外軍數(shù)據(jù)鏈發(fā)展趨勢

王 博，仲維彬

外軍數(shù)據(jù)鏈發(fā)展趨勢

王 博，仲維彬

（海軍裝備部，西安 710000）

優(yōu)秀的數(shù)據(jù)鏈技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)場上發(fā)揮著重大作用，通過介紹數(shù)據(jù)鏈的基本概念、構(gòu)成以及外軍數(shù)據(jù)鏈的研究現(xiàn)狀，分析外軍典型數(shù)據(jù)鏈抗干擾、高靈敏動態(tài)組網(wǎng)、抗截獲等關(guān)鍵技術(shù)，最后進一步分析數(shù)據(jù)鏈技術(shù)未來的發(fā)展趨勢，為數(shù)據(jù)鏈有效應用提供堅實基礎(chǔ)。

外軍；數(shù)據(jù)鏈；發(fā)展趨勢

0 引言

現(xiàn)代化軍隊作戰(zhàn)往往融合多維網(wǎng)絡(luò)信息而演變?yōu)橐粓鼍C合實力的博弈，數(shù)據(jù)鏈在獲取戰(zhàn)場信息情報方面占據(jù)著核心地位。數(shù)據(jù)鏈貫穿戰(zhàn)場指揮中心系統(tǒng)、武器裝備系統(tǒng)、作戰(zhàn)部隊和子任務(wù)指揮平臺，構(gòu)成全維一體化的信息網(wǎng)絡(luò)，共享各類信息情報資源，有效實施精確打擊。

數(shù)據(jù)鏈通過鏈路、鏈路節(jié)點和鏈路關(guān)系實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸，武器裝備系統(tǒng)搭載優(yōu)秀的數(shù)據(jù)鏈可支持多樣化功能，具備寬泛作戰(zhàn)任務(wù)的能力。高效精確穩(wěn)定的數(shù)據(jù)鏈使其具有更強的攻防能力、更高效的綜合作戰(zhàn)效率、更迅速的機動反應能力、更精確的搜索定位目標能力。從1991年的海灣戰(zhàn)爭、2003年的伊拉克戰(zhàn)爭等可以看出[1]，未來戰(zhàn)場爭奪信息權(quán)已經(jīng)變?yōu)樨灤?zhàn)斗始終的重要內(nèi)容，優(yōu)化并有效應用數(shù)據(jù)鏈可增強軍隊作戰(zhàn)能力，因此針對數(shù)據(jù)鏈現(xiàn)狀和發(fā)展的研究具有重大意義。

1 外軍數(shù)據(jù)鏈體系發(fā)展簡介

數(shù)據(jù)鏈是指互通數(shù)據(jù)的鏈路，軍事領(lǐng)域的數(shù)據(jù)鏈就如互聯(lián)網(wǎng)一般，由軍事單位貢獻信息，進行數(shù)據(jù)的交互，軍事數(shù)據(jù)鏈通常依托天基衛(wèi)星和高速光纜等方式傳遞，經(jīng)過信息加密處理并定期更換算法和密鑰，因此具有強大的信息傳遞能力、保密傳輸能力與抗干擾能力[2]。軍事數(shù)據(jù)鏈大體由兩部分組成：負責數(shù)據(jù)交互的網(wǎng)絡(luò)控制站系統(tǒng)與提供用戶服務(wù)的用戶站系統(tǒng)。

