艦艇編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)及電子對(duì)抗技術(shù)

【摘要】為了在未來多維度高科技的海戰(zhàn)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)，深入研究了美軍艦艇編隊(duì)協(xié)同作戰(zhàn)能力，并積極探討了可能的電子對(duì)抗技術(shù)。從CEC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成出發(fā)，對(duì)CEC的工作流程進(jìn)行了介紹，并對(duì)CEC的作戰(zhàn)功能進(jìn)行了研究，據(jù)此針對(duì)其薄弱環(huán)節(jié)提出了三種電子對(duì)抗技術(shù)，為我國(guó)海戰(zhàn)場(chǎng)電子對(duì)抗技術(shù)發(fā)展提供參考。

【關(guān)鍵詞】協(xié)同作戰(zhàn)能力|海戰(zhàn)場(chǎng)|電子對(duì)抗

協(xié)同作戰(zhàn)能力（Cooperative Engagement Capability，CEC）是美海軍網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的重要組成部分，能較好地解決海上編隊(duì)的防空預(yù)警問題。CEC系統(tǒng)可以使編隊(duì)所有裝備該系統(tǒng)的平臺(tái)共享防空資源，融合分散部署的傳感器獲取的點(diǎn)跡信息，形成一致的火控質(zhì)量空中態(tài)勢(shì)，進(jìn)行協(xié)同防御作戰(zhàn)，即便本艦傳感器沒有探測(cè)到來襲目標(biāo)，也可據(jù)此發(fā)射艦空導(dǎo)彈進(jìn)行攔截，從而實(shí)現(xiàn)編隊(duì)對(duì)來襲目標(biāo)的實(shí)時(shí)反應(yīng)，擴(kuò)大對(duì)來襲目標(biāo)的攔截縱深，提高防空作戰(zhàn)效率。

目前，美軍已在不同平臺(tái)配置了三種型號(hào)的CEC系統(tǒng)，包括艦載AN/USG-1A系統(tǒng)、AN/USG-2A系統(tǒng)和機(jī)載AN/ USG-3A系統(tǒng)。并且在全部航空母艦、“宙斯盾”艦、兩棲登陸艦和E-2C鷹眼預(yù)警機(jī)上配置CEC系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了編隊(duì)中不同平臺(tái)的防空雷達(dá)、敵我識(shí)別器、防空武器等集成，組成了一個(gè)有機(jī)運(yùn)行的多平臺(tái)協(xié)同防空作戰(zhàn)系統(tǒng)[1]。

一、CEC組成

CEC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)主要由三部分組成：一是協(xié)同交戰(zhàn)處理機(jī)（Cooperative Engagement Processor，CEP），負(fù)責(zé)處理大量威脅目標(biāo)信息，為網(wǎng)絡(luò)中各單元提供一份完整可靠的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖，實(shí)現(xiàn)各單元的聯(lián)網(wǎng)定位；二是數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)（Data Distribute System，DDS），該系統(tǒng)是一個(gè)高可靠的抗干擾數(shù)據(jù)鏈，通過DDS在單位間實(shí)時(shí)分配傳感器信息[2]；三是與現(xiàn)有系統(tǒng)的集成改造。

（一）CEP（協(xié)同交戰(zhàn)處理機(jī)）

CEP可融合網(wǎng)絡(luò)各單元的目標(biāo)數(shù)據(jù)，通過敵我識(shí)別（Identification Friend Or Foe，IFF）系統(tǒng)獲得的目標(biāo)屬性數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)生成精確態(tài)勢(shì)圖。在此基礎(chǔ)上，CEP判定目標(biāo)對(duì)本單元的威脅程度。如果達(dá)到威脅標(biāo)準(zhǔn)，即使本單元傳感器并未探測(cè)到目標(biāo)，CEP也能將其他單元的目標(biāo)探測(cè)數(shù)據(jù)傳輸給本單元傳感器，并啟動(dòng)跟蹤目標(biāo)流程。

此外，CEP與本地探測(cè)、偵察和武器設(shè)備直接交聯(lián)，探測(cè)、偵察設(shè)備的數(shù)據(jù)可快速傳輸給CEP，并及時(shí)將火控?cái)?shù)據(jù)送到武器設(shè)備上。CEP還與指控系統(tǒng)互聯(lián)，以保障本地統(tǒng)一行動(dòng)調(diào)度。

（二）DDS（數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)）

DDS屬于CEC的端機(jī)部分，主要功能是實(shí)現(xiàn)單元組網(wǎng)和數(shù)據(jù)分發(fā)[3]。DDS作為基本的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)完成了指控信息、傳感器信息、目標(biāo)信息和作戰(zhàn)圖像等交聯(lián)，是防空體系的信息保障。

