海軍型分布式通用地面系統(tǒng)發(fā)展綜述*

丁 鵬 晏謝飛 戚志剛 宋筱軒 蔣保富

（中國電子科技集團公司第二十八研究所 南京 210007）

1 引言

海灣戰(zhàn)爭之前，美各軍兵種和相關業(yè)務部門構建了大量“煙囪”林立的情報處理系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)互不相聯(lián)，信息難以交互，嚴重地降低了聯(lián)合作戰(zhàn)的指揮效能。因此，為了解決信息“壁壘”問題，美國防部開始研制分布式通用地面系統(tǒng)（DCGS）［1～3］，以網絡為中心提升情報處理系統(tǒng)的互操作性。同時，隨著全球信息柵格［4］的建設發(fā)展和信息科學技術進步，美軍的DCGS 經過了一個反復探索和持續(xù)優(yōu)化的過程，其中，DCGS-N是DCGS的海軍型號。

經過二十多年的發(fā)展，DCGS-N 已經成為美國海軍主要的情報、監(jiān)視、偵察與目標定位系統(tǒng)［5～6］。在系統(tǒng)研制建設的過程中，項目研發(fā)團隊盡可能地采用商業(yè)界成熟的或美國政府現(xiàn)有的軟件和相關行業(yè)標準，并采用系列新興技術為作戰(zhàn)提供情報處理、加工和分發(fā)服務。

DCGS-N 作為DCGS 系統(tǒng)簇的核心組成部分，相關技術人員對其研究較少，遠不如空軍的DCGS-AF、陸軍的DCGS-A［7～8］，且有關研究大多停留在DCGS-N 增量1 早期的能力建設，時效性不足。本文從DCGS-N 作戰(zhàn)概念出發(fā)，仔細分析了DCGS-N 增量1和DCGS-N 增量2的發(fā)展現(xiàn)狀、核心功能等內容，并從中提煉出重要建議以促進我海軍情報綜合處理系統(tǒng)的發(fā)展。

2 DCGS-N作戰(zhàn)概念

DCGS-N 系統(tǒng)是目前美國海軍包括岸基節(jié)點和海上節(jié)點最主要的情報處理和分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)整合了美國海軍多個ISR 項目，提高了情報、監(jiān)視、偵察與目標的定位能力，可為全球指揮和控制系統(tǒng)-海軍型（GCCS-M）、海上戰(zhàn)術指揮控制系統(tǒng)（MTC2）等提供情報支援。DCGS-N 通過兩個增量在美海軍進行部署，最初在“力量網”體系結構下運行，但隨著CANES 環(huán)境的提出，DCGS-N 逐步向CANES 環(huán)境進行遷移。具體而言，DCGS-N 增量1 Block1 是在“力量網”的環(huán)境進行安裝、部署、測試和使用，而自DCGS-N 增量1 Block2 以及后續(xù)的DCGS-N 增量2 均在CANES 環(huán)境下安裝、部署、測試和使用，DCGS-N增量2的作戰(zhàn)概念如圖1所示。

圖1 DCGS-N增量2作戰(zhàn)概念圖

從DCGS-N 增量2 的作戰(zhàn)概念圖可以看出，DCGS-N增量2的主要節(jié)點包括岸基節(jié)點以及部署在航母打擊群或聯(lián)合海上部隊司令部的海上節(jié)點，并通過“云環(huán)境”與海上作戰(zhàn)中心和驅逐艦、巡洋艦等平臺進行信息交互。同時，岸基節(jié)點的DCGS-N系統(tǒng)可以通過DCGS 集成骨干網（DIB）與其他軍種DCGS 系統(tǒng)連接并共享情報和相關數據信息。此外，DCGS-N岸基節(jié)點能夠匯總海上節(jié)點的所有信息數據，并和美國國家信息系統(tǒng)局（DISA）網絡中心企業(yè)服務（NCES）系統(tǒng)連接，與全球信息柵格（GIG）其他用戶如大數據中心、氣象與海洋數字中心等交互數據。

3 發(fā)展現(xiàn)狀及其支撐條件分析

DCGS-N 可接收天基、機載、水面、岸基等多個來源的偵察情報［9～10］，其發(fā)展主要包含兩個增量階段——DCGS-N 增量1 和增量2。本節(jié)分別對DCGS-N 增量1 和增量2 的功能和系統(tǒng)發(fā)展情況進行研究分析以便相關技術研究人員更全面地掌握DCGS-N的相關情況。