2 外軍數(shù)據(jù)鏈研究現(xiàn)狀

2.1 外軍數(shù)據(jù)鏈發(fā)展歷程

美軍Link-16數(shù)據(jù)鏈最早由美國用于其防空系統(tǒng)，并將其軍用數(shù)據(jù)鏈技術(shù)應用于整個北約，之后俄羅斯也逐漸發(fā)展起自己的軍事數(shù)據(jù)鏈技術(shù)。目前全球范圍內(nèi)的軍事數(shù)據(jù)鏈已經(jīng)到達了單一完善與多種綜合數(shù)據(jù)并行的發(fā)展階段[3]。態(tài)勢感知數(shù)據(jù)鏈是數(shù)字通信功能的組成部分，旨在加強海陸空軍隊的戰(zhàn)術(shù)協(xié)同能力；基于通用數(shù)據(jù)鏈（Common Data Link，CDL）的情報偵察數(shù)據(jù)鏈通過先進的新型傳感器將海量的信息情報及時高效地分發(fā)給各個所需軍事單位；武器協(xié)同數(shù)據(jù)鏈包括時敏數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)、武器控制網(wǎng)絡(luò)以及傳感器協(xié)同網(wǎng)絡(luò)等，根據(jù)具體需求發(fā)展；戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈交互的數(shù)據(jù)信息格式統(tǒng)一，將作戰(zhàn)系統(tǒng)和武器終端緊密鏈接為一體。

2.2 態(tài)勢感知數(shù)據(jù)鏈

態(tài)勢感知數(shù)據(jù)鏈多用于空對地和空對空作戰(zhàn)任務(wù)，能夠在一個易用的系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)交換，從而提供安全抗干擾的無爭用通信。態(tài)勢感知數(shù)據(jù)鏈中最主要的是北約所采用的 Link 系列數(shù)據(jù)鏈[4]。隨著系統(tǒng)性能的不斷發(fā)展，目前Link-4、Link-11、Link-16以及最新研制的Link-22還在服役中。其中以 Link-16（美軍稱之為TADIL-J）為代表的技術(shù)相對成熟，應用最為廣泛，在Link-22之前的作戰(zhàn)飛機幾乎裝備了所有美國空軍、海軍以及海軍陸戰(zhàn)隊。Link-4是20世紀50年代研制的非保密數(shù)據(jù)鏈，目前仍裝備在E-2C、E-3 等預警機、F-14 等戰(zhàn)斗機及電子戰(zhàn)機之上。自20世紀70年代Link-11開始投入使用以來，其裝備了部分美國航母、驅(qū)逐艦、預警機、反潛飛機等。目前最新的Link- 22 有著更出色的抗干擾能力以及更優(yōu)異的性能，可能在接下來會逐步取代系列的之前版本。

2.3 情報偵察數(shù)據(jù)鏈

高效傳輸數(shù)據(jù)量大的場景一般使用情報偵察數(shù)據(jù)鏈，又稱寬帶情報偵察數(shù)據(jù)鏈。情報偵察寬帶數(shù)據(jù)鏈支持雙向傳輸、強抗干擾功能，能夠?qū)?zhàn)場情報實時傳輸、將各個偵察平臺和地面站的情報信息進行分發(fā)和傳送。20世紀80年代美軍基于CDL[5]和戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈（Tactical Common Data Link，TCDL）進行情報偵察數(shù)據(jù)鏈的開發(fā)。通過情報偵察數(shù)據(jù)鏈，美軍將天基、空基、陸基和海基串聯(lián)成為多傳感的信息網(wǎng)，形成立體化的戰(zhàn)場情報體系。在這種體系之下，情報偵察數(shù)據(jù)鏈支持各個作戰(zhàn)單元和作戰(zhàn)平臺之間直接傳送環(huán)境態(tài)勢信息。此外，美軍還通過情報偵察數(shù)據(jù)鏈發(fā)展了特殊的情報偵察數(shù)據(jù)鏈裝備，包括“太空籬笆”、“海洋物聯(lián)網(wǎng)”等高性能防空反導裝備。

2.4 武器協(xié)同數(shù)據(jù)鏈

武器協(xié)同數(shù)據(jù)鏈針對武器作戰(zhàn)平臺研制精確制導數(shù)據(jù)鏈路，目前此類數(shù)據(jù)鏈包括協(xié)同作戰(zhàn)能力技術(shù)（Cooperative Engagement CapabilityTechnology，CECT）、機載數(shù)據(jù)鏈技術(shù)（Airborne Data Link Technology，ADLT）、戰(zhàn)術(shù)目標瞄準網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（Tactical Targeting Network Technology，TTNT）和五度網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（Quint Networking Technology，QNT）。

