無人船在海戰(zhàn)場電子對抗中的應(yīng)用研究?

宋 燦 謝佑波朱 智

（1.海參某保障大隊 北京 100036）（2.海軍指揮學(xué)院 南京 210016）

1 引言

隨著以信息化、智能化為代表的新技術(shù)的快速發(fā)展，大大影響了戰(zhàn)爭的形態(tài)和作戰(zhàn)指揮方式。未來海戰(zhàn)場基于無人船（Unmanned Surface Vehicle:USV）的分布式電子對抗系統(tǒng)或?qū)⒊蔀閼?yīng)對“分布式殺傷”的有效途徑；水面艦艇是在海戰(zhàn)場上重要的作戰(zhàn)平臺之一，無人艦艇的出現(xiàn)將分擔大型有人艦艇的部分作戰(zhàn)任務(wù)如電子對抗、信息偵察等，降低有人艦艇的任務(wù)強度并且提高其抗毀能力，對于水面艦艇編隊形成體系作戰(zhàn)能力具有重要的意義。因此，開展電子對抗無人船（ECUSV）的應(yīng)用研究十分重要。本文分析了ECUSV發(fā)展現(xiàn)狀與優(yōu)勢，針對海戰(zhàn)場作戰(zhàn)特點，研究了ECUSV的作戰(zhàn)應(yīng)用模式，并給出了未來發(fā)展方向。

2 電子對抗無人船（ECUSV）的特點優(yōu)勢

電子對抗無人船（ECUSV）是除具備一般無人船吃水淺、機動靈活、雷達輻射面小、行動隱蔽、電磁噪聲低等特點外，在海戰(zhàn)場電子對抗作戰(zhàn)領(lǐng)域還具備如下優(yōu)勢。

2.1 信息偵察優(yōu)勢

一是偵察距離優(yōu)勢。由于地球曲率限制，?；鶄刹炱脚_對海電子偵察距離主要在視距范疇，偵察目標范圍較小。電子對抗無人船可作為艦載偵察平臺，對目標實施抵近偵察，與母艦指揮中心通過衛(wèi)星、數(shù)據(jù)鏈通信手段等建鏈，將偵察數(shù)據(jù)回傳，大大拓展了?；鲬?zhàn)力量的偵察范圍。同時，可采用多艘電子對抗無人船協(xié)同組網(wǎng)，形成區(qū)域覆蓋，大大提高海戰(zhàn)場態(tài)勢感知能力。二是平臺優(yōu)勢。ECUSV可對目標近距離偵察，通過減小偵察距離來提高檢測概率，增強接收信號強度，這種優(yōu)勢一定程度上降低傳統(tǒng)的電子偵察設(shè)備對檢測設(shè)備靈敏度要求。比如使用拖曳式探測裝備對搜潛行動中，由于新型潛艇輻射噪聲較小，要實現(xiàn)遠距離搜潛，必需使聲納基陣孔徑更大，增加空間處理增益，從而獲得較高輸出信噪比。采用ECUSV對目標近距離偵察，可使用小孔徑基陣。ECUSV可同時裝備拖曳式聲吶和吊放主動聲吶，實現(xiàn)協(xié)同探測、信息融合，將大大提高對潛艇的搜索定位能力。

2.2 信息對抗優(yōu)勢

海戰(zhàn)場中為應(yīng)對敵方不同體制的電子信息系統(tǒng)，對艦載電子對抗干擾設(shè)備復(fù)雜度要求較高：一是要求干擾設(shè)備具備對多頻段干擾實時干擾，二是要求干擾設(shè)備具備多種干擾工作樣式。使用ECUSV可對電子對抗目標實施抵近干擾，一方面可以使用較低干擾功率獲得較好的干擾效果從而獲得理想的干擾增益；此外，現(xiàn)代海戰(zhàn)中隨著對抗雙方電子信息設(shè)備的大量使用，水面艦艇面臨著日益復(fù)雜的電磁環(huán)境，電磁兼容問題急需解決。ECUSV將電子干擾功能從母艦分離遠離母艦對己方電子設(shè)備影響大大降低，可以取得對敵方最佳的干擾效果，同時降低了對己方水面艦艇的雷達、通信、導(dǎo)航等電子設(shè)備的自擾。進而實現(xiàn)水面艦艇作戰(zhàn)的“偵中通、偵中擾”，獲得海戰(zhàn)場信息對抗優(yōu)勢。

