黃 振

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十研究所 西安 710068）

1 引言

20世紀(jì)80年代，美軍就已經(jīng)研制出了單平臺(tái)武器數(shù)據(jù)鏈，主要用于作戰(zhàn)飛機(jī)和武器彈藥間的信息交互，機(jī)組人員可以在武器彈藥發(fā)射后繼續(xù)接收其回傳的情報(bào)信息并向其傳送指令，修訂打擊參數(shù)。隨著信息化建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)中心作戰(zhàn)思想的確立，希望武器彈藥作為網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，融入到整個(gè)作戰(zhàn)體系當(dāng)中，顯然這種單平臺(tái)的武器數(shù)據(jù)鏈已經(jīng)無法完全滿足體系作戰(zhàn)的需要，因此，美軍在開展“武器數(shù)據(jù)鏈先期概念技術(shù)驗(yàn)證”計(jì)劃的同時(shí)，進(jìn)行了Link16、戰(zhàn)術(shù)瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（TTNT）等數(shù)據(jù)鏈在武器彈藥上的應(yīng)用與試驗(yàn)，希望能夠快速提升武器彈藥在作戰(zhàn)體系中的作用。

2 外軍戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈在武器彈藥上的應(yīng)用

Link16和TTNT的主要功能是在參戰(zhàn)平臺(tái)之間實(shí)時(shí)交換戰(zhàn)術(shù)信息，使各參戰(zhàn)單位之間掌握實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)、傳送指揮控制命令、協(xié)同作戰(zhàn)和戰(zhàn)毀評(píng)估等信息。

1）Link16在武器彈藥上的應(yīng)用

Link16是戰(zhàn)術(shù)力量強(qiáng)制的數(shù)據(jù)鏈，是北約數(shù)據(jù)鏈的選擇，也歸入美軍戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)和傳感器平臺(tái)。Link16在武器彈藥上應(yīng)用有幾大優(yōu)勢(shì)：已經(jīng)加裝主要傳感器平臺(tái)；已經(jīng)安裝所有的主要發(fā)射平臺(tái)；能夠直接提供態(tài)勢(shì)感知能力；支持地面、空中第三方控制能力；遵從DOD的策略，能夠直接納入網(wǎng)絡(luò)體系。通過在導(dǎo)彈等彈藥上加裝Link16，與平臺(tái)上的具有地面活動(dòng)目標(biāo)指示功能的雷達(dá)、機(jī)載火控雷達(dá)等傳感器聯(lián)網(wǎng)，形成一個(gè)以網(wǎng)絡(luò)為中心的制導(dǎo)系統(tǒng)，通過多傳感器數(shù)據(jù)融合，不斷將修正的目標(biāo)位置、速度和目標(biāo)指示等數(shù)據(jù)，以及投射武器所需制導(dǎo)信息，實(shí)時(shí)地傳送給攻擊平臺(tái)，然后再轉(zhuǎn)發(fā)給投放的制導(dǎo)炸彈或?qū)?，同時(shí)將彈藥獲得圖像信息回傳給攻擊平臺(tái)，從而可對(duì)地面、海面、空中活動(dòng)目標(biāo)實(shí)施精確攻擊。Link16將武器控制平臺(tái)由單平臺(tái)擴(kuò)展為多平臺(tái)，工作方式從單一化模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)化模式，提高系統(tǒng)抗干擾能力，提高武器控制平臺(tái)的機(jī)動(dòng)范圍和生存能力。擴(kuò)展武器攻擊范圍，釋放武器攻擊潛力。圖1是美軍通過在武器彈藥上加裝Link16的作戰(zhàn)示意圖。

圖1 Link在彈藥上的應(yīng)用

2）TTNT在武器彈藥上的應(yīng)用

海灣戰(zhàn)爭(zhēng)以后，為了對(duì)付稍縱即逝的時(shí)敏目標(biāo)，美軍開始多項(xiàng)新技術(shù)研究，戰(zhàn)術(shù)瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（TTNT）就是其中較為重要的技術(shù)之一，由羅克韋爾·柯林斯公司研發(fā)，其目標(biāo)是在作戰(zhàn)飛機(jī)、無人機(jī)、情報(bào)和監(jiān)視偵察平臺(tái)以及地面指揮所之間構(gòu)建一個(gè)高速、抗干擾、自組織能力強(qiáng)的武器協(xié)同數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)，提供寬帶的傳感器-傳感器和傳感器-射手的無縫連接，以保障AMSTE和AT3等多種作戰(zhàn)能力的實(shí)現(xiàn)。