1）CECT是最初面向海軍研制武器間協(xié)同作戰(zhàn)的系統(tǒng)[6]，美軍基于數(shù)據(jù)鏈連接海、空、岸作戰(zhàn)單元的傳感器，協(xié)同作戰(zhàn)可靠性和穩(wěn)定性在試驗演習和實際作戰(zhàn)中被充分驗證，此類武器系統(tǒng)已編入其主力艦艇。

2）ADLT主要面向隱身戰(zhàn)機作戰(zhàn)構(gòu)建設(shè)計，目前可實現(xiàn)戰(zhàn)機編隊間強抗干擾、低時延、低截獲的定向組網(wǎng)通信[7]。通信方式分為機間數(shù)據(jù)鏈（Intra-Fight Data Link，IFDL）和多功能先進數(shù)據(jù)鏈（Multifunction Advanced Data Link，MADL）。F-22戰(zhàn)機是美軍綜合性能最佳的戰(zhàn)斗機，具備卓越的隱身性能、精確度、靈活度和多方位態(tài)勢感知能力。在執(zhí)行任務(wù)的過程中，F(xiàn)-22 戰(zhàn)機基于IFDL傳輸戰(zhàn)場態(tài)勢信息。IFDL最多可同時對16架戰(zhàn)機組網(wǎng)通信，在同一編隊內(nèi)不同戰(zhàn)機之間實現(xiàn)信息共享。另外一種通信方式MADL應用于F-35 隱形戰(zhàn)機，優(yōu)化戰(zhàn)斗機的隱身性能，降低截獲概率，但這兩類戰(zhàn)機由于使用的波形不同，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的直接交換。

3）TTNT提供了一種高效、靈活、低延時、多組網(wǎng)節(jié)點的數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)方式。同時，高效的數(shù)據(jù)傳輸速度、靈敏的動態(tài)適應能力等特質(zhì)為不同平臺間的數(shù)據(jù)交換和信息共享提供支持。以C4KISR 系統(tǒng)為例，基于TTNT傳輸數(shù)據(jù)可將作戰(zhàn)單元迅速納入信息網(wǎng)絡(luò)，針對各類戰(zhàn)場典型目標威脅快速給出響應，并提供及時有效的打擊方案。

4）QNT是面向無人機、戰(zhàn)斗機、導彈武器和作戰(zhàn)單元研制的小型網(wǎng)絡(luò)協(xié)同數(shù)據(jù)鏈。可用于支撐快速瞄準和打擊時敏、活動目標，并能支撐武器制導交接、無人機控制、戰(zhàn)場態(tài)勢感知、毀傷評估[8]。

2.5 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈

戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈（Tactical Data Information Link，TDIL）是指通過單一或多維網(wǎng)絡(luò)和通信介質(zhì)，將一個以上的指揮控制系統(tǒng)和武器系統(tǒng)連接在一起，主要用于傳輸標準化數(shù)字信息，北約簡稱為Link[9]。早期的美軍裝備了TADILC（Link-4A）數(shù)據(jù)鏈用于作戰(zhàn)飛機間的信息協(xié)同交互；20世紀60年代TADIL A （Link-11）和TADIL B（Link-11B）廣泛應用于海軍空軍的信息分發(fā)傳遞、作戰(zhàn)指揮、武器平臺操控等；20世紀70年代TADIL C（Link-4A）再次優(yōu)化，傳輸速率高達5000 b/s，可有效提供空中攔截、航經(jīng)規(guī)劃、典型目標攻擊等情報；20世紀80年代TADIL J（Link-16）進一步優(yōu)化了數(shù)據(jù)鏈性能，構(gòu)建分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，增加數(shù)據(jù)交換容量，提高了數(shù)據(jù)庫讀寫速率和安防能力，各系統(tǒng)終端可獨立實現(xiàn)子任務(wù)。自TADILJ數(shù)據(jù)鏈研制開始，美國制定了J類標準格式信息交互，拓展了數(shù)據(jù)鏈在各類軍種之間的通用范圍；20世紀90年代，S-TADILJ型數(shù)據(jù)鏈作為衛(wèi)星通信的一種新型應用，不但具備衛(wèi)星中繼超視距通信能力，而且此類數(shù)據(jù)鏈兼容多樣化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)靈活組網(wǎng)；與此同時，JRE數(shù)據(jù)鏈也應用于美國空軍；21世紀初，美國拓展TADIL F（Link-22）數(shù)據(jù)鏈，該技術(shù)兼容前者的TADIL A/J功能，實現(xiàn)海陸空外與各指揮終端間的信息實時傳輸。

