水下網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)對(duì)潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的能力需求研究

高天孚，孔 軍，黃田力，黃珊琳

(中國(guó)艦船研究院，北京 100192)

0 引 言

“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”（Network Centric Warfare，NCW）的概念最早由美海軍作戰(zhàn)部長(zhǎng)杰伊·約翰遜上將提出，是利用計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)，把地理上分散部署在陸、海、空、天的各種傳感器、指揮控制系統(tǒng)和武器打擊系統(tǒng)有機(jī)地聯(lián)接起來，形成態(tài)勢(shì)共享、快速反應(yīng)、統(tǒng)一高效的作戰(zhàn)體系[1–3]。在“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”基礎(chǔ)上，美海軍把這一概念擴(kuò)展到水下戰(zhàn)領(lǐng)域，進(jìn)一步提出了“水下網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”（Under Water Network Centric Warfare，UWNCW）的概念。

美海軍認(rèn)為，UWNCW將使海軍可以快速和有效地執(zhí)行各種水下作戰(zhàn)任務(wù)，使海軍一進(jìn)入作戰(zhàn)地區(qū)即成為水下聯(lián)合部隊(duì)的一部分，并決定性地影響水面和岸基作戰(zhàn)，而且它將極大地加強(qiáng)海軍和聯(lián)合部隊(duì)的能力，以感知環(huán)境，威懾?cái)橙耍以谕厥『笏M(jìn)行的戰(zhàn)斗中取得勝利[4]。

在UWNCW中，隨著技術(shù)的進(jìn)步，水下戰(zhàn)場(chǎng)的透明度越來越高，潛艇執(zhí)行任務(wù)中面臨的挑戰(zhàn)越來越大。一方面，潛艇要面臨對(duì)手通過衛(wèi)星、飛機(jī)、水面艦艇、潛艇和水下傳感器網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)建的立體反潛體系，其隱蔽性的優(yōu)勢(shì)面臨極大挑戰(zhàn)，獨(dú)立完成任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)越來越大[5]；另一方面，潛艇要承擔(dān)局部戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、航母編隊(duì)警戒護(hù)航、水下協(xié)同作戰(zhàn)指揮、對(duì)陸對(duì)海目標(biāo)遠(yuǎn)程精確打擊、特種作戰(zhàn)力量投送等多樣化的作戰(zhàn)任務(wù)，要加強(qiáng)與我方陸、海、空、天和水下其他兵力的協(xié)同，融入我水下作戰(zhàn)體系，充分發(fā)揮體系作戰(zhàn)優(yōu)勢(shì)，這就需要潛艇不斷優(yōu)化自身平臺(tái)，在提高自身隱蔽性基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)能力，以適應(yīng)新的戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)。

1 水下網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)對(duì)潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)能力需求

潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)是指潛艇平臺(tái)上用于執(zhí)行警戒、跟蹤、目標(biāo)識(shí)別、信息處理、威脅估計(jì)及控制武器完成

對(duì)敵獨(dú)立或協(xié)同作戰(zhàn)的各要素及人員的綜合體，主要由聲吶系統(tǒng)、光電設(shè)備、雷達(dá)/電子偵察設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)、魚水雷系統(tǒng)、導(dǎo)彈系統(tǒng)、水聲對(duì)抗系統(tǒng)、雷彈發(fā)射裝置等分系統(tǒng)和設(shè)備組成。為了適應(yīng)水下網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)要求，潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)作為潛艇作戰(zhàn)能力提升的核心系統(tǒng)裝備，在環(huán)境感知、信息處理、信息保障、隱蔽通信、協(xié)同作戰(zhàn)指揮、輔助決策、交戰(zhàn)控制和任務(wù)重構(gòu)等方面提出更高的能力需求。