此外ECUSV的抵近干擾模式對高速跳頻電臺有較好的干擾效果。跳頻電臺由于具有較強的抗干擾能力，對其干擾難度較大，已成為電子對抗系統(tǒng)重要的作戰(zhàn)目標。而ECUSV可實施抵近偵察干擾，有效降低了跳頻電臺所具有的傳輸時延優(yōu)勢。一旦對準其跳頻頻率，就能產(chǎn)生較好的干擾效果。

2.3 作戰(zhàn)持久力優(yōu)勢

隨著電池技術(shù)的快速發(fā)展，ECUSV可通過裝備太陽能電池和新型鋰電池等方式，大大提高其續(xù)航能力，同時又可降低自身電磁輻射，提高隱身能力。戰(zhàn)時ECUSV可預(yù)置在主要作戰(zhàn)海域，對主要作戰(zhàn)目標實施長時間偵察。平時根據(jù)任務(wù)需要ECUSV可快速機動至行動海域，對作戰(zhàn)目標實施偵察和干擾，如對在我周邊海域進行情報搜集的敵潛艇、無人艇和電子偵察船進行干擾和驅(qū)離。與傳統(tǒng)電子對抗手段相比，ECUSV有長時間的偵察干擾能力，能夠解決海上電子對抗作戰(zhàn)持久力差的難題，從而提高海戰(zhàn)場制信息權(quán)。

3 外軍電子對抗無人船（ECUSV）發(fā)展現(xiàn)狀

美國是研究無人船技術(shù)最早的國家，早在二戰(zhàn)時期，美軍就在無人船上架設(shè)了槍炮和導(dǎo)彈，通過遠程操控來對敵人進行攻擊[1]。在20世紀60年代的越南戰(zhàn)爭中，美軍使用內(nèi)燃氣動力的無人船隊通過遠程控制來執(zhí)行掃雷任務(wù)。在20世紀90年代后期，美國海軍研發(fā)了具有防御功能的“Roboski”號噴射性無人船，并于2000年初期開始在無人船上裝載偵察監(jiān)視類傳感器，在沿海形成具有戰(zhàn)斗力的無人船隊[2]。2007年，美國海軍海上系統(tǒng)司令部（NAVSEA）所屬的瀕海水雷戰(zhàn)項目執(zhí)行辦公室基于美國海軍無人船作戰(zhàn)需求和美國國防部2020年關(guān)于轉(zhuǎn)變軍事結(jié)構(gòu)的發(fā)展目標出臺了《海軍USV總體規(guī)劃》，該規(guī)劃闡述了無人船的應(yīng)用模式：反雷戰(zhàn)、反潛戰(zhàn)、反水面艦艇戰(zhàn)、電子戰(zhàn)、特種作戰(zhàn)和海上反恐等。世界其它國家如以色列也研制了無人船，世界主要電子對抗無人船發(fā)展狀況如表1所示。

4 電子對抗無人船（ECUSV）典型運用模式

電子對抗無人船（ECUSV）可單艘或編隊執(zhí)行各類作戰(zhàn)任務(wù)。通過對ECUSV進行任務(wù)、航路規(guī)劃，提高協(xié)同能力，實現(xiàn)對海戰(zhàn)場重點區(qū)域內(nèi)目標的電子偵察與干擾，進而提升水面艦艇編隊的整體作戰(zhàn)效能。ECUSV與水面艦艇協(xié)同作戰(zhàn)時，可通過對各類信號信息融合實現(xiàn)對重要目標的精確識別與定位，為使用反輻射武器、導(dǎo)彈、魚雷等對重要目標進行火力打擊行動提供目標情報支援。

