美國海軍指揮控制系統研究

2020-06-05 01:06:54楊建濤

雷達與對抗 2020年1期

關鍵詞：系統

楊建濤

(中國電子科技集團公司第二十八研究所,南京 210007)

0 引言

海軍是海上作戰行動的主體力量，擔負著保衛國家海上安全、領海主權和維護海權的任務。現代戰爭形態發生了變化，聯合作戰已成為信息化條件下的基本戰爭形態，而指揮信息系統成為聯合作戰的重要支撐。本文對美海軍多年來建設的指揮控制系統(簡稱指控系統)作了研究、梳理。美軍經過長期建設發展，已建立了覆蓋全球的指控系統，包括聯合指控系統和陸、海、空等各軍種的各類指控系統，建立了強大的指揮體系，構建了高效、聯合的指控系統，且在近年來爆發的幾次局部戰爭中得到了充分試驗。

1 美軍指揮體系

美國武裝力量的現役部隊主要由陸軍、海軍、海軍陸戰隊、空軍和海岸警衛隊組成。美軍的統帥機構由總統、國家安全委員會、國防部及其所屬的參謀長聯席會議(簡稱參聯會)和陸、海、空3個軍種部以及各聯合司令部組成。總統兼任武裝部隊總司令，掌握最高指揮權。總統通過國防部領導和指揮全軍。進攻性戰略武器和核武器的使用權集中在總統手中。國家安全委員會是最高決策機構，由總統領導，成員有副總統、國務卿和國防部長。參聯會主席、國家情報局長和總統國家安全事務助理為顧問，并列席會議。

美國國防體制是總統和國防部長統一領導下的軍事行政和作戰指揮雙軌制。軍事行政系統由總統和國防部長通過國防部長辦公廳、軍種部(含軍種參謀部)統管各軍種部隊的行政管理、部隊建設、戰備訓練、兵役動員、武器采購、后勤事務等。作戰指揮系統由總統和國防部長(國家指揮當局)通過參聯會對各聯合司令部乃至作戰部隊實施作戰指揮、控制、協調和聯合訓練與演習，形成“總統和國防部長——軍種部長——軍種部隊”為主線的行政領導鏈和“總統和國防部長——作戰司令部——下屬作戰部隊”為主線的作戰指揮鏈，如圖1所示。

圖1 美海軍作戰指揮體系圖

美海軍指揮體制遵循軍政、政令分開的原則。美軍海上作戰指揮體系主要分為艦隊(戰役)、編隊(戰術)、單艦3級，如圖2所示。

圖2 美海軍作戰指揮體系圖

2 美海軍指控系統

2.1 美海軍作戰力量

美國海軍分為海軍部隊、海軍陸戰隊，都歸美國國防部下轄的美國海軍部，設立海軍作戰部長和海軍陸戰隊司令、海岸警衛隊司令，并對文人領導的海軍部負責。按兵種可分為作戰艦艇部隊、陸戰兩棲部隊、航空兵部隊、海上勤務部隊和岸基部隊等5個兵種，其中作戰艦艇部隊、航空兵部隊、海上勤務部隊和岸基部隊隸屬海軍部隊，陸戰兩棲部隊屬于海軍陸戰隊。

海軍部隊的作戰部隊分成兩大艦隊群，即太平洋艦隊和大西洋艦隊，變為6個作戰艦隊，第2艦隊(大西洋)、第3艦隊(太平洋)、第4艦隊(加勒比海)、第5艦隊(印度洋)、第6艦隊(地中海)、第7艦隊(橫須賀)。

2.2 美海軍指控系統

美國海軍的指控系統按指揮層次分為艦隊級指控系統、編隊級指控系統與本艦指控系統。艦隊級指控系統為岸基系統，負責將來自全球指控系統(GCCS)、海洋監視情報系統、潛艇及其他信息源傳輸來的信息進行綜合，然后將相關區域的海洋監視情報、敵情威脅、環境數據以及各種作戰指令發送到海上編隊的戰術旗艦指揮中心(TFCC)。編隊級指控系統裝備于海上艦隊的指揮艦和航母之上，負責編隊指揮、艦載機群的作戰協調及各方面作戰的協調。[1]本艦指控系統又稱為作戰管理系統，用于掌握編隊海域信息，進行威脅判斷和武器分配。上述這些系統都分別安裝在美國海軍的各級指揮中心內，其組成及相互關系如圖3、圖4所示。考慮到部分系統已退役或年代久遠，以下選取典型系統作介紹。

