美軍艦空協同數據鏈通信的應用啟示＊

（海軍大連艦艇學院，遼寧大連 116018）

0 引言

現代戰爭是聯合作戰下的體系對抗，聯合作戰的核心是戰場資源的有效共享。C4ISR系統的發展使作戰單元之間信息無縫交換，高度互操作，為各層次的指揮員快速、準確地決策提供信息資源保障。而數據鏈作為C4ISR系統的基本組成部分，在傳感器、指揮控制單元和武器平臺之間實時傳輸戰術信息是滿足信息作戰最重要的“中樞神經”[1]。作為未來戰爭的主要作戰樣式，艦空協同作戰是指組織飛機和艦艇為達成同一目標相互配合、共同作戰，是飛機與艦艇按照協同計劃協調一致地進行作戰。為滿足艦空協同作戰需要，美軍研制了一系列專用和通用數據鏈，用以高效、實時分發格式化信息，在艦艇和飛機之間實時、自動、保密、準確地傳輸和交換戰術情報信息，實現信息的資源共享。我們可以對其艦空協同數據鏈發展進行分析研究，從而有效指引我軍數據鏈的發展建設。

1 美軍艦空通信數據鏈內涵

自20世紀50年代第一個數據鏈問世以來，美軍已經研制了數十種數據鏈，逐步形成了完善的數據鏈裝備體系。美軍作戰指揮和武器控制系統所使用的主要數據鏈是通用戰術信息分發數據鏈-TADIL，也被稱為Link系列數據鏈。其用于艦空通信的數據鏈主要有：LINK-11、LINK-4A以及LINK-16。通過數據鏈，美軍機載平臺和艦艇平臺之間能夠實時、自動、準確保密的傳輸和交換兩個平臺傳感器探測到的戰術情報信息，使戰區內的作戰單元獲取統一的戰場態勢，實現信息資源的充分共享。美軍數據鏈體系是在滿足作戰需求的指導思想下，所建立起的信息共享、互相操作的作戰網絡。美軍數據鏈就是其作戰力量的“黏合劑”和“倍增器”。

1.1 美軍艦空通信數據鏈特征

美軍通過機載平臺和艦載平臺的指揮控制系統，能夠自動生成作戰方案，實施指揮決策，實時控制武器，從而實現從傳感器到武器系統的無縫連接。機載平臺和艦載平臺協同通信中，數據鏈為雙方提供自動通信鏈路，如圖1所示。數據鏈主要包括終端設備、傳輸設備和通信協議。依托通信信道，依照通信協議及格式，使艦艇和飛機相互傳輸戰術數據信息。它具有信息實時交換、信息格式化、組網綜合化、鏈接智能化、信道多樣化等特點。數據鏈打破傳統的“人―機―人”的信息傳遞方式，變為“機―機”方式工作，直接實現傳感器、指揮系統和武器系統的有效鏈接，極大減少了由于人為因素造成的時間延誤，實現信息傳遞實時化，使美軍海空作戰攻防體系更加完備，提升水面、空中一體化的作戰能力。

1.2 美軍艦空通信數據鏈應用方式

在網絡中心戰的理論指導之下，美軍戰術數據鏈將指揮、控制、情報偵察等系統的數據交互傳輸，為艦艇和空中作戰平臺提供迅速、準確、保密、不間斷的數據。它打破了武器平臺之間信息傳輸的隔閡，將艦艇和飛機所要傳輸的信息，在規定的時間周期、按照規定的通信組網協議和消息格式實時傳輸，實現多種武器平臺的協同作戰。

（1）戰術數據鏈可以把某一作戰區域內的作戰飛機和艦艇連接起來，統一接收指控信息、共享態勢情報。數據鏈中的每一個飛機艦艇作為一個節點構建起整個信息網絡，每一個節點都能獲得更大范圍的戰場態勢信息，提供戰術信息共享和對戰平臺的指揮控制能力[2]。通過數據鏈組網，將要傳輸的信息按需共享。數據鏈網絡的各節點，既能接收和共享網絡其他成員節點發出的信息，也能按照信息輕重緩急程度的需求分配信息發送時隙和傳輸帶寬。自動選擇合適的組網方式，保證鏈接對象能及時掌握所需信息。

（2）武器協同數據鏈把執行同一具體作戰任務的空中平臺和艦艇連接起來，提供目標探測信息、火控信息的共享，可用于作戰任務的臨機指揮和武器協同控制。美軍通過數據鏈融合來自偵察衛星、偵察/作戰/預警飛機、水面艦艇、潛艇和地面獲取的各類目標信息，并迅速實時提供給武器平臺和各級作戰人員[3]。通過實時接收打擊目標變化及戰場態勢變化信息，對武器參數進行實時修正，從而提高打擊精度。

