E，計劃2015年取代 Link-4和Link-11。

二是發展武器協同數據鏈。武器協同數據鏈將各種傳感器信息綜合后，提供可滿足火控系統要求的數據和精確、實時的戰場態勢，從而實現多平臺武器系統的協同作戰。

三是構建數據鏈體系。美國根據“網絡中心戰”的要求構建數據鏈體系，提出可互操作的三級作戰網絡結構。第一級為復合跟蹤網絡（交戰網絡），使用“協同作戰能力”系統等數據鏈，戰術級網絡用戶不超過24個，信息傳輸時間（從傳感器到用戶）為零點幾秒，信息精度達到武器控制級；第二級為聯合數據網絡，使用Link-16，戰區網絡用戶不超過500個，信息傳輸時間為秒級，精度達到部隊控制級；第三級為聯合計劃網絡，使用全球指揮控制系統等。戰略級網絡用戶不超過1000個，信息傳輸時間為分鐘級，精度達到決策和部隊協同的要求。

對潛通信主要是無線電通信（長波）。俄羅斯海軍水下信息傳輸能力較強，潛艇上通常裝備有多種通信設備，如極低頻通信浮標天線、衛星通信設備、高頻/甚高頻天線、低頻/甚低頻通信浮標等。其中極低頻信號能夠穿透冰層，且衰減很小，據稱水下120米處的潛艇和北冰洋27英尺（約8.2米）厚冰層下的潛艇均能通過拖曳天線接收極低頻信號。由于受潛艇通信和偵察設備的作用距離以及安全性要求的限制，潛艇通信技術發展比較緩慢，尤其是潛艇在深潛或加速時進行通信比較困難。近年來，大量低成本商用通信技術，例如數據壓縮和經過改編的軟件模塊等，開始在對潛通信中應用。美國海軍水下通信已取得重大突破，2011年4月，美國海軍成功測試了“深海汽笛”戰術尋呼系統。該系統由雷聲公司于2005年開始研發，系統由1個衛星通信傳輸控制站、1個網關浮標（一次性使用）和1個安裝在潛艇上的接收機解碼站組成。其中，浮標配備“全球定位系統”，可由潛艇、固定翼/旋轉翼飛機或水面艦艇投放，待機時間為3天，進行聲信號傳輸的時間累計可達30分鐘。衛星通信傳輸控制站和接收機解碼站均為手提式，便于攜行。前者可與任何配備“銥”星通信裝置的岸上、海上或空中戰術平臺配合使用，后者則與潛艇自帶的聲納系統配合使用。該系統的成功研制，能夠使潛艇在潛航過程中進行通信，填補了美國海軍水下通信的空白。endprint

指揮控制系統

指揮控制系統是聯合作戰的神經中樞，功能是對信息傳輸裝備送來的信息進行處理和利用。它通常配置在指揮中心、指揮部或指揮所，用于對所屬部隊實施指揮和對武器發射進行控制。按照指揮級別，指揮控制系統可分為戰略級、戰區級和戰術級。例如，美國全球指揮控制系統（GCCS）就是美國戰略級指揮控制系統；海軍全球指揮控制系統屬于戰略和戰區級指揮控制系統；“宙斯盾”指揮與武器控制系統則屬于戰術級系統。由于作戰管理系統能夠提高艦艇的自動化程度，減少人力需求，降低運行成本，快速提供戰斗力，因此得到了廣泛的應用。例如，美國海軍在首艘近海戰斗艦“自由”號上集成了COMBATSS-21作戰管理系統，洛克希德·馬丁公司正在為英國下一艘“機敏”級潛艇提供平臺管理系統，加拿大“哈利法克斯”級護衛艦將在新型指揮控制系統中集成薩伯公司的9LV作戰管理系統，從而實現指揮控制系統與作戰管理系統的集成。

目前，海軍指揮控制系統發展迅速，廣泛采用先進的信息技術，主要包括開放和分布式體系結構技術、輔助決策技術、多功能顯控臺技術等，系統連通性、協同性和自主決策能力大大提高，作戰指揮更加自主靈活。例如，美國海軍正在研制的新一代水面艦艇“艦艇自防御系統”（SSDS）將完全采用分布式體系結構；法國SENIT8系統、TAVITAC系列、英國SSCS水面艦艇作戰系統和SMCS潛艇作戰系統等都采用全分布式體系結構。專家系統等輔助決策系統也開始在指控系統中廣泛應用。例如，美國海軍在太平洋指揮中心作戰管理系統中加入了5個專家系統，分別是兵力需求專家系統：用于監視艦隊戰備情況，確定態勢變化的影響并生成作戰預案；實力評估專家系統：可完成原來40名參謀的工作，自動給出太平洋地區美、俄海軍的實力對比；戰役模擬專家系統：用于模擬選定作戰方案；作戰計劃生成專家系統以及策略生成與評價專家系統。在“卡爾·文森”號航母上裝備的“作戰行動隊”專家系統，包括三維數據管理、部隊級預警、知識獲取工具等。另外，多功能顯控臺已成為艦艇作戰系統的主流配置。在目前已研制的分布式指控系統中都采用了多功能顯控臺，如美國UYQ-70、法國VISTA、荷蘭MOC MK2/3等。先進信息技術的大量采用，使得海軍指揮控制系統具備了對戰區及艦艇編隊的指揮支持能力。未來海軍指揮控制系統發展的重點仍將是，繼續采用大量先進的信息技術，實現對海量信息的綜合利用，以及為人員指揮、兵力協調運用等方面提供決策支持。

電子戰裝備

當前，電子戰由傳統的通信對抗和雷達對抗擴展到多種信息形式、多種手段的對抗，先進電子戰技術的應用使得電子戰裝備正在向軟硬殺傷結合，超寬頻段覆蓋、偵察干擾一體的方向發展。

電子戰裝備是專門用于電子對抗偵察、電子進攻與電子防御的系統、設備和器材的總稱，是現代作戰飛機、艦艇、潛艇等平臺的重要電子設備。典型裝備包括美國AN/SLQ-32（V）艦載電子戰系統、俄羅斯“足球”電子戰系統以及箔條彈、紅外彈等無源干擾裝備。其中美國AN/SLQ-32（V）艦載電子戰系統于20世紀70年代開發，30年來歷經螺旋式升級，擁有眾多的改進型和不同配置，現已成為美國海軍各類艦艇的標準配置，實現了電子偵察、有源干擾、無源干擾一體化，大大提高了電子戰系統的整體作戰效能。該系統采用了多波束技術，其電子偵察設備對目標的捕獲時間極短，約為51毫秒，電子防御設備可用140個波束同時干擾70～80個目標。

目前，由于先進的計算機和信號處理技術的迅速發展和海上威脅的不斷增大，電子戰裝備自動化程度不斷提高，信號處理能力不斷增強，發射功率不斷加大，與之對應的電子戰內涵也在不斷擴展，傳統的以使用普通通信干擾、雷達干擾為主要作戰樣式的電子戰形式將逐漸讓位于多種信息形式，多種手段的對抗。電子戰裝備的工作頻段不斷擴展，頻段將在現有以射頻和光電為主的基礎上，迅速向低端的聲頻和高端的光頻擴展；多功能、通用性將越來越強，將形成兼具通信、探測等支援功能，電子干擾、壓制和摧毀等攻擊功能，以及網絡戰功能的綜合電子戰裝備。endprint