美軍數據鏈裝備建設運用現狀與發展趨勢分析

段曉穩，潘積遠，杜利剛，周 虎

美軍數據鏈裝備建設運用現狀與發展趨勢分析

段曉穩，潘積遠，杜利剛，周 虎

（中國電子科技集團公司第二十研究所，西安 710068）

數據鏈裝備是作戰平臺共享戰場態勢和協同完成作戰任務的重要手段。通過介紹美軍數據鏈的建設現狀，本文分析了美軍不同數據鏈裝備在空間感知、指揮控制等方面的組織運用情況和能力水平，最后探討了在新興技術和新型作戰概念等的推動下美軍數據鏈裝備的發展趨勢，為數據鏈裝備發展提供借鑒。

數據鏈；美軍；組織運用；發展趨勢

0 引言

數據鏈是按規定的消息格式和通信協議，鏈接傳感器、指揮控制系統和武器平臺，可實時自動地傳輸處理戰場態勢、指揮引導、戰術協同和武器控制等格式化消息的網絡化戰術信息系統[1-3]。

數據鏈是美軍“主宰機動、精確打擊、全維防護和集中后勤”的體系作戰中的關鍵環節，在防空作戰、空中攔截、壓制敵方防空火力和近距空中支援等作戰任務中，有效支撐態勢感知、指揮控制、兵力運用、電磁防護和網絡中心等能力形成。

通過敘以貝卡谷地空戰、海灣戰爭和伊拉克戰爭等可以看出，數據鏈系統的有效運用可作為“戰爭中作戰能力倍增器”，故而對美軍數據鏈裝備的研究具有重要意義。

本文通過對美軍指揮控制數據鏈、武器協同數據鏈、情報寬帶數據鏈、聯試驗證環境和項目管理的建設現狀進行梳理，分析美軍不同數據鏈裝備的組織運用情況和能力水平，并從不同角度對美軍數據鏈裝備的發展趨勢進行展望，為數據鏈裝備發展提供借鑒。

1 建設現狀

20世紀50～60年代起，美國陸軍、海軍、空軍和海軍陸戰隊先后研發并裝備了數十種數據鏈系統，并根據實際作戰需要進行了退役、整合以及改進。目前在役的數據鏈系統主要包括：

（1）以Link-16、Link-22和可變消息格式（Variable Message Format，VMF）為代表的指揮控制數據鏈；

（2）以發展協同作戰能力（Cooperative Engagement Capability，CEC）、機間飛行數據鏈（Intra-Flight Data Link，IFDL）和戰術瞄準網絡技術（Tactical Data Link，TTNT）為代表的武器協同數據鏈；

（3）以通用數據鏈（Common Data Link，CDL）系列為代表的情報寬帶數據鏈。

基于上述三類數據鏈裝備形成了可支持“網絡中心戰”的數據鏈裝備體系[4-5]。美軍數據鏈裝備體系構成如圖1所示。

圖1 美軍數據鏈裝備體系示意圖

1.1 指揮控制數據鏈

Link-16是美軍裝備最廣、運用最為成熟的用于聯合作戰的指揮控制數據鏈，主要裝備于航空母艦、巡洋艦和驅逐艦等各類艦艇，海空軍各型預警機、轟炸機、偵察機和加油機等特種飛機，固定翼/旋翼戰斗機，以及與飛機配套使用的地面指揮所、機動控制分隊、戰術空軍控制組和空戰支援中心等作戰單元。Link-16已成為北約和聯盟部隊47個國家主用的數據鏈；Link-22是一種抗電子干擾、保密可靠和靈活機動的中速率戰術數據鏈，執行北約國家接口標準，主要裝備于海軍岸基平臺、艦艇平臺和飛機平臺等；VMF主要用于數字入網設備與戰術廣播系統之間交換火力支援信息，被美國陸軍指定為戰場數字化的互操作和帶寬問題解決方案。VMF已經擴展應用到美國陸軍各個作戰功能領域，包括機動、火力支援、后勤、航空兵、情報和電子戰等。

