基于協(xié)同的炮兵網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)短波干擾群研究*

施園園 曹文濤 李 征

(解放軍炮兵學(xué)院1) 合肥 230031)(73011部隊(duì)2) 湖州 313006)

1 引言

信息化條件下,網(wǎng)絡(luò)化的戰(zhàn)場信息系統(tǒng)正在成為作戰(zhàn)體系的中樞。通過網(wǎng)絡(luò),各種作戰(zhàn)資源融為一體,作戰(zhàn)體系整體化、集成化程度大幅提升,作戰(zhàn)要素在信息流作用下協(xié)同構(gòu)成嚴(yán)密體系,結(jié)構(gòu)體系科學(xué)合理的設(shè)置和內(nèi)部要素高效順暢的運(yùn)轉(zhuǎn)決定了作戰(zhàn)整體效能的發(fā)揮。體系內(nèi)各單元通過信息網(wǎng)絡(luò)緊密連接,具有了高度融合的特征,能夠直接實(shí)施橫向間的信息傳輸,實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)單元內(nèi)部要素的互聯(lián)、互通、互操作。

針對當(dāng)前支援炮兵作戰(zhàn)的電子對抗分隊(duì)短波干擾群裝備性能落后,作戰(zhàn)編成與指揮控制模式不適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭,干擾群間缺乏網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳遞能力以及體系協(xié)同能力的現(xiàn)狀。作者大膽提出:以美軍“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”為借鑒,以我軍“網(wǎng)電一體戰(zhàn)”為指導(dǎo),以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化改造為牽引,以“有利于信息快速流動(dòng)和利用”為原則,以系統(tǒng)集成為手段,以信息技術(shù)為支撐,突破現(xiàn)有武器裝備的技術(shù)物理極限,從橫向上對作戰(zhàn)平臺進(jìn)行一體化改造,建成基于協(xié)同的炮兵網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)短波干擾群。

2 基于協(xié)同的炮兵網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)短波干擾群的構(gòu)想

基于協(xié)同是一體化作戰(zhàn)理論在電子對抗領(lǐng)域的具體化,網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)則是信息技術(shù)與武器裝備有機(jī)結(jié)合、借以突破武器物理極限,提升戰(zhàn)斗力的技術(shù)基礎(chǔ)[1]。

2.1 理論基本構(gòu)想

基于協(xié)同的炮兵網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)短波干擾群把數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為改造的主導(dǎo)性手段,用以確保信息的實(shí)時(shí)獲取、分析、判斷、處理、綜合,使信息流在作戰(zhàn)體系內(nèi)的順暢流動(dòng)。通過將數(shù)字化通信系統(tǒng),傳感器、指揮控制平臺和作戰(zhàn)單元聯(lián)成網(wǎng),孤立的能量單元和分散的信息點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)下形成一個(gè)融合、互動(dòng)、具有橫向隨控能力的整體,作戰(zhàn)單元從體系中汲取能量,并在網(wǎng)絡(luò)協(xié)同下使能量作用點(diǎn)更精確,時(shí)效更強(qiáng),過程更具可控性[4]。作戰(zhàn)人員通過網(wǎng)絡(luò)能夠迅速、準(zhǔn)確、全面地了解戰(zhàn)場態(tài)勢,根據(jù)情況調(diào)整各平臺間的指揮控制關(guān)系,使所有用戶都可以在整個(gè)體系中交換情報(bào)、協(xié)同分析、綜合決策,成為“同級有權(quán)用戶”。