1.1 戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境感知能力

潛艇對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境感知能力主要是指潛艇能夠利用實(shí)時(shí)獲取和歷史積累的海洋水文氣象環(huán)境信息、海洋水聲環(huán)境信息、海底地形環(huán)境信息和瀕海地理環(huán)境信息等信息并對(duì)其進(jìn)行分析處理，進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)預(yù)報(bào)、傳感器探測(cè)性能分析、潛艇隱蔽機(jī)動(dòng)參數(shù)計(jì)算、衛(wèi)星過頂探潛預(yù)報(bào)、海底地形匹配導(dǎo)航等，為潛艇的傳感器使用、隱蔽出行、戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)、輔助決策、導(dǎo)彈航路規(guī)劃、武器使用效能評(píng)估等提供支撐。

1.2 目標(biāo)警戒探測(cè)能力

目標(biāo)警戒探測(cè)能力指的是潛艇能夠綜合利用艇載聲吶、光電、雷達(dá)、電子偵察等多種探測(cè)手段，對(duì)空中、水面、水下各類目標(biāo)進(jìn)行警戒、搜索、偵察、定位和跟蹤，獲取目標(biāo)的噪聲信號(hào)、聲吶脈沖信號(hào)、雷達(dá)信號(hào)、通信信號(hào)、光學(xué)圖像等各類信息；利用通信設(shè)備隱蔽接收外平臺(tái)發(fā)送到目標(biāo)情報(bào)信息。

1.3 信息處理能力

信息處理能力主要包括目標(biāo)信息的融合處理能力、目標(biāo)身份分類識(shí)別能力、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)分析能力和戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)綜合能力。

目標(biāo)信息的融合處理可分為4種情況：1）對(duì)來自本艇各聲吶探測(cè)的目標(biāo)信息進(jìn)行融合處理；2）對(duì)本艇雷達(dá)、電子偵察、潛望鏡/光電桅桿等非聲傳感器的探測(cè)的目標(biāo)信息進(jìn)行融合處理；3）對(duì)本艇聲傳感器和非聲傳感器的探測(cè)的目標(biāo)信息進(jìn)行融合處理；4）對(duì)本艇傳感器探測(cè)的目標(biāo)信息和通過通信系統(tǒng)接收的外部目標(biāo)信息進(jìn)行融合處理。潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)信息融合處理后，將提供統(tǒng)一的目標(biāo)批號(hào)。

目標(biāo)身份分類識(shí)別是利用艇載聲吶、雷達(dá)、電子偵察、光電設(shè)備獲取的多源目標(biāo)信息和接收到外平臺(tái)發(fā)送的目標(biāo)情報(bào)信息，在目標(biāo)識(shí)別數(shù)據(jù)庫的支持下，從傳感器、指控等多個(gè)層面、多個(gè)尺度對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類識(shí)別。潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際獲取信息的詳細(xì)程度和目標(biāo)識(shí)別數(shù)據(jù)庫支持程度，實(shí)現(xiàn)從目標(biāo)屬性判斷、目標(biāo)種類區(qū)分、目標(biāo)類型識(shí)別、最終到目標(biāo)型號(hào)/個(gè)體確認(rèn)等由模糊到精確的識(shí)別。

表1 潛艇目標(biāo)身份分類識(shí)別示例表Tab.1 Example of object recognition

目標(biāo)運(yùn)動(dòng)分析是對(duì)跟蹤的目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)運(yùn)動(dòng)分析，對(duì)攻擊目標(biāo)進(jìn)行目標(biāo)運(yùn)動(dòng)要素自動(dòng)解算或人工修正解算，對(duì)遠(yuǎn)程目標(biāo)指示信息的進(jìn)行接收、處理和運(yùn)動(dòng)要素解算。

戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)綜合是對(duì)本艇探測(cè)的目標(biāo)信息、海洋環(huán)境信息、本艇導(dǎo)航信息及外部平臺(tái)發(fā)送到目標(biāo)情報(bào)信息等進(jìn)行信息融合和綜合處理，建立統(tǒng)一的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，向潛艇指揮員提供全景式的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)分析評(píng)估和顯示，并面向不同戰(zhàn)位需求進(jìn)行態(tài)勢(shì)分發(fā)和一致性管理。