1.2 武器協同數據鏈

CEC是一種美國海軍專用的武器協同數據鏈，具有復合跟蹤與識別、精確提示與協同作戰功能，已加裝航空母艦、宙斯盾巡洋艦/驅逐艦、兩棲艦艇、E-2C、E-2D、F-35A和愛國者作戰編隊等作戰平臺；IFDL和MADL是美軍四代機編隊專用數據鏈，其中IFDL是F-22裝備的航空武器協同定向數據鏈，可針對針狀窄波束進行精確定向控制，進而鎖定接收信息的友方戰機，實現飛機之間的點對點通信，具有截獲性低、組網動態性強和網絡抗毀性強等優點；F-35裝備的多功能先進數據鏈（Multifunction Advanced Data Link，MADL），是在IFDL基礎上研發的，一種寬帶、高數據傳輸率和低截獲概率的數據鏈，可在360°范圍內的任何方向接收或發送數據傳輸信號；TTNT是一種基于IP的嵌入到聯合戰術無線電系統中使用的高速、寬帶、新型武器協同數據鏈，用于多平臺火控級協同作戰，已裝備F-22A、F/A-18E/F、EA-18G和E-2D等平臺[6]。

1.3 情報寬帶數據鏈

美國和北約各軍兵種的近/遠程無人機系統普遍采用了標準化通用數據鏈CDL和戰術型TCDL，可實現地空視距、衛星中繼超視距傳輸。其中地空傳輸速率可達274 Mbps、衛通傳輸速率50 Mbps，能夠保證高分辨率偵察信息實時傳輸。其中CDL裝備了RQ-4“全球鷹”高空長航時無人偵察機，TCDL裝備了RQ-7B“陰影”無人偵察機、RQ-8“火力偵察兵”艦載無人直升機和MQ-9“捕食者”察打一體無人機。同時有人偵察機、偵察吊艙、預警機、艦載反潛機和主要艦船都裝備了CDL系列數據鏈，形成了多軍種和多國偵察情報共享能力[7]。

1.4 聯試驗證環境

美軍數據鏈聯試驗證環境建設始于20世紀90年代，分三個階段：

（1）基于軍用電話網將實裝設備、訓練中心、模擬器和室內實際裝備連接起來，建立美軍數據鏈聯合測試與評估中心環境，形成虛擬與實裝相結合的試驗驗證能力；

（2）在前期建設基礎上進一步擴展規模，將北約盟國的訓練測試設施連接至數據鏈聯試驗證環境中，建立空間與海上作戰系統中心，形成跨軍種、跨盟國的數據鏈互操作測試與試驗訓練能力；

（3）隨著云計算等新技術興起，美軍正在發展基于“真實-虛擬-構建”（Live-Virtual-Construction，LVC）的模塊化服務化聯合試驗訓練環境，并將實際應用裝備和環境一致性數據帶入模擬仿真環境中，使虛實結合的訓練更貼近實戰。

1.5 項目管理

美國國防部和各軍種以項目群的方式安排數據鏈系統裝備建設，持續推進數據鏈裝備性能改進和作戰效能提升。其中，美國國防部主要從聯合作戰方面，以項目群方式整合和引領軍種數據鏈的發展。比如，P771項目群Link-16戰術數據鏈轉型計劃以網絡中心戰為目標，持續開展戰術數據鏈轉型工作，形成聯合的通用戰術信息網絡；各軍種負責具體數據鏈裝備研發、數據鏈整合和數據鏈體系設計等內容。比如，海軍設置數據鏈總體項目群已開展數據鏈集成及研發工作，包括海軍一體化防空火控（Naval Integrated Fire Control-Counter Air，NIFC-CA）項目、系統工程集成與測試（System engineering and Integration and Test，SEI&T）項目、網絡戰術通用數據鏈（Navy Tactical Common Data Link，NTCDL）項目等。陸軍根據信息共享等不同能力需求設置了多個數據鏈體系集成及互操作認證項目。

2 運用情況

美軍數據鏈裝備主要具備的十大能力如圖2所示。

圖2 數據鏈十大能力構成圖

具體表現在以下四個方面：

（1）以指揮控制數據鏈為核心，實現跨軍種和跨盟國間的指揮控制和協同作戰，形成完備的指揮控制級的“觀察-判斷-決策-行動”（Observe-Orient-Decide-Act，OODA）環路。

截止目前，美國空軍、海軍、陸軍、海軍陸戰隊以及40余個北約盟國作戰平臺都大量裝備了Link-16數據鏈，實現美軍各軍種間、美軍與盟國作戰平臺間聯合作戰，在海灣戰爭、科索沃戰爭、阿富汗戰爭和伊拉克戰爭等戰爭中發揮了重要作用。通過加裝Link-16及其他數據鏈系統，美軍及盟國的各類偵察監視和探測平臺獲取的情報信息可以在作戰平臺間實時共享，形成統一的戰場態勢；聯合指揮機構、地面指控中心、空中預警機和海上指揮所可以對跨軍種、跨盟國作戰兵力實施精確指揮控制引導；特種飛機、艦艇編隊和隱身飛機編隊內部可以實現指揮引導、任務協調和行動控制，編隊間可以實現戰術指揮協同；通過為聯合防區外攻擊武器加裝Link-16數據鏈，實現對聯合防區外移動目標遠程精確打擊能力。