在干擾群中,所有平臺既是提供信息的戰(zhàn)場感知單元,又是取用信息的電子對抗單元,在基于協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)中,傳統(tǒng)意義上的中心平臺消失,指揮體系的金字塔型結(jié)構(gòu)弱化,“無層次”協(xié)同式指揮的區(qū)域性、平行式行動(dòng)達(dá)成信息傳達(dá)的多鏈性和同步性。指揮員可從任意網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以合法IP無線接入作戰(zhàn)體系,實(shí)現(xiàn)與各作戰(zhàn)平臺的扁平化交互,擺脫從上至下的指揮-偵控-干擾垂直控制模式,加速作戰(zhàn)指揮速率,縮短決策周期,有效地提高協(xié)調(diào)的時(shí)效性和精確性,保證指揮的穩(wěn)定和安全[3]。在基于協(xié)同的炮兵網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)短波干擾群體系中,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聯(lián)通性使體系具備冗余路由,當(dāng)某一指揮控制鏈路遭到破壞,正在進(jìn)行通信的節(jié)點(diǎn)平臺能夠在網(wǎng)絡(luò)幫助下迅速找到合適的冗余路由,保持和恢復(fù)指揮的順暢。在網(wǎng)絡(luò)化條件下,體系沒有特別關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn),所有節(jié)點(diǎn)可協(xié)同互換實(shí)現(xiàn)相同功能,系統(tǒng)不會(huì)因某一節(jié)點(diǎn)的損壞而導(dǎo)致癱瘓[6]。網(wǎng)絡(luò)協(xié)同其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 依托網(wǎng)絡(luò)協(xié)同作戰(zhàn)示意圖

2.2 技術(shù)實(shí)現(xiàn)構(gòu)想

基于協(xié)同的網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)短波干擾群的關(guān)鍵在于構(gòu)建體系內(nèi)的無線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。干擾群通過聚合原有硬件要素構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),更新計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件,引入網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系和數(shù)據(jù)鏈路技術(shù)實(shí)現(xiàn)無線互聯(lián),借助遠(yuǎn)程控制軟件,使干擾群內(nèi)各作戰(zhàn)平臺硬件要素可進(jìn)行互控操作,繼而實(shí)現(xiàn)對截獲情報(bào)的自動(dòng)抄收、自動(dòng)轉(zhuǎn)譯、自動(dòng)判讀、自主解析、實(shí)時(shí)共享。

網(wǎng)絡(luò)的必要硬件構(gòu)成:1)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備,一種快速、寬帶電臺。2)網(wǎng)絡(luò)控制器,包括中央計(jì)算機(jī)、通用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、語言和算法。3)平臺接口模塊,對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳送/接受格式轉(zhuǎn)換的嵌入式模塊[4]。

3 建設(shè)基于協(xié)同的炮兵網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)短波干擾群的可行性分析

目前短波干擾平臺都配有中央控制計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)終端機(jī)和超短波跳頻電臺,具備了構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)的硬件基礎(chǔ)。在當(dāng)前干擾群系統(tǒng)中,干擾平臺可單向接收偵控平臺發(fā)出的遙控指令。在現(xiàn)有遙控指令基礎(chǔ)上,只需為干擾平臺計(jì)算機(jī)編寫串行通信程序、規(guī)范指令和數(shù)據(jù)傳遞格式,設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議,安裝雙向客戶/服務(wù)器通信軟件,確定無線IP,設(shè)置路由,就可在不添加任何新硬件要素的前提下實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)終端和超短波跳頻電臺的系統(tǒng)集成,建成干擾群內(nèi)的無線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)[2]。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)平臺硬件集成無線通信流程圖