3.1 DCGS-N增量1

DCGS-N 增量1 的核心組件包括區(qū)域限制環(huán)境下的信號情報服務（GALE）、航跡管理服務（TMS）、通用地理定位服務（CGS）、全球指揮與控制系統(tǒng)綜合圖像與情報系統(tǒng)（GCCS-I3）的分析工作站、圖像產品庫（IPL）、現(xiàn)代化綜合數據庫（MIDB）等。經過多年的研制、試驗和改進，DCGS-N增量1整合了美海軍眾多情報、偵察、監(jiān)視和定位系統(tǒng)的相關軟件和工具。其主要功能：一是具備網絡中心化軍事能力，支持執(zhí)行聯(lián)合關鍵作戰(zhàn)行動；二是具備數據檢索能力，包括空軍全球鷹和海軍共享偵察吊艙圖像在內的戰(zhàn)術圖像檢索；三是具備多源情報加工能力，能夠以圖表形式顯示圖像情報、信號情報和航跡信息；四是具備戰(zhàn)術圖像情報報告生成能力；五是具備精確的目標定位能力。

DCGS-N 增量1在發(fā)展的過程中經歷了Block1和Block2兩個版本，至2014年，美海軍已在29個作戰(zhàn)單元部署安裝了DCGS-N增量1Block1，2018年3月底，美國海軍正式將DCGS-N 增量1 Block1 版本升級為Block2 版本。相比較而言，DCGS-N 增量1 Block2 在Block 1 的基礎上增強了信息存儲、信息收集/管理以及地理定位和信號情報處理等能力，并可在CANES 環(huán)境下運行。雖然，DCGS-N 增量1在很大程度上滿足了美國海軍在情報領域的需求，發(fā)揮了很好的作用，但仍存在很多不足，包括很難使用、很難培訓、很難維護等。因此，美國海軍從2016年起開始研發(fā)DCGS-N增量2。

3.2 DCGS-N增量2

隨著更多裝備的使用，DCGS-N 增量2 在增量1 的基礎上接入了更豐富的數據資源包括新型無人裝備的傳感器信息、P-8 海上巡邏機的探測信息以及多種分辨率的衛(wèi)星遙感信息等國家、戰(zhàn)區(qū)和任務部隊的情報數據，并提供數據自動管理功能。除此之外，DCGS-N 增量2 的目標功能還包含以下幾個方面：一是能夠以軟件為中心不斷調整以用戶的需求，能夠提供更友好的操作界面，增加人機交互水平和軟件服務水平；二是具備多元信息自動融合的能力，能夠自動聚合、關聯(lián)接收到的、不同來源的航跡、圖像、文本等多模態(tài)情報信息；三是具備目標自動檢測功能；四是具備異常檢測和自動告警功能，能夠利用大數據分析與挖掘技術判斷事件的異常情況，并進行告警；五是具備拒止環(huán)境下的情報保障能力。通過DCGS-N 增量2 的實現(xiàn)和部署，可進一步提升美海軍識別和應對海上威脅目標的能力，為作戰(zhàn)提供更加高效、全面的態(tài)勢感知信息。

與增量1 相比，DCGS-N 增量2 更加強調情報接入、處理、分析和分發(fā)的自動化水平，期望通過新興技術提升工作人員的效率和情報的質量，以便指揮員在正確的時間接收到正確的信息，從而增強支持聯(lián)合軍事行動的能力。美國海軍原計劃到2021年通過5 個艦隊能力版本逐步實現(xiàn)DCGS-N 增量2的相關功能，并取代DCGS-N增量1，但是受各種因素的影響，進展較慢，2018 年9 月至2019 年2 月美海軍測試了DCGS-N 增量2 艦隊能力版本1，但試驗結果并不理想。因此，美海軍選擇繼續(xù)使用DCGS-N 增量1，同時也暫停了艦隊能力版本2的測試計劃，近幾年DCGS-N 增量2 的研發(fā)繼續(xù)以原型系統(tǒng)的功能開發(fā)為主。DCGS-N 增量2 能力視圖如圖2所示。