1.4 信息保障能力

為了提高潛艇的作戰(zhàn)能力，發(fā)揮潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的效能，要充分利用各種作戰(zhàn)信息。

1）外部信息。外部信息指的是外平臺(tái)發(fā)送到各類情報(bào)信息、遠(yuǎn)程目指信息及上級(jí)系統(tǒng)發(fā)送到指揮控制信息等。

2）各類艇載數(shù)據(jù)庫。根據(jù)作戰(zhàn)需要，潛艇應(yīng)配備各類數(shù)據(jù)庫，為潛艇的隱蔽機(jī)動(dòng)、傳感器使用、目標(biāo)識(shí)別、作戰(zhàn)指揮、輔助決策、武器打擊、綜合防御和航行保障等提供支持。具體可包括海洋水文氣象環(huán)境數(shù)據(jù)庫、海洋水聲環(huán)境數(shù)據(jù)庫、海底地形環(huán)境數(shù)據(jù)庫、瀕海地理環(huán)境數(shù)據(jù)庫、目標(biāo)特征數(shù)據(jù)庫、輔助決策數(shù)據(jù)庫和歷史航線數(shù)據(jù)庫等。

3）平臺(tái)動(dòng)力系統(tǒng)信息。為作戰(zhàn)系統(tǒng)提供平臺(tái)系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)的相關(guān)系統(tǒng)和設(shè)備狀態(tài)信息，便于艇長(zhǎng)對(duì)相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的有效監(jiān)控，為艇長(zhǎng)的作戰(zhàn)指揮決策提供參考。具體包括平臺(tái)自噪聲信息、操艇相關(guān)的航向、深度和姿態(tài)信息，航行過程中的航向、深度機(jī)動(dòng)等信息、損管信息、全艇水汽油電等保障信息、動(dòng)力系統(tǒng)工作狀態(tài)信息、生命保障系統(tǒng)狀態(tài)信息等。

1.5 隱蔽通信能力

水下網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)要求潛艇能夠與其他陸、海、空、天及水下等平臺(tái)無縫連接，通過信息交互及時(shí)掌握戰(zhàn)場(chǎng)的態(tài)勢(shì)信息，實(shí)現(xiàn)潛艇與其他作戰(zhàn)平臺(tái)的協(xié)同。具體表現(xiàn)為潛艇要能夠接收外平臺(tái)發(fā)送情報(bào)信息、指控指令和遠(yuǎn)程目指信息等，向其他作戰(zhàn)平臺(tái)發(fā)送搜集到的情報(bào)信息、指揮控制信息（潛艇作為水下作戰(zhàn)協(xié)同指揮節(jié)點(diǎn)）等。這需要潛艇要具備多種通信手段，實(shí)現(xiàn)與外平臺(tái)的雙向、隱蔽、可靠、遠(yuǎn)距離、大深度、高速率的信息連通[6]。

1.6 協(xié)同作戰(zhàn)能力

潛艇協(xié)同作戰(zhàn)的模式主要包括以下幾種類型：

1）為航母編隊(duì)警戒護(hù)航。攻擊型核潛艇可在航母編隊(duì)遠(yuǎn)程警戒區(qū)域與反潛巡邏機(jī)配合執(zhí)行搜索警戒和反潛等任務(wù)，執(zhí)行航母編隊(duì)下達(dá)的作戰(zhàn)任務(wù)。

2）多艇協(xié)同作戰(zhàn)。在指揮艇的統(tǒng)一指揮下，水下多艇可協(xié)同完成目標(biāo)的搜索、引導(dǎo)、攻擊和防御等任務(wù)。

3）與UUV協(xié)同作戰(zhàn)。潛艇利用UUV進(jìn)行警戒探測(cè)，擴(kuò)展水下探測(cè)范圍；利用UUV作為通信中繼，提高水下通信能力；利用UUV進(jìn)行海洋環(huán)境和海底地理信息探測(cè)，保障水下航行安全；潛艇還可與UUV協(xié)同完成反水雷和反潛等作戰(zhàn)任務(wù)[7]。