（3）由武器協同數據鏈形成高精度的統一態勢圖，可以建立起用于戰術數據鏈的戰斗態勢信息的高精度航跡源，而戰術數據鏈的戰術態勢信息可縮短武器網絡成員的目標鎖定、識別時間，可在探測目標、發射武器到擊中目標期間連續接收、處理目標信息。以艦載魚叉反艦導彈為例，加裝了艦空協同數據鏈后，魚叉反艦導彈可在其射程范圍內進行全程引導攻擊，實時提供目標數據修正，大大提高了命中精度。由于數據鏈信息傳輸迅速便捷，也使導彈發射準備時間大大降低。

2 數據鏈在艦空協同作戰中的應用

數據鏈是無線電通信設備基于數據信息通信協議所構建的虛擬網絡，在數字通信網絡中為戰場各級指揮單元提供作戰信息。可實現預警探測、跟蹤引導、戰場態勢分析、情報監視收集等功能，能有針對性地為平臺提供精準的數據信息統計與解析，為軍隊的協同作戰提供強有力的技術支持。

2.1 傳輸指控引導信息

現代戰場狀況瞬息萬變，與飛機、導彈等高速武器傳輸信息需要很強的時效性。而艦空協同數據鏈，可將海上編隊指揮艦發出的指控信息迅速傳達到空中作戰平臺，使空中平臺及時明確作戰目的，實時掌握戰場環境變化，合理采取應對措施。偵察機在執行戰術偵察任務時，也可以通過戰術數據鏈及時為海上編隊指揮員提供敵軍的部署、行動、重要火力點和其他重要目標以及地形、氣象和攻擊效果等情報。此外由于艦艇自身雷達探測范圍有限，無法在艦載導彈全部射程內實施全程引導，戰爭中可通過數據鏈將預警機探測到的目標信息用于對導彈的引導，從而提高艦載武器的打擊精度。

2.2 遇險救生信息保障

遇險救生通信是指一旦有海難發生，能迅速地報警，岸上搜救機構和遇險傳播附近的船舶能夠以最短的時間延遲收到求救信息，展開協同搜救行動，所以求救信息的及時可靠傳輸至關重要。通過建立遇險救生數據鏈通信系統，一方面能夠提高艦機協同遇險救生時信息傳遞的時效性，及時展開遇險救生任務，協調好艦艇與救援飛機的救援工作，提高救援效率；另一方面建立基于數據鏈的海上遇險救生網，可極大地提高應急反應速率，爭取到更多寶貴的救援時間。

2.3 艦空協同作戰信息保障

反潛作戰和區域防空是艦空協同作戰的重要方式。在反潛作戰中，艦載反潛直升機與反潛水面艦艇的搜潛能力各有所長，當使用艦載反潛直升機與反潛水面艦艇協同為綜合作戰區內的艦艇編隊提供反潛防護時，以艦艇為中心，直升機在距離艦艇一定距離上建立反潛警戒線。利用戰術數據鏈保持信息的實時共享，以達到武器能發揮最大效能。在海上防空作戰中，通過數據鏈傳輸艦艇與飛機的戰術情報，合理搭配武器層次，整體配置編隊的兵力和隊形，使編隊內機載、艦載防空武器裝備有機結合，構建嚴密的、多層次防空體系，組成多層攔截防御網，發揮編隊的協同防空能力，提升編隊整體對空作戰能力。

3 美軍艦空協同數據鏈的作戰應用

3.1 LINK-11

LINK-11數據鏈是美國最早開發，到目前為止應用最成熟的數據鏈之一。LINK-11于20世紀70年代投入使用，它是保密、半雙工的數字信息鏈路，為美國與北約海軍使用，能提供艦艦、艦岸、艦空和岸空之間重要戰術信息的傳輸。同時它支持有限的指控數據交換，但不支持飛機控制。主要工作在HF（15-30MHz）和UHF（225-400MHz）頻段，在HF頻段工作時能夠覆蓋300海里的海域；使用UHF時只能進行視距通信，提供25海里的艦艦通信和150海里的艦空通信。傳輸速率為1364bps或2250bps。LINK-11數據鏈由計算機系統、保密設備、數據終端設備、無線電設備組成，如圖2所示。計算機系統用來接收各種傳感器和操作員發出的數據，并按照標準格式進行整合成報文，之后再發送到保密設備。保密設備來確保數據鏈中數據傳輸的安全性。數據終端設備是LINK-11數據鏈的核心部分，實現調制功能。無線電設備用于收發無線電磁信號。LINK-11主要部署于艦艇和岸上，也用于E-2C預警機、P-3C、S-3B反潛機與海上艦艇的作戰指揮。還可以為EP-3、ES-3等電子偵察飛機擔任通信情報、電子情報收集臺站與地面控制臺、海上艦艇的情報傳輸。