圖3 美國海軍作戰指揮中心組成及層次示意圖

圖4 美海軍指控系統組成圖

2.2.1 海上全球指控系統

GCCS-M是美國海軍裝備的主要指控系統，是GCCS的海軍戰術實現系統，也是美海軍部隊網(FORCEnet)C4ISR戰略的重要構件。它為海上、岸上、戰術/機動用戶提供海戰指揮與控制能力，使各級指揮員能夠獲得近實時的共用態勢圖，計劃、引導和控制部隊的戰術作戰。GCCS-M的服務對象包括海軍作戰部長、艦隊總司令、各編隊艦隊司令、戰術司令部/合成作戰指揮官、艦種司令、海戰全權負責司令、特遣部隊司令、兩棲特遣部隊司令、登陸部隊司令、艦艇指揮官/戰術行動官、聯合特遣部隊指揮官以及其他業務指揮官，如指揮與控制戰司令。[6]為了支持聯合特遣部隊與海軍海上作戰的需求，GCCS-M與岸基和海基平臺上的眾多聯合作戰指控系統及軍種專用指控系統實施了集成或接口連接，并不斷加強GCCS-M基線能力與武器系統和作戰引導系統的集成。這有助于戰斗群/特混艦隊指揮官及時獲得所需信息，提高戰斗力。GCCS-M支持各指揮階層的決策制定，具有多源信息管理、顯示、分發、多源數據融合、分析決策工具和部隊協同等功能。GCCS-M近實時運作，完成海軍的所有任務(如戰略威懾、海上控制、兵力投送等)，同時不斷更新部隊位置及其他態勢感知數據，為岸基和海基指揮員提供共用作戰圖(COP)。GCCS-M的系統視圖如圖5所示。

圖5 GCCS-M系統視圖

GCCS-M有4級配置，包括岸基節點以及海上部隊、群隊、單元等3類節點。

岸基GCCS-M主要部署于海上作戰中心(MOC)，主要支持艦隊司令的作戰需求。它向海上編隊、潛艇提供近實時的目標定位數據，并支持海上巡邏機(MPA)的實時作業。

海上部隊級GCCS-M為編號艦隊司令、戰術指揮官/合成作戰司令(OTC/CWC)、兩棲特遣部隊司令(CATF)、登陸部隊司令(CLF)提供部隊一級的態勢感知、指控手段，主要部署于航母、兩棲攻擊艦、兩棲指揮艦等大型水面作戰平臺。

海上群隊級GCCS-M為海上作戰群隊提供超視距(OTH)戰術態勢圖，同時能夠上報本地戰術態勢圖，主要部署于導彈巡洋艦、導彈驅逐艦等平臺。

海上單元級GCCS-M主要部署于護衛艦、船塢登陸艦等平臺，也主要用以獲取岸基、艦隊等提供的態勢保障，同時上報本平臺掌握的態勢產品。

2.2.2 海上戰術指控(MTC2)

海上戰術指控(MTC2)是GCCS-M的后續系統，是一個純軟件項目，將交付戰術級指控能力及目前任何聯合指控工作所不支持的海上作戰級能力。MTC2未來將與“海軍戰術云(NTC)”項目保持一致，并利用CANES通用計算環境、敏捷核心服務(ACS)、傳統的一體化艦載網絡系統(ISNS)，以便部署到海軍所有岸基和海基指揮層級。MTC2旨在為海軍人員和裝備提供一套海上應用，作為“應用商店”概念的一部分，提升海軍指揮結構的態勢感知，改進任務需求規劃、執行、監控及評估能力。它將填補海軍戰術和作戰規劃、決策與執行的能力缺口。2009年開始，海軍研究局與C4I項目執行辦公室合作，共同發起一項改進型科技開發倡議——指控快速原型統一體(C2RPC)，為MTC2等項目提供新能力組件，目前已完成了信息系統能力開發文件(IS-CDD)和能力Drop1(C2RPC以Drop形式交付技術成果)需求文件。Drop1中定義的能力在2018年作為MTC2Build1部署。