DDS是一個(gè)高速通信數(shù)據(jù)鏈設(shè)備，通過相控陣天線和大功率窄帶定向發(fā)射等手段，實(shí)現(xiàn)抗干擾和抗截獲性能。可以說相控陣天線是DDS中重要傳感器，其探測(cè)能力、精度對(duì)CEC起著關(guān)鍵作用。相控陣柱狀天線直徑44英寸，高度14英寸，能夠?qū)崿F(xiàn)約30dB的增益。由于采用高功率發(fā)射機(jī)，其他協(xié)同單元也采用同樣的相控陣天線，對(duì)接收機(jī)靈敏度要求大幅降低，因此DDS系統(tǒng)設(shè)備的抗干擾性能夠消除敵方可能采用的每一種如跳頻、頻率交錯(cuò)等靈巧干擾對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成的危險(xiǎn)影響。

（三）與現(xiàn)有裝備的集成改造

為了實(shí)現(xiàn)交戰(zhàn)時(shí)火控?cái)?shù)據(jù)的高精度傳輸，CEC系統(tǒng)與艦艇現(xiàn)有裝備集成為有機(jī)整體。其中，與CEC系統(tǒng)互連的主要雷達(dá)傳感器如表1所示。

與CEC系統(tǒng)綜合的戰(zhàn)斗系統(tǒng)如表2所示。

二、工作流程

在完成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建后，CEC網(wǎng)絡(luò)工作流程[4-5]主要包括時(shí)間同步、數(shù)據(jù)融合和攔截條件判斷與打擊，如圖1所示。

（一）時(shí)間同步

CEC網(wǎng)絡(luò)建立后，所有單元會(huì)依據(jù)提前制定的規(guī)則生成時(shí)間排序表，表中包含各單元在各時(shí)間間隙的配對(duì)信息。各單元在保持時(shí)間高度同步的基礎(chǔ)上，以該排序表的時(shí)間相互發(fā)送或接收探測(cè)數(shù)據(jù)，并在一段時(shí)間后完成所有單元的互通信，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

（二）數(shù)據(jù)融合

CEP對(duì)目標(biāo)進(jìn)行判斷，如果達(dá)到威脅標(biāo)準(zhǔn)，將融合各單元的探測(cè)數(shù)據(jù)融合生成威脅目標(biāo)的航跡。各單元的探測(cè)數(shù)據(jù)包括目標(biāo)的距離、方位、俯仰以及多普勒參數(shù)和本單元的傳感器信息等。CEP通過柵格鎖定功能實(shí)現(xiàn)探測(cè)目標(biāo)的關(guān)聯(lián)，通過卡爾曼濾波實(shí)現(xiàn)探測(cè)目標(biāo)航跡的融合生成，達(dá)到對(duì)目標(biāo)的跟蹤和識(shí)別。據(jù)美軍實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，CEC系統(tǒng)中每個(gè)目標(biāo)僅產(chǎn)生1.06個(gè)航跡（關(guān)聯(lián)率約為94%），而Link16產(chǎn)生1.35個(gè)航跡，其他方式則要產(chǎn)生1.5個(gè)航跡[6]。

（三）攔截條件判斷與打擊

CEP實(shí)時(shí)跟蹤威脅目標(biāo)的航跡，只要探測(cè)到目標(biāo)達(dá)到某單元的攔截條件，則生成火控信息并傳輸給該單元的武器設(shè)備和指控系統(tǒng)；如果未達(dá)到威脅標(biāo)準(zhǔn)，則各單元繼續(xù)實(shí)時(shí)探測(cè)。實(shí)施攔截后，各單元繼續(xù)探測(cè)威脅目標(biāo)，若攔截成功，則任務(wù)結(jié)束；若攔截不成功，各單元繼續(xù)探測(cè)威脅目標(biāo)。

三、作戰(zhàn)功能

CEC系統(tǒng)作戰(zhàn)功能包括復(fù)合跟蹤與識(shí)別、精確提示和協(xié)同交戰(zhàn)三個(gè)功能[7-9]。其中復(fù)合跟蹤與識(shí)別形成的目標(biāo)航跡圖的可靠度直接決定了后兩者的效能。

（一）復(fù)合跟蹤與識(shí)別

CEC通過時(shí)間同步和數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)的復(fù)合跟蹤與識(shí)別。目標(biāo)航跡形成示意圖如圖2所示。

由于目標(biāo)態(tài)勢(shì)圖是通過融合各單元的探測(cè)數(shù)據(jù)生成的，因此任一單元的某個(gè)偵察、探測(cè)設(shè)備出現(xiàn)故障或受到干擾失效時(shí)，目標(biāo)跟蹤丟失的概率都較低，在各種復(fù)雜條件下都能較好地保障艦艇編隊(duì)的作戰(zhàn)效能。

（二）精確提示

CEC形成目標(biāo)航跡后，若目標(biāo)達(dá)到對(duì)某單元的威脅標(biāo)準(zhǔn)，即使未探測(cè)到目標(biāo)，CEC也能將目標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆搯卧瑥亩鴮?shí)現(xiàn)精確提示功能。本單元收到數(shù)據(jù)后，將自動(dòng)啟動(dòng)探測(cè)設(shè)備，直接對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)來襲方位開展探測(cè)，發(fā)起對(duì)目標(biāo)的搜索和跟蹤。協(xié)同節(jié)點(diǎn)精確捕獲示意圖如圖3所示。由于已經(jīng)提前獲取目標(biāo)的精確位置，所以能大幅增加本單元的捕獲距離。