3.2 LINK-4A

LINK-4A數據鏈于20世紀50年代末投入使用，是非保密數字信息鏈路,最多可為8個用戶提供服務，不具備抗干擾能力。現用于美軍和北約部隊，主要用于航母艦載機，信息傳輸交換包括單向（從控制單元到飛機）和雙向傳輸，提供數字化的戰術通信信息，工作在UHF頻段，數據傳輸速率為5000bps。LINK-4A數據鏈主要安裝于美國海軍艦隊、空中預警與控制飛機、戰斗機、轟炸機和支援平臺，支持自動控制艦載機著艦系統、空中交通管制、空中截擊控制、攻擊控制、地面控制轟炸系統和艦載機慣性導航系統。

3.3 LINK-16

LINK-16數據鏈于20世紀90年代投入使用，是一種相對較新的數據鏈路，用于指揮、控制和情報傳輸，具有通信、導航及敵我識別功能。作為美軍網絡中心戰的重要組成部分，可將飛機、艦艇和陸上部隊全域連接，具有保密性強、容量大、抗干擾性強等特性。LINK-16可提供監視數據、電子戰數據、戰斗任務、武器分配和控制數據的轉換。工作在L（960-1215MHZ）波段和UHF波段，采用TDMA體制。LINK-16分層模型共七層，分別是任務層、應用層、服務層、傳輸層、網絡層、鏈路層、物理層，并在此基礎上搭建出系統結構，如圖3所示。可支持固定信息格式和可變信息格式，適用于三軍聯合作戰，目前在美軍、北約國家軍隊及日本自衛隊使用，配置機載偵察設備、情報系統、指揮控制系統，地空導彈系統和主戰艦艇上。

4 美軍艦空協同數據鏈對我軍的啟示

和美軍相比，我軍信息化建設起步晚，數據鏈及通信組織的建設還存在很多不足。為了取得迅速、準確、保密、不間斷的通信效果，保障艦空協同通信的暢通，確保聯合作戰中通信組織更加合理，我軍應借鑒美軍艦空協同數據鏈的發展應用情況，把握好以下幾點：

4.1 建立全面掌控，互聯需求的數據鏈

美軍在數據鏈網絡規劃過程中給定參與單元的類型、數量地理部署和機動區域等數據，達到了參戰力量的精準化。在艦空協同數據鏈的建設中，應該系統地將各武器平臺的通信裝備、通信網絡及其它通信力量編制數據庫，形成準確、系統的通信數據體系，隨時查詢、調用、更新，便于選擇出最優的通信鏈路。在全面掌控的基礎上，由數據鏈節點自動生成需求，包括情報信息、業務類型、網系接口等。構建需求矩陣，從而將作戰單元、通信網系、通信業務合理分配。

4.2 建立兼容統一，聯合暢通的數據鏈

美軍的數據鏈存在著不能互聯互通的缺陷，例如LINK-4A與LINK-4C雖然都可裝備在戰斗機上，但只能各司其職無法互聯互通，增加了飛行員操作的復雜性。目前我軍各軍兵種也都建立了專用數據鏈，為有效實現全軍的互聯互通，必須提前進行規劃，建立三軍通用的協同數據鏈。所以，在數據鏈建設發展過程中，進行系統規劃，統一數據標準，實現各專業數據鏈之間的暢通，橫向整體建立三軍通用數據鏈，縱向連接戰術數據鏈與戰略數據鏈，從而提升三軍聯合作戰能力。

4.3 建立高效迅速，覆蓋廣泛的數據鏈

隨著信息化不斷發展，未來戰場需要獲取和傳輸的信息也越來越多，需要傳輸的縱深也越來越大，伴隨數據鏈用途的不斷拓展、職責使命不斷增強，對數據鏈的技術要求越來越高。美軍數據鏈從最初幾K量級已經發展到現在M量級，實現了信息傳輸高速化。同時艦空之間的信息傳輸距離也由早期的視距范圍，發展到現在的通過中繼可達到幾百公里甚至上千公里。為滿足我軍當前及未來作戰平臺多、信息高速傳輸、作戰半徑不斷增大的需求，要在信息傳輸通道上提前規劃，建立起速率高、傳輸遠的信息傳輸鏈路，以及更加可靠的數據鏈路網絡設計。

4.4 建立安全保密，抗干擾強的數據鏈

隨著高速跳頻、寬帶擴頻相關技術發展，抗干擾性強的高性能艦空協同數據鏈是數據鏈的主要發展方向之一。在信息化條件下戰爭中，戰場上的較量實際是雙方依托信息系統為核心的信息體系對抗，戰爭勝負的關鍵在于制信息權的獲取，而能否取得制信息權的關鍵在于交戰雙方通信裝備抗干擾能力的高低，美軍近年來集中攻關數據鏈的抗干擾技術，所以我軍艦空協同數據鏈的發展建設也必須同時兼顧數據鏈的抗干擾水平，適應未來高科技戰爭的信息對抗需求。