作為GCCS-M的后續發展，MTC2保留了GCCS-M4.1系統的能力，填補海軍戰術和作戰規劃、決策與執行的能力缺口，提高部隊任務分配及需求的態勢感知、規劃、執行、監控和評估能力。

2.2.3 艦隊級指控系統

(1) 艦隊作戰指揮中心系統(NFCC)

艦隊指揮中心(NFCC)不僅是美航母打擊群艦隊級的指控系統，也是美海軍戰術指控系統的主要岸上組成部分和岸基指揮鏈的核心節點。美國海軍艦隊指揮中心對海軍全球指控系統、海洋監視信息系統、潛艇及其他信息源傳輸來的信息進行綜合處理和顯示，向海軍戰術旗艦指揮中心提供有關區域信息，如海洋監視報告、威脅摘要、環境數據、任務支援信息、特殊報警信號、特殊戰術數據。

NFCC的主要功能包括，(1)一體化作戰指揮功能，用于實現戰區一體化指揮官的命令和策略，把作戰準備、后勤支援、戰術級海軍以及海軍陸戰隊兵力分配給由一體化指揮官直接指揮的聯合部隊指揮官，準備、評估、頒布和管理計劃、命令及戰術決策、評估和預測戰術態勢，對完成的行動和任務進行再現和評估，此外支持各種指揮支援活動，包括運輸計劃、搜救行動和平民災難救助；(2)信息收集及處理功能，為艦隊指揮中心提供信息的匯集和分析、判定功能，艦隊指揮中心是來自很多信息源的數據和信息的匯集點，通過對大量不同信息源的輸入信息進行判定，為岸基司令官進行作戰資源分配提供前提信息。

目前，NFCC主要部署在弗吉尼亞州諾福克的大西洋艦隊司令部、珍珠港的太平洋艦隊司令部、美國華盛頓特區的海軍司令部、英國倫敦的美駐歐海軍司令部。

(2) 艦隊(岸基)反潛作戰中心系統

反潛作戰中心系統主要用于岸基反潛機、派出的潛艇等反潛作戰，融合各作戰平臺、部署各國重要水道的水下探測系統的情報，進行反潛派出兵力的計劃擬制、行動指揮、水下態勢融合，并協調航母編隊、潛艇的反潛作戰行動。

反潛作戰指控系統是裝備在岸基或海基平臺上，通過運用聲吶、聲吶浮標處理器、反潛戰飛機和反潛戰火控系統，對水下、海上、水面的反潛戰目標進行偵察、防御和打擊的信息系統平臺。目前，反潛作戰指揮系統可以分為岸基和海基兩類，其中岸基系統為反潛作戰中心(ASWOC)，用于支援岸基P-3反潛戰飛機，通過海洋監視信息和其他反潛戰飛機送回的數據為基礎進行任務計劃。海基系統為裝備航空母艦上的反潛戰模塊，其功能與反潛作戰中心非常接近，用于在航母上支援艦載S-3飛機作戰，并控制航母載反潛直升飛機，向反潛戰指揮官提供所需的信息。[2]

ASWOC性能特征：具備快速保密通信能力,ASWOC可直接與聲吶監視系統節點直接通信,也可以通過一條專用保密鏈路與反潛戰部隊司令、其他ASWOC以及NFCC進行通信。該數字鏈路以2 400 bit/s的速度進行工作，用于傳送數字和圖形信息。

2.2.4 編隊級指控系統

美國海軍“旗艦數據顯示系統”(FDDS)是支持戰斗群指揮官進行大范圍作戰的編隊級指揮系統。最早的一型于1983年開始裝備服役。由美國優利系統公司主承包的第1套增強型系統于1989年在“薩拉托加”號航母上服役，到目前為止已有20多套裝備服役使用。FDDS幫助戰斗群指揮官計劃、指揮和監視大范圍海上作戰，在兩棲作戰時FDDS還支持兩棲作戰。FDDS還可支持編隊的對空戰指揮官、對海戰指揮官、反潛戰指揮官以及對陸攻擊指揮官等作戰。

FDDS通過衛星通信網獲得全球“海洋監視信息系統”(OSIS)的支持，保持系統的超視距戰術圖像。增強型FDDS與聯合作戰戰術系統(JOTS)項目融合。FDDS與JOTS基本采用相同的工作站。JOTS是更完善的FDDS軟件的一個子集，在FDDS中采用了一些雙屏工作站和相連的打印機。增強型FDDS采用的軟件結構支持“數據處理管理器”(DMP)和多臺DTCII工作站間的分布式處理，其中DMP負責通信、信息處理和數據相關處理，DTCII實現輔助決策和人機對話。