4.1 單艘ECUSV作戰(zhàn)

單艘ECUSV作戰(zhàn)主要用于對重點電子目標的跟蹤、監(jiān)視與干擾，其電子對抗載荷組成如圖1所示。ECUSV偵察干擾系統(tǒng)主要對行動海區(qū)的重點目標信號如導(dǎo)航、電臺、數(shù)據(jù)鏈、水下目標（如潛艇、航行器）等目標進行偵察與識別，并將獲取目標信息傳回情報處理中心進行分析融合，進而形成戰(zhàn)場通用態(tài)勢圖；可根據(jù)作戰(zhàn)行動的需要組織電子干擾；ECUSV還可用于對作戰(zhàn)海區(qū)的電磁頻譜進行管理與監(jiān)視，保證己方作戰(zhàn)行動頻率的正常使用。總之單艘ECUSV可為海上作戰(zhàn)行動中指揮員決策與火力打擊提供強大支援。

表1 世界主要電子對抗無人船現(xiàn)狀

圖1 USV遠程偵察干擾系統(tǒng)組成框圖

4.2 ECUSV編隊協(xié)同作戰(zhàn)

將多艘ECUSV進行組網(wǎng)配置，協(xié)同行動將是ECUSV作戰(zhàn)應(yīng)用的一個重要發(fā)展方向。ECUSV組網(wǎng)使用可迅速、精確確定作戰(zhàn)海區(qū)內(nèi)電子目標的位置，為對目標實施電子干擾或精確打擊提供目標情報支援［5～6］。

一是多艘ECUSV組網(wǎng)偵察。使用多艘ECUSV組網(wǎng)，可大大提高對電子目標輻射源的發(fā)現(xiàn)概率，將多ECUSV獲取的多源異類和同類傳感器的各類目標數(shù)據(jù)進行融合處理，形成海戰(zhàn)場區(qū)域?qū)崟r統(tǒng)一態(tài)勢圖，可用于重點目標跟蹤、監(jiān)視、對抗和火力打擊等作戰(zhàn)行動。通過ECUSV編隊組網(wǎng)實現(xiàn)對重點作戰(zhàn)目標的高精度定位［7］，解決海戰(zhàn)場目標定位難、辨不清的難題。ECUSV編隊組網(wǎng)高精度定位系統(tǒng)主要包括ECUSV單站（3個以上）、測控ECUSV及艦載情報綜合處理中心，如圖2所示。各ECUSV站通過數(shù)據(jù)鏈路與測控?zé)o人船相連，利用上行鏈路接收艦載情報綜合處理中心發(fā)送的測控指令和偵察指令，并對接收信號數(shù)據(jù)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)和時標數(shù)據(jù)統(tǒng)一整理打包，利用寬帶下行鏈路傳送至艦載情報綜合處理中心。站間存在測距授時鏈路，可精確實現(xiàn)時間同步。艦載情報綜合處理中心將站點回傳數(shù)據(jù)發(fā)送至綜合控制計算機，實現(xiàn)對信號的偵察、測向、時差估計、時差頻差聯(lián)合估計、定位和系統(tǒng)標校等。艦載情報綜合處理中心具有對ECUSV編隊的指揮、控制和數(shù)據(jù)分析處理等功能［8］。