俄軍（前蘇聯(lián)）早期研發(fā)的“藍天（AДM-4）”地空數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)[9]只能實現(xiàn)單向的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，飛機僅可接收系統(tǒng)指令，無法與指揮平臺實時通信；20世紀60年代，“藍寶石（AДM-1）”地空數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)問世，增強了系統(tǒng)的通訊容量和傳輸速度；20世紀70年代新型數(shù)據(jù)鏈CПK-68研制的定向波束天線提高了系統(tǒng)整體的抗干擾能力和安全性能[10]，其傳輸速率得到進一步的提升；新生代CПK-75裝備系統(tǒng)可通過機載響應回傳信息，根據(jù)地面指揮系統(tǒng)的命令形成彈藥和油料儲量、飛機高度等回傳信息，根據(jù)地面位置和回傳時間計算飛機方向和距離。

3 外軍典型數(shù)據(jù)鏈關(guān)鍵技術(shù)

3.1 數(shù)據(jù)鏈互聯(lián)互通技術(shù)

未來信息化戰(zhàn)爭中，各個兵種之間聯(lián)合協(xié)作，戰(zhàn)爭中投入武器更多，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模更大。數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)作為連接各作戰(zhàn)子系統(tǒng)的媒介，確保其穩(wěn)定性、魯棒性和互聯(lián)互通性能意義重大，深入研究數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)彈性靈活變化是作戰(zhàn)平臺與指揮系統(tǒng)高效安全通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。根據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)系統(tǒng)自適應加載通信波形，不同波形和具體任務(wù)之間可重構(gòu)組網(wǎng)，實現(xiàn)多裝備實時數(shù)據(jù)交互。在執(zhí)行任務(wù)出現(xiàn)敵方攻擊、環(huán)境干擾等人為破壞時，通過數(shù)據(jù)鏈彈性變化增強系統(tǒng)的抗干擾性和環(huán)境適應性。

3.2 數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)技術(shù)

數(shù)據(jù)鏈目前面臨組網(wǎng)容量有限、不夠靈巧、傳輸速率較低等局限性，且未來信息化戰(zhàn)場針對作戰(zhàn)平臺需要更強大的規(guī)劃作戰(zhàn)能力，基于數(shù)據(jù)鏈組網(wǎng)技術(shù)開展動態(tài)分布式聯(lián)合作戰(zhàn)以及大規(guī)模跨域聯(lián)合作戰(zhàn)是未來贏得信息戰(zhàn)的核心部分。例如，在大規(guī)模跨域作戰(zhàn)任務(wù)中，設(shè)計毫秒級低延時組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在符合一定作戰(zhàn)環(huán)境、傳輸距離和鏈路設(shè)定等指標時，制定網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)規(guī)劃，充分利用實際環(huán)境中的有效資源，實現(xiàn)作戰(zhàn)任務(wù)的合理化分配。

收集到的臨床資料可能是零碎的、片面的、混亂的、有矛盾的甚至是錯誤的，必須經(jīng)過分析、處理和判斷才能使之完整化、真實化、系統(tǒng)化，才能用于臨床[7]。例如一位老年患者到口腔科門診，主訴“牙痛”。口腔科醫(yī)生做了詳細的口腔檢查，沒有發(fā)現(xiàn)異常，就診斷“神經(jīng)痛”。該患者到另外一個醫(yī)院口腔科門診，醫(yī)生發(fā)現(xiàn)患者不是牙痛，疼痛部位在顳頜關(guān)節(jié)處，每當咬合時發(fā)生，而且咬合時可以聽到聲響。遂診斷“顳頜關(guān)節(jié)炎”。