戰(zhàn)術(shù)瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采用無中心組網(wǎng)方式，可在100海里范圍內(nèi)支持200個(gè)平臺(tái)發(fā)送傳感器和其他數(shù)據(jù)，系統(tǒng)容量達(dá)到10Mbps。采用與Link16數(shù)據(jù)鏈相同的報(bào)文傳輸格式，完全與Link16數(shù)據(jù)鏈兼容。根據(jù)戰(zhàn)術(shù)瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的特點(diǎn)和日益復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，美軍計(jì)劃將戰(zhàn)術(shù)瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于空軍作戰(zhàn)飛機(jī)和其它軍兵種平臺(tái)。為了適裝于彈體和地面單兵（包括海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、空降兵、空軍地面部隊(duì)等）等，在戰(zhàn)術(shù)瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出一種簡(jiǎn)化波形的數(shù)據(jù)鏈設(shè)備，這種數(shù)據(jù)鏈設(shè)備就是QNT。

QNT是美軍國(guó)防部DARPA和空軍研究實(shí)驗(yàn)室開展的項(xiàng)目，集成了五個(gè)節(jié)點(diǎn)：戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)、小型戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)、無人戰(zhàn)斗機(jī)、地面人員和空中發(fā)射的武器，如圖2所示。QNT由一個(gè)收發(fā)器系統(tǒng)組成，由于節(jié)點(diǎn)加裝條件苛刻，裝備設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)尺寸、重量和功率等方面有嚴(yán)格的限制。低速率、兩通道、可完成半雙工或全雙工的收發(fā)器，尺寸和重量要求是10立方英寸、兩英鎊重；高速率版本，尺寸和重量要求是20立方英寸、5英鎊重，這兩個(gè)功能可以組合到一起形成一個(gè)滿足體積30立方英寸的終端。通過向武器、小型戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)和地面人員配備QNT終端，使得這三種節(jié)點(diǎn)可以與部署了戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)、無人戰(zhàn)斗機(jī)和C4ISR網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)進(jìn)行交互，通過標(biāo)準(zhǔn)組件滿足網(wǎng)絡(luò)通信要求，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中心轉(zhuǎn)化和精確瞄準(zhǔn)，支撐瞄準(zhǔn)和打擊時(shí)敏目標(biāo)，并能支撐武器制導(dǎo)交接、無人機(jī)控制、戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知、戰(zhàn)毀評(píng)估。從QNT的應(yīng)用可以看出作戰(zhàn)過程跨越了武器、戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)、地面人員、無人戰(zhàn)斗機(jī)、戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)（戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)和攻擊機(jī)）等平臺(tái)。匯聚了指控信息、情報(bào)、監(jiān)視和偵察平臺(tái)互連以支持信息交換需求。

圖2 Qnt示意圖

3 數(shù)據(jù)鏈在武器彈藥上應(yīng)用的啟示

從美軍開展的Link16數(shù)據(jù)鏈和戰(zhàn)術(shù)瞄準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在武器彈藥上的應(yīng)用和試驗(yàn)，不難看出武器數(shù)據(jù)鏈的幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)：網(wǎng)絡(luò)化、體系化、打擊評(píng)估一體化、裝備終端小型化。

1）網(wǎng)絡(luò)化

隨著通信技術(shù)及數(shù)據(jù)鏈技術(shù)的發(fā)展，防御措施和手段越來越多，形成了預(yù)警探測(cè)、電子干擾、誘餌擾亂、多層攔截的立體防御結(jié)構(gòu)，與以往的單一防御相比綜合防御能力大幅度提高。這種情況下，單個(gè)武器的突防能力被消弱，戰(zhàn)場(chǎng)生存能力極具下降，其毀傷目標(biāo)能力大副下降，不能充分發(fā)揮武器應(yīng)有的打擊效果，因此需要改變作戰(zhàn)方式，采用多個(gè)武器協(xié)同信息共享，以編隊(duì)的方式提高武器對(duì)目標(biāo)的攻擊能力。

網(wǎng)絡(luò)化是實(shí)現(xiàn)信息共享，協(xié)同工作的前提。通過多種武器的分工協(xié)作，可將情報(bào)、監(jiān)視和偵察功能與打擊能力有機(jī)結(jié)合，通過武器協(xié)同數(shù)據(jù)鏈形成多彈間的信息網(wǎng)絡(luò)，將單個(gè)武器上的目標(biāo)識(shí)別信息分發(fā)到其他武器上，實(shí)現(xiàn)武器間目標(biāo)指示信息的共享。通過信息融合選擇攻擊目標(biāo)并確定最佳攻擊時(shí)機(jī)實(shí)施攻擊，實(shí)現(xiàn)持續(xù)戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視和更有效地打擊目標(biāo)，擴(kuò)展單個(gè)武器對(duì)目標(biāo)的探測(cè)和跟蹤范圍、擴(kuò)大戰(zhàn)斗空間，提高單個(gè)武器電子對(duì)抗能力、目標(biāo)鎖定能力、突防能力和打擊精度。多武器協(xié)同作戰(zhàn)不僅提高了單武器的作戰(zhàn)效能，更重要的是提高了參戰(zhàn)武器的綜合作戰(zhàn)效能。