（2）依托指揮控制數據鏈和武器協同數據鏈，實現跨平臺火控級傳感器/武器精確控制與協同，形成集協同跟蹤、火力控制和協同打擊為一體的OODA戰斗環路。

美軍已在F-22戰機上裝備近200套IFDL、F-35戰機上裝備400余套MADL系統、近百艘作戰艦艇上加裝了CEC數據鏈系統，可支持在復雜戰場環境下多機或多艦的火控級傳感器協同探測，在飛機或艦艇編隊內形成針對時敏目標的精確連續跟蹤航跡，引導武器實施協同打擊。圍繞應對區域拒止/反介入的需求，美軍綜合運用CEC和Link-16數據鏈，以航母戰斗群為主體驗證了空海一體分布式“探測-跟蹤-火控-打擊”的防空攔截體系能力，初步形成對海殺傷鏈（From-the-Sea，FTS）、對空殺傷鏈（From-the-Air，FTA）和對陸殺傷鏈（From-the-Land，FTL）。

（3）以指揮控制數據鏈和情報寬帶數據鏈為核心，實現各類偵察平臺的互聯互通和偵察監視信息實時共享，構建全天候立體偵察監視體系，提高打擊綜合效果。

通過綜合運用廣播業務（Integrated Broadcast System，IBS）、CDL系列數據鏈、衛星戰術數字信息鏈路（Satellite Tactical Data Information Link-J，STADIL-J）和Link-16等數據鏈系統，將偵察預警衛星、預警機和有無人偵察機連接起來，對作戰區域和敏感目標進行全天候立體偵察監視，并按需實時傳輸航跡、點跡、SAR雷達圖像和視頻等情報信息，指揮控制平臺基于情報信息可有效縮短打擊反應時間，提高打擊靈活性和準確性。美軍從發現目標到實施打擊的反應時間已由海灣戰爭時的2天縮短到阿富汗戰爭時的10分鐘。

（4）依托指揮控制數據鏈、武器協同數據鏈和情報寬帶數據鏈，無人平臺網絡化作戰能力和有/無人機協同作戰能力逐步提升。

美軍在多類大中型無人機上已加裝CDL系列數據鏈，各無人機系統間可實現互聯互通互操作。地面控制中心與無人機編隊間、無人機編隊內部可以實施信息分發、任務協同、控制交接，有人和無人偵察平臺能夠實施偵察監視信息分發共享和任務協同。通過加裝TTNT數據鏈，艦載無人機能夠實現起飛/著艦控制、精確導航和航空管控，并初步具備與艦載機的傳感器、武器協同能力。美軍已完成有人長機通過數據鏈控制指令集對無人僚機實施控制和火力打擊的協同能力驗證，初步具備隱身有/無人機編隊協同作戰能力。

3 發展趨勢

隨著美軍提出空海一體戰、多域戰和馬賽克戰等新型作戰概念，未來美軍作戰將逐漸從網絡中心戰向決策中心戰轉變，美軍數據鏈裝備也將加快與作戰概念協同創新演進。主要體現在以下四方面：

（1）由單鏈單系統裝備形態向多鏈多系統一體化成體系發展轉變。

指揮控制數據鏈、武器協同數據鏈和情報寬帶數據鏈有機融合、同步發展，支持根據作戰任務按需組合和綜合運用，提升聯合作戰效能。例如，美軍由Link系列裝備整合發展為J系列數據鏈族；將CDL系列裝備延伸至無人平臺；CEC、MADL、和TTNT裝備，支持武器平臺協同作戰；發展STADIL-J、聯合距離擴展（Joint-Range Extension，JRE）、IBS1等衛星戰術應用，通過綜合利用衛星廣域通信與組網能力、星載實時處理與分發能力，顯著提升數據鏈系統超視距指揮控制、廣域情報分發、全球精確打擊等能力[5]。