2.2.5 本艦指控系統

(1) 先進作戰指揮系統(ACDS)

美國于1981年開始研制的先進作戰指揮系統(ACDS)是一個具有增強能力的戰術數據處理和目標指示系統，與Mk14武器指揮系統(WDS)、MARK68和86射擊指揮系統、魚叉艦對艦導彈以及巡洋艦/驅逐艦上的Mk114和Mk116水下火控系統及航母上的Mk23目標捕獲系統(TAS)接口連接。ACDS與全分布式的SSDS(艦艇自防御系統)集成，成為美國海軍非“宙斯盾”艦的標準作戰系統。[3]ACDS的功能包括：

(a) 跟蹤自動化。自動航跡相關、電子偵察信息與雷達信息相關、自動多源識別和分類、自動多鏈路坐標方格定位、本艦和遠程截獲的電子偵察信息全自動互聯和跟蹤。

(b) 特混艦隊和本艦的互操作能力。通過綜合來自艦載傳感器和武器、非本系統的信息源、11號數據鏈、4A數據鏈、16號鏈的數據，提供空中、陸地和海上戰術圖像。

(d) 提供條令控制的武器對目標的實時反應。交戰規則的自動實施，特殊目標的威脅評估，自動和半自動武器指令，區域防御作戰的半自動艦隊指令，全部多鏈路空中攔截，操作手規定的報警和特殊航跡識別的判定，具有修改交戰規則的能力。

(e) 嵌入式模擬虛擬訓練。系統研制方正致力于采用VM總線為基礎的商用處理器來降低系統的成本、占用空間和重量，并增加容量，使得ACDS-1可用于其他海上、空中和陸上平臺，以及陸基戰術作戰中心、控制和報知中心和訓練基地。

(2) 艦艇自防御系統(SSDS)

艦艇自防御系統(SSDS)逐漸集成了ACDS的功能，成為海軍艦艇本艦作戰系統的核心，將艦艇平臺上的所有硬殺傷(導彈系統和快速反應火控系統)和軟殺傷(誘騙)武器系統、雷達等傳感器綜合在一起，實現對反艦巡航導彈的分層防御能力。

1997年10月，“阿希蘭”號船塢登陸艦正式成為美國第1艘裝備SSDS-Mk1系統的艦艇。1998年底，SSDS計劃進行了重新調整，新系統稱作SSDS-Mk2型，要實現各部分之間達到比原先更好的配置。SSDS-Mk2保留了Mk1的大部分硬件設備，并配備了更多的傳感器，增加了ACDS的部分功能(指揮保障、空中交通管制、戰斗數據鏈管理、電子戰以及全系統的目標跟蹤、分類和識別)，同時集成了協同作戰系統(CEC)，增強了SSDS-Mk1在編隊協同作戰方面的能力。[4]

SSDS采用嵌入式作戰原則，能夠對來襲導彈威脅作出綜合響應，提供從戰術輔助決策到使用軟、硬殺傷武器交戰等能力，具有目標跟蹤與威脅級別判斷能力和對反艦導彈的分層防御能力，可使航母和兩棲艦能夠對付愈加致命的反艦巡航導彈(ASCM)的威脅。

(3) “宙斯盾”作戰系統

“宙斯盾”作戰系統是一個集傳感器、武器系統、計算機、軟件和顯示系統為一體的綜合海上作戰系統，裝備了“宙斯盾”作戰系統的艦船可執行多種任務，如防空、彈道導彈防御、反潛、水上防御、海軍對岸水上火力支援及發射戰斧巡航導彈打擊目標等。經過反導改裝的反導型“宙斯盾”艦在新的軟件協調下可以反巡航導彈、反彈道導彈甚至反衛星作戰。