2）體系化

傳統(tǒng)的作戰(zhàn)模式，一個(gè)平臺(tái)只能對(duì)本平臺(tái)的武器進(jìn)行投放和控制。然而，單一的作戰(zhàn)平臺(tái)武器載荷種類和數(shù)量有限，同時(shí)戰(zhàn)區(qū)內(nèi)各作戰(zhàn)平臺(tái)所處地理位置又不相同，一個(gè)平臺(tái)由于位置限制，很難完成整個(gè)制導(dǎo)過程，實(shí)施對(duì)目標(biāo)的高質(zhì)量打擊。需要在各平臺(tái)間共享武器資源，根據(jù)威脅目標(biāo)類別和位置來優(yōu)選武器資源，并由處于最佳制導(dǎo)位置的平臺(tái)對(duì)武器進(jìn)行聯(lián)合制導(dǎo)和控制，精確制導(dǎo)武器在空中飛行或巡航階段，根據(jù)不斷變化的目標(biāo)位置對(duì)制導(dǎo)武器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)武器投放和控制，從QNT的應(yīng)用中很清晰地反應(yīng)出了這一點(diǎn)。

3）打擊評(píng)估一體化

協(xié)同攻擊多目標(biāo)時(shí)，要求對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)中的跟蹤目標(biāo)進(jìn)行合理分配，并對(duì)多目標(biāo)攻擊的態(tài)勢(shì)進(jìn)行綜合評(píng)估及輔助決策，保證對(duì)目標(biāo)打擊的正確性，從而對(duì)目標(biāo)的殺傷概率最大且盡可能避免重復(fù)攻擊或遺漏。通過武器協(xié)同數(shù)據(jù)鏈，把目標(biāo)情況和打擊的效果信息（數(shù)據(jù)、圖像或流媒體）傳送到輔助決策和效果評(píng)估系統(tǒng)，對(duì)己方威脅程度及敵方殺傷效果進(jìn)行分析與評(píng)估，依據(jù)敵我兵力和武器、電子設(shè)備性能、己方重點(diǎn)保衛(wèi)目標(biāo)等，以定量形式給出決策和評(píng)估結(jié)果，對(duì)“偵、控、打、評(píng)”的作戰(zhàn)環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)閉環(huán)提供支撐。

4）終端小型化

從作戰(zhàn)樣式不斷發(fā)展變化，武器彈藥、無人機(jī)等小型化平臺(tái)將深度融入整個(gè)作戰(zhàn)，為了滿足小型化平臺(tái)的加裝要求，美軍對(duì)應(yīng)用于武器平臺(tái)的Link16數(shù)據(jù)鏈終端設(shè)計(jì)提出了很高的要求，最小體積為25立方英寸。Qnt終端提出了更苛刻的要求，低速率的體積甚至要求10立方英寸，高速率的體積也不超過20立方英寸。因此，武器數(shù)據(jù)鏈終端必將沿著小型化甚至微型化、輕量化、低功耗的路線發(fā)展。

4 需進(jìn)一步加強(qiáng)的幾個(gè)方面

雖然就制導(dǎo)武器的智能突防問題已有很多研究成果，但以下問題還有待進(jìn)一步深入研究和應(yīng)用：

1）靈活強(qiáng)壯的組網(wǎng)技術(shù)

武器彈藥等小型化平臺(tái)的作戰(zhàn)使命和自身特點(diǎn)，決定了必須發(fā)展網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)適應(yīng)技術(shù)，建立“滿足任務(wù)最優(yōu)化的動(dòng)態(tài)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)”。武器彈藥能夠快速融入/退出網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)不同的任務(wù)建立不同的子網(wǎng)，任務(wù)完成迅速結(jié)束當(dāng)前子網(wǎng)，釋放網(wǎng)絡(luò)容量。同時(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)必須具備強(qiáng)抗電子干擾能力，隨著防御系統(tǒng)的完善，武器彈藥等必將面對(duì)著多重的干擾手段，尤其是電子干擾，嚴(yán)重影響群體通信能力，削弱群體攻擊能力。開展基于網(wǎng)絡(luò)化綜合抗干擾技術(shù)，將各分系統(tǒng)有機(jī)組成綜合抗干擾網(wǎng)絡(luò)，從而提高系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力，提高群體的戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。