4）與潛射無人機(jī)的協(xié)同作戰(zhàn)[8]。潛艇利用潛射無人機(jī)進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)搜集、目標(biāo)偵察與監(jiān)視；利用潛射無人機(jī)實(shí)施引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)敵方岸上重要目標(biāo)、遠(yuǎn)程海上機(jī)動(dòng)艦艇、空中反潛直升機(jī)/巡邏機(jī)和水下潛艇進(jìn)行攻擊，全方位提高潛艇綜合作戰(zhàn)能力；利用潛射無人機(jī)進(jìn)行通信中繼，提高潛艇通信能力；利用潛射無人機(jī)實(shí)施信息干擾，提高潛艇電子戰(zhàn)能力；利用潛射無人機(jī)融入戰(zhàn)場(chǎng)信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與水面艦艇、航空兵以及潛艇兵力之間的戰(zhàn)術(shù)協(xié)同，提高潛艇作戰(zhàn)效能。

5）與海上其他兵力協(xié)同作戰(zhàn)。當(dāng)潛艇是海上聯(lián)合機(jī)動(dòng)編隊(duì)或兩棲編隊(duì)的組成兵力時(shí)，可與其他水面戰(zhàn)斗艦艇、空中兵力遂行協(xié)同作戰(zhàn)任務(wù)，與空中兵力遂行對(duì)海、對(duì)岸協(xié)同火力打擊任務(wù)。

基于以上作戰(zhàn)模式，潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)應(yīng)具備以下協(xié)同作戰(zhàn)能力：具體包括多平臺(tái)協(xié)同信息處理、協(xié)同作戰(zhàn)計(jì)劃生成、協(xié)同作戰(zhàn)指揮、協(xié)同偵察、協(xié)同搜索跟蹤和定位、武器協(xié)同使用等。

1.7 輔助決策能力

在水下網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)條件下，潛艇基于協(xié)同作戰(zhàn)要求，潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)應(yīng)具備如下輔助指揮決策能力：

1）作戰(zhàn)方案制定。根據(jù)反潛、反艦、偵察、突防等不同作戰(zhàn)任務(wù)，輔助制定不同協(xié)同作戰(zhàn)方案，具體包括協(xié)同作戰(zhàn)方案、隱蔽航渡計(jì)劃、協(xié)同偵察巡邏方案、協(xié)同搜索跟蹤定位方案、協(xié)同攻防方案等。

2）戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)分析。實(shí)時(shí)計(jì)算潛艇作戰(zhàn)能力，基于戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)變化實(shí)時(shí)對(duì)協(xié)同作戰(zhàn)區(qū)域進(jìn)行威脅分析判斷，利用分析結(jié)果支撐作戰(zhàn)決策。

3）協(xié)同作戰(zhàn)決策。在戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)分析基礎(chǔ)上，并根據(jù)協(xié)同作戰(zhàn)規(guī)則進(jìn)行實(shí)時(shí)協(xié)同作戰(zhàn)決策，主要包括協(xié)同作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)水聲決策、協(xié)同作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)方案計(jì)算、協(xié)同對(duì)陸攻擊決策、協(xié)同對(duì)海攻擊決策、協(xié)同對(duì)潛攻擊決策和綜合防御決策等。

4）作戰(zhàn)效果預(yù)估?？舍槍?duì)作戰(zhàn)任務(wù)對(duì)多種協(xié)同作戰(zhàn)方案進(jìn)行仿真推演，并對(duì)各作戰(zhàn)方案實(shí)施效果進(jìn)行預(yù)估。