“宙斯盾”系統由多個分系統組成，其中側重于作戰指揮功能的有指揮決策系統及顯示系統。指揮與決策系統是全艦的指控中心，利用Link11、Link14和Link16接收并處理來自艦上和艦外傳感器的信息，以及來自AN/SLQ-32電子戰系統的數據，并進行目標識別和分類、威脅評估，確定目標優先順序和分配火力，然后指揮武器控制系統遂行接戰，此外也負責協調與控制整個“宙斯盾”作戰系統的運作。該系統可完成對空、對海、對潛和反導的作戰指揮，并能指揮協調與友艦的協同作戰。此外，在“宙斯盾”的作戰室內有一套顯示系統，由4個大屏幕顯示器組成，向指揮官提供綜合顯示和戰術信息。該顯示系統目前推行采用與商業規范兼容的開放式架構，正逐步用具備強大運算能力的圖形工作站UYQ-70取代原有設備，為未來“宙斯盾”系統邁向全分布式結構提供基礎。UYQ-70是美國海軍各種下一代艦載平臺的標準工作站。迄今為止，“宙斯盾”作戰系統已有8種基線型號(即0～7型)。基線7型是目前重點發展的型號。它在能力方面的提升包括集成了CEC和戰術彈道導彈防御能力、采用基于COTS硬件的全分布式體系結構、引導探測器、標準3導彈、先進電子戰系統、先進的戰術支持、艦炮支援、MK50魚雷等。基線7型又分為Block1和Block2兩種，而Block2將能在更多的需求環境中攔截目標，具有完全的CEC能力。[5]

“宙斯盾”作戰系統的升級情況總體上是以“基線(Baseline)”形式來呈現，目前已發展到基線9型。隨著早期基線版本的老化，美國海軍啟動了“宙斯盾”現代化(AMOD)計劃來為系統升級，具體借助“先進能力建設(ACB)”流程(艦船自防御系統(SSDS)同樣采取ACB流程進行更新升級)，通過安裝新型作戰系統軟件，實現巡洋艦和驅逐艦的現代化，以便對抗新威脅，適應不斷變化的水上環境。

3 主要啟示

3.1 加強頂層設計

著眼海軍未來發展戰略，美國海軍充分認識到加強頂層統一規則的重要性，超前規劃，科學設計，在理論創新、裝備建設、編制調整和人才培養等各個方面協調一致，同步推進。基于能力需求，建立明晰、一致、靈活的頂層框架，展現體系目標圖像和對抗能力，描述能力體系與裝備體系、技術體系的映射關系和影響因素，逐步形成指揮信息系統頂層設計能力。

3.2 政、令分離，機制靈活

圍繞任務動態組織運用作戰力量。行政上由海軍作戰部負責海軍的后勤訓、練和裝備保障等，作戰上由戰區司令部統一指揮海軍部隊，作戰部隊按照任務編組，按照執行作戰、訓練、演習和某項特定的任務進行特混編組，形成混合艦隊，對聯合海上作戰部隊實施戰役、戰術指揮，實現基于任務的聯合作戰指控。

3.3 采取網絡化、服務化架構

借助統一的基礎架構平臺，實現作戰能力模塊的服務化部署，其他指揮系統能夠根據作戰任務需要遠程調用這些服務，構成面向任務、動態構建的指控能力。

3.4 融入聯合

美海上作戰力量通過C4I系統實現融入聯合。因此，C4I系統的發展規劃與國防信息系統體系規劃一脈相承，艦載C4I系統的技術體制也與整個國防信息系統體系相一致，并形成了橫跨聯合、海軍以及其他軍種的信息共享環境。GCCS-M、DCGS-N是GCCS、DCGS信息系統族的一部分，能夠支撐聯合作戰指揮機構，其他軍種指揮機構間的聯合指控、聯合情報處理等作戰活動。

3.5 可持續發展

美海軍指揮信息系統無論是從C2到C4ISR系統的發展，還是從“平臺為中心”向“網絡為中心”的跨代發展過程中，都十分重視系統能力的持續發展，在原有系統功能基礎上不斷擴充新功能，系統體系能力不斷提升。

4 結束語

為鞏固其世界軍事強國地位、維持領先信息優勢，美軍建設了大量指揮信息系統，在指揮信息系統建設方面一直處于世界領先位置。本文著重介紹了美軍指揮體系、美海軍指揮信息系統。在此基礎上，分析了美海軍指揮信息系統的發展歷程、功能組成及部署情況，并著重指出網絡化、服務化技術是聯合情報信息系統的主要特點。信息技術發展日新月異，大數據、云計算等新技術正在逐步被引入軍事領域，構建適應聯合作戰背景下的作戰能力提升需求已成為需面對的新課題。