（三）協(xié)同交戰(zhàn)

一個(gè)單元可以在本地探測(cè)設(shè)備尚未捕獲到目標(biāo)的情況下，利用來自其他單元的探測(cè)數(shù)據(jù)來發(fā)射導(dǎo)彈并引導(dǎo)攔截目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同交戰(zhàn)功能。協(xié)同交戰(zhàn)示意圖如圖4所示。

CEC的協(xié)同交戰(zhàn)功能，增加了防御火力縱深，一次交戰(zhàn)不成功，也有第二次交戰(zhàn)的機(jī)會(huì)，通過選擇最佳的單元進(jìn)行防御，實(shí)現(xiàn)了艦艇編隊(duì)統(tǒng)一的行動(dòng)調(diào)度，最大限度地發(fā)揮導(dǎo)彈防御系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力。

四、對(duì)CEC的對(duì)抗手段

通過上述介紹可以看出，CEC網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)協(xié)同單元組成一個(gè)復(fù)雜的指揮信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。由于CEC網(wǎng)絡(luò)是利用相控陣?yán)走_(dá)組網(wǎng)的方式形成，屬于無線通信鏈路，因此對(duì)抗方采用電子干擾時(shí)，無線鏈路易斷開或混亂[10-11]。

（一）干擾相控陣天線

干擾相控陣天線主要是針對(duì)“宙斯盾”艦的AN/ SPY-1相控陣實(shí)施干擾。為對(duì)其形成有效干擾，可以采取以下方式：通過盡量靠近雷達(dá)達(dá)到增大干擾功率和爭(zhēng)取同步瞄頻干擾時(shí)間的目的；通過噪聲和假目標(biāo)干擾相結(jié)合的方法對(duì)抗旁瓣消隱；通過采用超過相控陣天線的旁瓣對(duì)消數(shù)的干擾源數(shù)量的方式對(duì)抗旁瓣對(duì)消[12]。通過干擾相控陣天線，該單元的探測(cè)能力、精度將大幅下降，從而影響CEC的整體作戰(zhàn)效能。

（二）干擾艦載預(yù)警機(jī)

美國(guó)艦艇編隊(duì)作戰(zhàn)基本以航母為中心進(jìn)行體系布置，其探測(cè)和防御區(qū)域可以分為內(nèi)防區(qū)、中防區(qū)和外防區(qū)，其中外防區(qū)主要有預(yù)警機(jī)、艦載戰(zhàn)斗機(jī)和核動(dòng)力潛艇構(gòu)成。艦載預(yù)警機(jī)具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍廣、識(shí)別目標(biāo)多等優(yōu)勢(shì)，在CEC系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但由于其雷達(dá)反射截面大、紅外特征明顯，很容易被對(duì)抗方雷達(dá)探測(cè)[13]。因此對(duì)抗方電子戰(zhàn)飛機(jī)可以通過組合不同干擾頻段對(duì)雷達(dá)進(jìn)行干擾，從而削弱艦載預(yù)警機(jī)的探測(cè)距離和通信能力，致使CEC系統(tǒng)對(duì)來襲目標(biāo)的感知能力降低，削弱協(xié)同交戰(zhàn)效益。

（三）主動(dòng)申請(qǐng)式干擾

CEC網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)開放式的平臺(tái)，對(duì)抗方的雷達(dá)同樣能夠收到探詢信號(hào)。如果對(duì)抗方獲取了準(zhǔn)確的入網(wǎng)信息，模擬友方以正確的信號(hào)方式應(yīng)答，即可作為協(xié)同單元加入到CEC網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)而攻擊；若不能順利入網(wǎng)，也可以通過持續(xù)申請(qǐng)入網(wǎng)，使CEC其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)疲于辨別，從而影響工作。

五、結(jié)語(yǔ)

本文系統(tǒng)介紹了美海軍CEC系統(tǒng)的組成、工作流程、作戰(zhàn)功能，CEC通過各單元協(xié)同作戰(zhàn)，提高了整個(gè)編隊(duì)的作戰(zhàn)效能。對(duì)此本文提出了針對(duì)CEC關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電子對(duì)抗技術(shù)，可對(duì)CEC的無線通信鏈路進(jìn)行干擾，從而降低CEC作戰(zhàn)效益，為我國(guó)未來海戰(zhàn)場(chǎng)的電子對(duì)抗技術(shù)和相關(guān)裝備發(fā)展提供參考。中國(guó)軍轉(zhuǎn)民

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（作者簡(jiǎn)介：莫嘉倩，中國(guó)人民解放軍92728部隊(duì)，碩士研究生，研究方向?yàn)殡娮訉?duì)抗）