2）武器彈藥協(xié)同技術(shù)

現(xiàn)階段主要以單武器彈藥突防模式研究為主，并未進(jìn)一步討論多彈形式。當(dāng)以群組突防為研究背景時(shí)，在多彈間防碰、彈間通訊等前提約束下，應(yīng)對(duì)反攔截機(jī)動(dòng)時(shí)對(duì)隊(duì)形的影響以及機(jī)動(dòng)后是否還具備協(xié)同攻擊的能力等問題展開深入的研究。群體內(nèi)的協(xié)作是提高突防效果的關(guān)鍵，可以建立導(dǎo)彈集群和攔截彈群之間的攻防博弈過程，研究對(duì)群體意圖、個(gè)體意圖、群體行為和個(gè)體行為間的關(guān)系，求解導(dǎo)彈集群中各個(gè)導(dǎo)彈/彈頭的機(jī)動(dòng)時(shí)刻和機(jī)動(dòng)控制指令，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈集群的智能突防決策。

3）低時(shí)延、高速率傳輸技術(shù)

隨著戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的日益復(fù)雜、傳感器分辨率的不斷提升、多平臺(tái)體系化作戰(zhàn)和“偵、控、打、評(píng)”一體化作戰(zhàn)思想的深化發(fā)展，需要融合的戰(zhàn)場(chǎng)信息將日益增加，武器平臺(tái)、武器彈藥之間分發(fā)共享多傳感器的航跡數(shù)據(jù)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、方位測(cè)量數(shù)據(jù)、電子支援?dāng)?shù)據(jù)、攻擊圖片數(shù)據(jù)甚至視頻流等數(shù)據(jù)，支撐協(xié)同探測(cè)、協(xié)同定位、戰(zhàn)毀評(píng)估等作戰(zhàn)功能。這對(duì)數(shù)據(jù)鏈的傳輸速率和傳輸延時(shí)能力提出了很高要求。

4）軟件無線電技術(shù)的應(yīng)用

武器彈藥作為參戰(zhàn)平臺(tái)深入作戰(zhàn)方式，數(shù)據(jù)鏈設(shè)備的功能和型譜種類將會(huì)大量增加。為了降低設(shè)計(jì)復(fù)雜度和裝備應(yīng)用管理難度，需研制一種開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的通用硬件平臺(tái)，可根據(jù)作戰(zhàn)功能和作戰(zhàn)平臺(tái)特性進(jìn)行功能和硬件剪裁。軟件無線電技術(shù)可以將數(shù)據(jù)鏈的工作頻段、調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、通信協(xié)議等，用軟件來完成，通過軟件加載、重構(gòu)多種數(shù)據(jù)鏈標(biāo)準(zhǔn)波形，適應(yīng)不同的數(shù)據(jù)鏈傳輸要求。其硬件也可以根據(jù)平臺(tái)進(jìn)行剪裁，具有非常強(qiáng)的功能延展性和兼容性。

5）裝備高度集成化

武器彈藥、小型無人機(jī)、單兵等的負(fù)載能力嚴(yán)重限制了數(shù)據(jù)鏈設(shè)備重量、體積和功耗，要求數(shù)據(jù)鏈設(shè)備必須具備小型化、輕量化、低功耗，甚至是微型化。隨著數(shù)字電路的高速發(fā)展，可以充分利用高集成度編程器件、嵌入式器件甚至專用芯片降低數(shù)字信號(hào)/信息處理電路的規(guī)模，利用高速ADC、Fbar濾波器、GaN等新型模擬元件、新型工藝等降低模擬信號(hào)處理電路的規(guī)模，利用模數(shù)混合設(shè)計(jì)提高整設(shè)備的集成化，以提升數(shù)據(jù)鏈裝備的適裝能力。

5 結(jié)語

隨著數(shù)據(jù)鏈技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)鏈在武器彈藥上的應(yīng)用勢(shì)必越來越廣泛，是深化建立聯(lián)合作戰(zhàn)的基礎(chǔ)。通過縱橫交錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈信息網(wǎng)絡(luò)，在情報(bào)偵查平臺(tái)、指揮控制平臺(tái)與發(fā)射平臺(tái)保持雙向的緊密聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)“從發(fā)現(xiàn)到打擊再到評(píng)估的殺傷鏈路”的“無縫鏈接”，構(gòu)建融合探測(cè)、決策、指揮和攻擊的一體化作戰(zhàn)體系，充分發(fā)掘武器彈藥的打擊威力和體系對(duì)抗能力。