干擾群RCT-XXX系列平臺的現(xiàn)有計(jì)算機(jī)硬件結(jié)合先進(jìn)算法,運(yùn)算速度可達(dá)100萬次/秒以上,串口通信速率可達(dá)9.6Kbps,數(shù)據(jù)終端數(shù)/模轉(zhuǎn)換率≥5K/s,超短波跳頻電臺的模擬/語音信號轉(zhuǎn)換速率不低于模/數(shù)轉(zhuǎn)換速率。充分考慮延時(shí)、信道阻塞、信號衰減等因素后,網(wǎng)絡(luò)傳送流量≥4.6Kb/s,信號覆蓋范圍可達(dá)10km2左右。在最大時(shí)延下,任意平臺間信息傳送時(shí)間≤2s,完全能夠滿足群通信流量和實(shí)時(shí)控制要求。采用循環(huán)冗余檢驗(yàn)、連續(xù)ARQ等協(xié)議后,指令數(shù)據(jù)丟失、錯(cuò)誤的概率低于萬分之一,可保證指揮控制的準(zhǔn)確性和有效性。結(jié)合先進(jìn)算法,計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)對所有截獲信號的綜合解析,融合生成電磁全景圖像,通過數(shù)據(jù)庫對比,可實(shí)現(xiàn)自主判斷目標(biāo)性質(zhì),確定打擊重點(diǎn)和干擾順序。干擾群指揮人員只需配備移動(dòng)式計(jì)算機(jī)、Modem以及超短波跳頻電臺,就能在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的任意地點(diǎn)接入干擾群對整體或任意作戰(zhàn)平臺實(shí)施指揮控制。見圖3。

在分離式作戰(zhàn)方式下,短波干擾平臺的技術(shù)性能決定了對跳頻通信無法實(shí)施干擾。而在網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)下,干擾群通過整體力量發(fā)揮,依托網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)協(xié)同和分布式的計(jì)算解析,能夠采取多頻點(diǎn)、定頻干擾的方式來對抗跳頻通信[5]。其協(xié)同作戰(zhàn)流程見圖4所示。

4 結(jié)語

“以信息技術(shù)為基礎(chǔ)支撐”已成為當(dāng)代軍事力量發(fā)展的重要趨勢,全面推進(jìn)信息化建設(shè)就是要充分利用信息技術(shù),研制和改造武器裝備系統(tǒng),利用共同的軟件標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程從橫向上對各種武器平臺進(jìn)行一體化改造,使之具有更好的通用性、交互性和聯(lián)動(dòng)性。通過智力、結(jié)構(gòu)力與武器的融合,突破現(xiàn)有裝備的物理極限,實(shí)現(xiàn)對武器裝備的有效控制,為新的作戰(zhàn)防止和作戰(zhàn)編成提供重要的技術(shù)支持。基于炮兵網(wǎng)絡(luò)中心的短波干擾群體系,物理結(jié)構(gòu)上高度松散,組織結(jié)構(gòu)上高度開放,作戰(zhàn)體系不因某個(gè)點(diǎn)位遭受破壞而造成系統(tǒng)癱瘓,有較大靈活性和自由度,可根據(jù)不斷變化的情況隨機(jī)進(jìn)行調(diào)整,具有了自適應(yīng)能力,真正適應(yīng)了未來高技術(shù)條件下局部戰(zhàn)爭的要求。

本文針對當(dāng)前配屬給炮兵的電子對抗分隊(duì)短波干擾群面臨問題,提出了建設(shè)基于協(xié)同的炮兵網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)短波干擾群的設(shè)想,對其可行性進(jìn)行了分析,為解決我軍現(xiàn)有裝備落后與軍事斗爭準(zhǔn)備緊迫的矛盾,為炮兵部隊(duì)信息化與系統(tǒng)集成建設(shè)提供了一定的思路和有益的探索。

[1]盧昱.協(xié)同式網(wǎng)絡(luò)對抗[M].北京:國防工業(yè)出版社,2003,3

[2]胡中豫.現(xiàn)代短波通信[M].北京:國防工業(yè)出版社,2003,10

[3]胡國橋等.作戰(zhàn)指揮前沿理論研究[M].北京:國防大學(xué)出版社,2001,6

[4]謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003,6

[5]Edward Waltz.Information Warfare Principles and Operations[M].http://www.phei.com.cn

[6]趙越超,宋愛民,曹鵬,等.短波廣域網(wǎng)路由協(xié)議研究[J].艦船電子工程,2009,29(8):93～97