3.3 數(shù)據(jù)鏈抗干擾技術(shù)

跳頻技術(shù)、擴頻技術(shù)、混合跳擴頻技術(shù)和自適應天線技術(shù)是目前主流的數(shù)據(jù)鏈抗干擾方式。其中前三種信號特征較為固定，抗干擾能力受限。為了增強數(shù)據(jù)鏈的抗干擾能力，目前優(yōu)化了幾種抗干擾方案，例如通過聯(lián)合時域、空域、頻域等信號處理，聯(lián)合多維特征構(gòu)建低攔截率的抗干擾數(shù)據(jù)信號。還可以通過干擾檢測自適應方案制定最佳抗干擾算法，實現(xiàn)復雜電磁環(huán)境下的有效信息輸送。

3.4 數(shù)據(jù)鏈抗截獲技術(shù)

數(shù)據(jù)鏈在進行通信的過程中，往往伴隨著截獲與反截獲的激烈對抗，未經(jīng)加密的數(shù)據(jù)鏈很容易被敵軍偵察，從而使己方的聯(lián)合作戰(zhàn)與戰(zhàn)術(shù)協(xié)同落入下風，甚至完全被敵方偵察到戰(zhàn)術(shù)布置，使己方陷入落敗的危險。數(shù)據(jù)鏈截獲技術(shù)是解決這一問題的關(guān)鍵技術(shù)，一般指從時域頻域等各個域?qū)?shù)據(jù)鏈信號進行特殊處理，防止傳輸信號被截獲。伴隨著電子對抗技術(shù)的不斷發(fā)展，目前的抗截獲主要發(fā)展方向包括：提高跳速與變速跳頻，擴展頻段、發(fā)展多頻段設(shè)備，在一定范圍內(nèi)混合擴頻，提高數(shù)據(jù)鏈自適應特性與加強戰(zhàn)場頻譜管理等。從這幾個方向進行研究，可以顯著地提升數(shù)據(jù)鏈的功率控制、定向通信、采用低截獲概率波形等性能，從而大大降低數(shù)據(jù)鏈被截獲的概率。

3.5 數(shù)據(jù)鏈信息融合技術(shù)

隨著戰(zhàn)場信息的日益復雜化，單一途徑的信息源逐漸無法適應瞬息萬變的戰(zhàn)場形勢，對數(shù)據(jù)鏈的信息融合技術(shù)提出了高精度、實時處理、穩(wěn)定可靠等新的要求。通過數(shù)據(jù)鏈信息融合技術(shù)，可以對多個傳感器采集的信息進行統(tǒng)籌兼顧的多層次全方位處理，為指揮人員與戰(zhàn)斗人員提供更高級全面的戰(zhàn)場信息，擴大作戰(zhàn)系統(tǒng)的時空覆蓋范圍，取得戰(zhàn)役的絕對信息優(yōu)勢。數(shù)據(jù)鏈信息融合技術(shù)包括多源信息融合、信息分析校準、目標位置融合、軍事目標識別等方面，通過對綜合信息的融合與分析，將冗余數(shù)據(jù)去除后獲取精準的有效信息，這使目標識別、打擊精度、戰(zhàn)術(shù)決策和抗干擾能力得到增強，同時降低了信息的傳輸量以減少系統(tǒng)傳輸時延。