（2）由面向有人作戰平臺向支持無人作戰平臺拓展。

結合無人作戰平臺發展需求，加快研制系列化、網絡化的情報寬帶數據鏈，整合人工指揮和機器控制，實現有人無人協同控制、無人自主協同和無人集群協同等作戰功能，支持無人作戰網絡化及融入有人作戰體系。例如，美空海軍已發展“全球鷹”、“捕食者”、“MQ-4C”等大型無人機的CDL裝備，支持遙測遙控信息高速點對點傳輸；艦載無人機X-47B裝備TTNT，具備有人無人協同作戰能力；DARPA安排體系集成技術和試驗（System of Systems SOS Integration Technology and Experimentation，SoSITE）、進攻性蜂群戰術（Offensive Swarm-Enabled Tactics，OFFSET）等先進項目，攻關無人機集群化應用關鍵技術。

（3）由支撐OODA環路向實現“發現即摧毀”打擊OODA環路發展。

以“發現即摧毀”的作戰理念為牽引，依托數據鏈裝備對分散部署的傳感器、武器平臺和指控平臺進行快速重構，實現OODA環路的柔性組合，縮短作戰行動時間，形成體系對抗優勢。例如，美軍綜合運用CEC和Link-16，圍繞航母戰斗群構建分布式“探測-跟蹤-火控-打擊”的防空攔截體系，已形成FTS、FTA和FTL。隨著區域拒止/反介入作戰、馬賽克戰等新概念的提出和發展，正進一步加強人工智能和自主系統等領域相關新興技術的利用，深化殺傷鏈的創新、開發和驗證。

（4）加快數據鏈裝備與新型作戰概念、武器平臺技術和新一代信息技術融合創新。

為謀求形成體系對抗優勢，推動數據鏈裝備與作戰指揮、武器控制、雷達探測、電子對抗和導航定位等領域交叉融合，同時綜合人工智能、大數據、云技術等技術，將裝備建設和運用經驗轉化為知識，推動條令、編組、訓練、保障等方面全面提升，與部隊作戰應用共同演進、快速迭代。例如，美軍國防太空架構（National Defense Space Architecture，NDSA）提出利用低軌高密度星座，支持對導彈目標全天候監視、高超音速威脅實時跟蹤、時敏殺傷鏈戰斗管理、為GPS受限環境提供備用定位、導航與授時等功能。

4 總結

在以信息化為主導的現代戰爭中，控制信息權成為奪取戰場綜合控制權的核心。數據鏈裝備以網絡為中心、信息為主導、應用為牽引，在作戰空間內將各種作戰力量、作戰單元及作戰要素進行網絡化和一體化融合，將戰場信息優勢轉化為作戰行動優勢。我國數據鏈裝備建設需要加強頂層設計，以滿足體系化聯合作戰的需求。美軍數據鏈裝備的發展歷程和發展趨勢，對數據鏈的建設發展具有重要啟示和借鑒意義。

[1] 文猛，王俊毅，胡訥，等. 美軍數據鏈最新發展及趨勢研究[J]. 軍事通信技術，2016，37（4）：86-91.

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[3] 馬向寧. 戰術數據鏈的應用和技術研究[J]. 信息通信，2019（6）：270-271.

[4] 徐大勇，王裕. 美軍數據鏈作戰應用及其啟示[J]. 指揮信息系統與技術，2015，6（6）：69-75.

[5] 張子龍，呂存璞，陳娟，等. 美國陸軍戰術數據鏈體系研究及其啟示[J].指揮信息系統與技術，2020，11（4）：28-33.

[6] 黃振，周永將. 美軍網絡中心戰的重要元素—協同數據鏈[J]. 現代導航，2017（1）：70-73.

[7] 李光輝. 美軍通用數據鏈發展趨勢分析[J]. 現代導航，2016（3）：232-234.

Analysis of Current Situation and Development Trend of US Military Data Link Equipment

DUAN Xiaowen, PAN Jiyuan, DU Ligang, ZHOU Hu

Data link equipment is an important means for combat platforms to share battlefield situations and coordinate to complete combat missions. The paper first introduces the construction status of US Military’s data link equipment, then analyzes the organization, application and capability level of US Military’s different data link equipment in situational awareness, command and control, etc., and finally discusses the development trend of US Military’s data link equipment under new technologies and new combat concepts, the above work can provide reference for the future development of date link equipment in China.

Data Link; US Military; Organization and Application; Development Trend

TN919

A

1674-7976-(2021)-03-217-05

2021-01-08。段曉穩（1987.07-），陜西咸陽人，博士，工程師，主要研究方向為航空火力控制、數據鏈技術及應用。