圖2 ECUSV編隊協(xié)同偵察系統(tǒng)構(gòu)成圖

二是多艘ECUSV協(xié)同干擾。多艘ECUSV按照預(yù)先航跡對作戰(zhàn)區(qū)域進行協(xié)同組網(wǎng)偵察［9～10］，掌握敵整個作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)的電磁及水聲環(huán)境、通信網(wǎng)絡(luò)組成和戰(zhàn)場雷達屬性判別，經(jīng)過艦載指揮中心處理后得到作戰(zhàn)區(qū)域電磁態(tài)勢及目標的分布情況；利用網(wǎng)絡(luò)信息攻擊載荷對敵方微波通信鏈路、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)和敵我識別系統(tǒng)實施信息攻擊，主要包括對戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的信息欺騙，使敵誤判戰(zhàn)情；微波通信網(wǎng)實施高效網(wǎng)絡(luò)攻擊，使敵無法通聯(lián)［11］；對敵重要輻射源目標進行高精度定位，尋找敵方海面大型艦只、潛艇的位置，引導(dǎo)反輻射武器和導(dǎo)彈對其進行火力摧毀，為有人作戰(zhàn)開辟安全突防通道。

5 ECUSV發(fā)展趨勢

未來海戰(zhàn)場作戰(zhàn)網(wǎng)電空間斗爭日趨激烈，為了更好的滿足未來海戰(zhàn)的需求，ECUSV正呈智能化、一體化和小型化方向發(fā)展。

5.1 擾打一體化

ECUSV需具備偵察、干擾一體化與軟、硬殺傷一體化的綜合作戰(zhàn)能力。察擾打一體的ECUSV將具備對重要目標的快速指揮控制、靈敏的偵察干擾和精確的火力打擊能力。ECUSV不僅能實現(xiàn)對作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)的目標進行偵察干擾，隨著精確制導(dǎo)武器的發(fā)展，根據(jù)作戰(zhàn)需要，還可攜帶一定的硬摧毀武器，對敵方的重要目標實施打擊。ECUSV可以應(yīng)對未來海戰(zhàn)精、快、準的要求，將成為未來海上作戰(zhàn)中重要的信息化、智能化作戰(zhàn)裝備。

5.2 水上水下多域一體化

ECUSV可以編入水面艦艇編隊，用于獲取作戰(zhàn)海區(qū)各類信息，實現(xiàn)對水聲電磁信號的偵察與干擾一體。ECUSV可配備覆蓋電磁波和水聲波的綜合偵察/干擾系統(tǒng)，構(gòu)建新型水聲電磁信號綜合處理系統(tǒng)，實現(xiàn)海戰(zhàn)場水上水下、多模、多域、多平臺的態(tài)勢感知與信息處理。

5.3 信息化與智能化

目前的無人平臺工作方式以遠程控制為主，許多戰(zhàn)術(shù)決策和行動均通過母艦或控制中心的指揮控制系統(tǒng)完成，主要是由人操控，無人平臺自身不具有決策能力［12］。隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展，海戰(zhàn)場武器裝備的信息化、智能化程度將大大提高。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和云計算技術(shù)的在無人船/機領(lǐng)域的發(fā)展及應(yīng)用，ECUSV將具備自動航行、主動偵察、智能決策、自動干擾智能處理等能力，可極大地提高ECUSV系統(tǒng)的戰(zhàn)場適應(yīng)性和作戰(zhàn)效能［13～14］。

5.4 載荷設(shè)備小型化

現(xiàn)有的電子對抗載荷，由于元器件和功率等限制，體積大、功耗高，已成為制約ECUSV遠程長時作戰(zhàn)的重要因素［15］。在遠距離和長時間行動中，ECUSV無法搭載多種、大型、大功率電子對抗載荷對敵重點目標進行有效偵察和干擾。因此，電子對抗載荷設(shè)備的小型化是實現(xiàn)ECUSV高效完成多用途電子對抗任務(wù)的前提。

6 結(jié)語

無人作戰(zhàn)由于具備成本低、隱身好、傷亡小等優(yōu)勢，受到了世界各國軍隊的青睞。近年來，隨著信息化、智能化技術(shù)的不斷提高，無人平臺及相關(guān)制造技術(shù)得到了重大突破，使得ECUSV的裝備與作戰(zhàn)應(yīng)用正成為現(xiàn)實。因此，在未來海戰(zhàn)場，ECUSV必將發(fā)揮更重要的作用。