美國海軍水下信息網絡的發展現狀與趨勢

李紅軍

近年來，盡管水下信息感知和傳輸技術有了長足的發展，但由于海洋環境極為復雜，水下戰場相對于水面和空中，透明度仍然不高。以水下為主要戰場的潛艇，具有隱蔽性好、機動范圍廣、打擊威力大等顯著特點，仍然是世界各國包括美海軍重點的防御對象。為此，以美海軍為首的主要國家海軍積極推進水下信息網絡建設，通過網絡實現水下各種預警探測節點之間以及節點與其他維度平臺之間的網絡化信息聯接，大力提高反潛作戰能力。

美國海軍水下信息網絡的發展現狀與特點

發展現狀

美海軍發展水下信息網絡可以追溯到美國20世紀50年代建設的固定式水下監視系統（SOSUS）。20世紀80年代后期，美國開始研制和部署采用光纖傳輸和局域網技術的分布式固定監視系統，主要包括固定式分布系統（FDS）和先進可部署系統（ADS），同時，為彌補固定式陣列的不足，美海軍先后發展了艦載拖曳陣監視系統（SURTASS）和多功能拖曳陣列（MFTA），裝備在水面艦船上，彌補固定式探測陣列無法移動的缺陷。上述固定式和拖曳式裝備共同構成了綜合水下監視系統（IUSS）。

20世紀90年代開始，由于無線傳感器網絡的發展，美海軍又將水下信息感知的重點聚焦到網絡化反潛預警方面，“廣域海網”（Seaweb）、“近海水下持續監視網絡”（PLUSNet）、可部署自動分布式系統（DADS）就是其中的代表。

“廣域海網”是美海軍基于“網絡中心戰”思想建設的“部隊網”的水下部分。目的是通過可靠的傳輸鏈路，將傳感器網絡、信息網絡與作戰網絡進行合成，使每一個傳感器、每一艘艦艇、每一架飛機都能成為體系中的一個節點；通過可靠的通信鏈路，各個固定或移動節點均可自由地接入網絡，快速準確地發送、接收信息，實現各平臺、節點之間的通信，并能在出現故障的情況下自我修復，從而構成跨系統、跨任務、跨平臺、跨國的綜合性分布自主式水下作戰信息網絡體系，實現對水下作戰信息的廣泛獲取、自由聯通、高度集成融合、交互共享和應用，為淺海復雜環境下對安靜型潛艇實施作戰提供有力的信息支持，以奪取近海水下作戰空間優勢。

近海水下持續監視網絡是一種半自主控制的海底固定+水中機動網絡化設施，由攜帶半自主傳感器的多個潛航器組成。這些潛航器能夠互相通信，并在沒有人為指令的情況下做出基本決策，從而履行多種功能，包括對溫度、水流、鹽度、化學成分及其他海洋元素進行取樣，密切監視并預測海洋環境。其目的是通過網絡化協同工作，對安靜型常規潛艇進行探測、分類、定位和跟蹤，可在大約10000平方千米的區域內為反潛戰提供監視能力。

可部署自動分布式系統是美海軍研究局聯合空間和海戰系統司令部正在研發的未來海軍近海防雷反潛作戰研究項目。該系統是由布設在海底、可長期自主工作的水聲傳感器組成的水下監視系統，可以對重要的海域進行較長期的水聲目標監視和水聲信息采集。美海軍在2001年6月進行了DADS應用的艦隊作戰試驗，它由14個固定節點組成，包括2個DADS傳感器節點、2個浮標網關節點和10個遙控聲納中繼節點，裝備Sublink設備的潛艇作為移動節點參加試驗，“廣域海網”服務器分別部署在潛艇和岸基反潛作戰指控中心。2007年已經成功進行了40個節點的樣機演示，當時計劃于2010年形成作戰能力。據美海軍預算顯示，DADS系統2010年已完成樣機演示，但仍有研究撥款。目前尚未發現有采購撥款。

發展特點

通過對美海軍水下信息網絡發展現狀的分析，可以分析出美海軍水下信息網絡如下發展特點。

固定部署與移動部署相結合

水下信息網絡源于美國20世紀50年代發展的SOSUS水聽器陣列。SOSUS是一種固定式水下監視系統，由設置在港灣、海峽和主要海上通道附近的探測設備和岸基信號處理系統組成。與艦艇及機載探潛系統相比，固定式水下監視系統具有很多優點，包括不受運載工具容積和載重量的限制，可使用大尺寸的基陣，可增大作用距離；探測系統可根據不同海區的水聲傳播條件設置于有利的水層，并可避免各種運載工具的噪聲干擾；隱蔽性好，不易被敵方破壞。

但是，這種傳統的水下信息獲取主要依靠單個傳感器，該方式的探測效率較低，很難滿足對大范圍、長時間水下信息獲取的需求。通過網絡技術將多個不同位置布放的傳感器進行互聯，各節點間通過可靠的通信手段實現數據的交換、分發和匯聚，采用集中或分布式數據處理實現對網絡覆蓋范圍內目標的探測、定位、跟蹤和分類識別等功能，可以形成分布式網絡化水下預警探測系統。因此，20世紀80年代后期，國外開始研制和部署采用光纖傳輸和局域網技術的分布式固定監視系統，典型代表是美國的FDS（固定式分布系統）、FDS-C（民用現成技術固定式分布系統）等。分布式水下監視系統具有機動靈活、效費比高等優點，擴大了水下預警的探測范圍和持續時間，可有效增強水下戰場的信息感知能力。

20世紀90年代以來，國外開始重點研究可部署的水下監視系統。美國近年來發展的先進可部署系統、可部署自動分布式系統、近海水下持續監視網絡等都是可部署的水下監視系統。這些系統能夠通過水下、水面和空中平臺進行部署，水下綜合采用固定式和移動式傳感器節點，能夠實現機動部署和協同工作。這在一定程度上克服了固定式水下監視系統的缺陷，具有了更大的靈活性。但是，由于固定式水下監視系統以其可長期持續監視的能力，仍在水下預警監視中發揮著重要作用，也是目前各國海軍發展的重點之一。

淺海探測與深海探測相結合

隨著美海軍戰略重點逐漸由深海向淺海轉移，美海軍高度重視淺海水域的水下監視，先后研發了先進可部署系統、近海水下持續監視網絡、固定分布式系統等一系列適用于淺海區域的水下信息網絡。先進可部署系統可對淺水近岸環境中的安靜型潛艇進行探測，近海水下持續監視網絡更是專門用于在西太平洋地區的近海環境中對安靜型常規潛艇進行探測、分類、定位和跟蹤。固定分布式系統雖然不是專門針對淺海探測研制，但也可以部署在淺水區，用于發現潛艇（靜音柴電潛艇、潛航器）。由此可見，淺海水下信息網絡是美海軍水下信息網絡發展的重點。endprint