圖2 DCGS-N增量2能力視圖

4 工作模式

4.1 部署層級

因為增量2 出海試驗試用的結果并不令美海軍滿意，目前部署使用的依舊是DCGS-N 增量1 版本，其大概可分為三個層級：一是艦隊級，主要部署岸基指揮中心（MOC）上，能夠接收國家戰(zhàn)略支援情報，能夠和其他軍種DCGS 系統(tǒng)連接并共享信息。二是部隊級（Force-Level），主要面向航母打擊群等，部署在航母或大甲板兩棲艦上，具備計算、情報分析和分發(fā)管理等功能。三是平臺級（Unit-level），主要用于接收情報，不具備情報處理能力，由于美海軍只有DD（X）驅逐艦和新型核動力潛艇可以直接安裝艦載DCGS-N 系統(tǒng)，因此，基于DCGS-N 美海軍研制了情報便攜式系統(tǒng)（ICOP），為驅逐艦、巡洋艦等單艦平臺提供情報接收功能，但隨著作戰(zhàn)部隊使用需求的變化，ICOP 升級安裝了多元情報分析工具集，且具備了從捕食者、掃描鷹等空中平臺直接接收、處理、加工和分發(fā)圖像信息及外部通信情報的能力。DCGS-N 的部署層級如圖3所示。

圖3 DCGS-N部署層級示意圖

4.2 系統(tǒng)典型運用模式

DCGS-N 在美海軍多個節(jié)點進行部署和使用，其中一個關鍵節(jié)點就是航母編隊。同時，美航母編隊作為我國的主要威脅對象，以其為例分析DCGS-N 的應用模式具有重要意義。目前，在美航母編隊上部署的DCGS-N 主要面向海面目標，尤其是高速運動的艦船目標（對空方面有一體化火控防空系統(tǒng)，對潛有航母戰(zhàn)術支援系統(tǒng)及水面艦艇反潛作戰(zhàn)系統(tǒng)）。在情報生成過程中，最重要的任務就是明確目標的屬性、位置和組成。因此，一方面，美航母編隊的E-2C/D 預警機和P-8A 等空中平臺會將探測到的敵方目標信息發(fā)送至DCGS-N，另一方面，編隊外部平臺獲取的數據也將通過GCCS-I3及DCGS-N 岸基節(jié)點發(fā)送至美航母編隊上的DCGS-N，航母CVIC 將迅速根據初步識別報告和回傳的偵查信息對目標進行進一步的分析，生成情報產品并對產品的可信度進行分級。另外，當需要對敵目標進行打擊時，DCGS-N 還可以為“戰(zhàn)斧”巡航導彈和戰(zhàn)術飛機提供精確的地理坐標。

5 啟示與建議

1）加強多源異構數據的治理。隨著各類裝備如衛(wèi)星、無人機、偵察機、預警機、岸基雷達以及新型艦艇的廣泛使用，我們需要接收和處理式各樣的數據類型各包括圖像、視頻、文本、航跡等，且信息量十分龐大。一方面，亟需對這些數據進行高效存儲和訪問，形成強大數據互操作能力；另一方面，亟需制定相應的數據標準和規(guī)范，為數據的智能處理、分析利用以及數據產品的形成奠定基礎。

2）加強智能技術的運用。隨著海上態(tài)勢感知的手段越來越豐富，接收到的各類數據信息將成爆炸式增長，亟需利用新技術高效、快速、自動地處理這些涉海信息，而人工智能技術［11～12］則提供一種很好的選擇。目前，機器學習尤其是深度學習借助大量數據和先進計算設備及算法模型，取得了顯著突破。一是機器在智能算法的支撐下可以24h 不間斷的進行重復性和機械性的任務；二是通過優(yōu)秀的智能算法能夠挖掘出信息潛在的、不易察覺的特征，有效促進多元信息之間的關聯(lián)；三是在一定計算設備支撐下的智能算法可以比人類更快的處理數據，進而有效加速OODA的閉環(huán)。

3）加強系統(tǒng)服務化水平。從DCGS-N 增量1到增量2 的變革可以看出，增量1 其中一個非常重要的不足就是系統(tǒng)很難使用、使用體驗差，換言之就是DCGS-N 增量1 服務化水平較低，給使用人員帶來極大的不便。因此，我們在系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的基礎上，也應當注重人機交互的體驗感，增加與使用人員的交互，增強系統(tǒng)“按需使用、柔性適變”的能力。

6 結語

隨著時代的發(fā)展，海洋權益對我國越來越重要，海上爭端也越來越頻繁，研究美國海軍的典型情報綜合處理系統(tǒng)對我國相關研究人員具有相當的借鑒作用。本文較為全面地分析了美海軍典型情報信息系統(tǒng)DCGS-N 的典型功能、部署層級等內容，并結合其發(fā)展歷程和前沿技術發(fā)展情況提出了一些建設性的建議，具有一定的啟示和支撐價值。