4 外軍數(shù)據(jù)鏈發(fā)展趨勢

4.1 外軍數(shù)據(jù)鏈發(fā)展方向

4.1.1 高速、寬帶和多功能

隨著現(xiàn)代信息戰(zhàn)的進程不斷向前推進，在戰(zhàn)爭中信息的獲取極其關(guān)鍵，對于數(shù)據(jù)鏈來說，更新?lián)Q代也成為必然，有許多需要改進的目標?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭中信息量劇烈增加，這要求數(shù)據(jù)鏈可以傳輸語音信號、圖片信息和視頻信息等涉及多媒體方面的信息。除此之外，必須使傳輸?shù)男畔⒕哂袑崟r性，在此基礎(chǔ)上讓傳輸?shù)男畔蚀_可靠，并且在信息傳輸過程中必須保證整個過程的安全性，以防止傳輸?shù)男畔⒈粩耻娊孬@。由于信息是在無線信道中傳輸?shù)?，所以?shù)據(jù)鏈可以通過增加帶寬、提高數(shù)據(jù)的傳輸速率來確保實時性，在數(shù)據(jù)通信中采用先進的糾錯編碼技術(shù)來確保其可靠性，同時在傳輸信息時進行加密來確保其安全性，這些都是提高數(shù)據(jù)鏈的技術(shù)機制。

4.1.2 小型化、單兵化

開發(fā)輕型、微型的數(shù)據(jù)鏈，將數(shù)據(jù)鏈裝備在每個士兵身上，密切連接作戰(zhàn)系統(tǒng)與指揮系統(tǒng)。必須重視數(shù)據(jù)鏈的單兵化，從而讓每一位士兵在信息化戰(zhàn)場更好地發(fā)揮效能，讓戰(zhàn)斗員無論在何時何地都可以及時地獲取到所需的信息，從而可以更好地體驗信息共享的優(yōu)勢。

4.1.3 多數(shù)據(jù)鏈協(xié)同工作

4.1.4 一體化的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)

在現(xiàn)代化信息戰(zhàn)中，作戰(zhàn)平臺發(fā)生了巨大的變化，構(gòu)建一體化的智能數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)是占據(jù)優(yōu)勢的關(guān)鍵。以現(xiàn)代防空作戰(zhàn)為例，在執(zhí)行防空任務(wù)時，需要兼顧防御敵機和導彈的功能，同時將敵方完整情報及時準確地傳送給作戰(zhàn)指揮平臺，最終制定最優(yōu)作戰(zhàn)計劃。此外，數(shù)據(jù)鏈一體化對于加強各部隊之間的聯(lián)合作戰(zhàn)具有重大意義。

利用衛(wèi)星通信等長距離信息傳輸?shù)姆椒ㄊ擒娪脭?shù)據(jù)鏈更好的發(fā)展趨勢，由此新一代“空天地?！币惑w化軍用數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)應運而生，如圖1所示。

圖1 空天地海一體化數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

4.2 外軍數(shù)據(jù)鏈應用方向

數(shù)據(jù)鏈在武器裝備上應用廣泛。將數(shù)據(jù)鏈配備到武器平臺當中可以提高武器的殺傷力。以飛行作戰(zhàn)為例，將數(shù)據(jù)鏈應用于飛機上，由于采用了高速無線通信，飛機機組人員可以實現(xiàn)實時可靠的信息互享，增強了機組人員對空域的感知能力，從而使飛行部隊可以在較大的范圍內(nèi)對敵方進行戰(zhàn)略性攻擊[11]。

5 結(jié)論

本文對外軍數(shù)據(jù)鏈體系發(fā)展、現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)進行了綜述和介紹，對外軍數(shù)據(jù)鏈發(fā)展趨勢及應用方向進行了展望。

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Overview for Data Link of Foreign Army

WANG Bo, ZHONG Weibin

Excellent data link technology is playing an important role in the current battlefield. The basic concept and composition of data link is introduced, as well as the present research of data link. Then the crucial technologies of typical data links of foreign military forces were studied, including anti-jamming, high-sensitivity dynamic networking, and anti-interception. Then, the future development tendency of data link technology is further analyzed to provide a solid foundation for the effective application of data link.

Foreign Army; Data Link; Development Tendency

TN953

A

1674-7976-(2022)-02-134-05

2022-03-21。王博（1982.06—），陜西西安人，碩士，主要研究方向為航空數(shù)據(jù)鏈裝備質(zhì)量監(jiān)督。