1.8 交戰(zhàn)控制能力

潛艇作為水下作戰(zhàn)核心裝備，要配備多種作戰(zhàn)和防御武器來滿足多樣化的作戰(zhàn)任務(wù)需求。潛艇可配備作戰(zhàn)和防御武器裝備包括對(duì)陸攻擊巡航導(dǎo)彈、遠(yuǎn)程反艦巡航導(dǎo)彈、遠(yuǎn)程巡航魚雷、遠(yuǎn)程巡航水雷、UUV（攻擊型）、潛射無人機(jī)（攻擊型）、水聲對(duì)抗器材等裝備，作戰(zhàn)系統(tǒng)并應(yīng)具備對(duì)相應(yīng)武器裝備的控制能力。

1.9 任務(wù)重構(gòu)能力

潛艇長(zhǎng)期服役期間，所承擔(dān)作戰(zhàn)任務(wù)會(huì)隨著國(guó)家戰(zhàn)略變化進(jìn)行調(diào)整，新技術(shù)和新裝備也會(huì)不斷得到應(yīng)用。潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)要能夠適應(yīng)任務(wù)、技術(shù)和裝備的調(diào)整變化，在整個(gè)作戰(zhàn)系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施不做重大改變的前提下，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)系統(tǒng)功能軟件化，系統(tǒng)應(yīng)具備能夠根據(jù)任務(wù)調(diào)整而進(jìn)行功能重構(gòu)的能力，有效降低潛艇服役期間的全壽期升級(jí)改造和維護(hù)成本。

2 未來潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展思路

1）積極開展?jié)撏伦鲬?zhàn)模式研究

在水下網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)中，潛艇作為重要的水下作戰(zhàn)平臺(tái)，只有融入水下作戰(zhàn)體系，才能發(fā)揮最大的作戰(zhàn)效能。潛艇要融入水下作戰(zhàn)體系，無論潛艇作為水下作戰(zhàn)指揮、偵察探測(cè)、通信中繼還是精確打擊節(jié)點(diǎn)，都必須與其他作戰(zhàn)平臺(tái)進(jìn)行交互協(xié)同，因此要積極開展?jié)撏c其他作戰(zhàn)平臺(tái)協(xié)同作戰(zhàn)模式研究，進(jìn)一步明確對(duì)潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展能力目標(biāo)。

2）提升潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)能力

以潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)發(fā)展能力目標(biāo)為牽引，加強(qiáng)作戰(zhàn)系統(tǒng)在體系架構(gòu)、系統(tǒng)集成、裝備研制、技術(shù)體制、壽期保障等方面的頂層規(guī)劃設(shè)計(jì)，提升作戰(zhàn)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)能力，促進(jìn)潛艇融入作戰(zhàn)體系，在水下發(fā)揮最優(yōu)作戰(zhàn)效能。

3）加強(qiáng)潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)

在作戰(zhàn)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，梳理制約潛艇融入水下作戰(zhàn)體系的關(guān)鍵技術(shù)，尤其是加強(qiáng)潛艇在水下協(xié)同作戰(zhàn)指揮、隱蔽安全通信、精確導(dǎo)航定位、遠(yuǎn)程警戒探測(cè)、目標(biāo)綜合識(shí)別、系統(tǒng)任務(wù)重構(gòu)等方面的關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)，制定相應(yīng)的技術(shù)發(fā)展路線圖，開展相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的預(yù)研、科研等工作，為相應(yīng)裝備研制建設(shè)提供支撐。

3 結(jié) 語

在水下網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)中，潛艇是重要的作戰(zhàn)指揮節(jié)點(diǎn)。本文從戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境感知、目標(biāo)警戒探測(cè)、信息處理、信息保障、隱蔽通信、協(xié)同作戰(zhàn)指揮、輔助決策、交戰(zhàn)控制和任務(wù)重構(gòu)等幾個(gè)方面分析了水下網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)對(duì)潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的需求，最后總結(jié)分析了潛艇作戰(zhàn)系統(tǒng)的發(fā)展思路?？蔀槲磥頋撏ё鲬?zhàn)系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)，更好地融入水下作戰(zhàn)體系提供一定的借鑒參考。