美國(guó)海軍水下信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)

李紅軍

近年來(lái)，盡管水下信息感知和傳輸技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，但由于海洋環(huán)境極為復(fù)雜，水下戰(zhàn)場(chǎng)相對(duì)于水面和空中，透明度仍然不高。以水下為主要戰(zhàn)場(chǎng)的潛艇，具有隱蔽性好、機(jī)動(dòng)范圍廣、打擊威力大等顯著特點(diǎn)，仍然是世界各國(guó)包括美海軍重點(diǎn)的防御對(duì)象。為此，以美海軍為首的主要國(guó)家海軍積極推進(jìn)水下信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)水下各種預(yù)警探測(cè)節(jié)點(diǎn)之間以及節(jié)點(diǎn)與其他維度平臺(tái)之間的網(wǎng)絡(luò)化信息聯(lián)接，大力提高反潛作戰(zhàn)能力。

美國(guó)海軍水下信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀與特點(diǎn)

發(fā)展現(xiàn)狀

美海軍發(fā)展水下信息網(wǎng)絡(luò)可以追溯到美國(guó)20世紀(jì)50年代建設(shè)的固定式水下監(jiān)視系統(tǒng)（SOSUS）。20世紀(jì)80年代后期，美國(guó)開始研制和部署采用光纖傳輸和局域網(wǎng)技術(shù)的分布式固定監(jiān)視系統(tǒng)，主要包括固定式分布系統(tǒng)（FDS）和先進(jìn)可部署系統(tǒng)（ADS），同時(shí)，為彌補(bǔ)固定式陣列的不足，美海軍先后發(fā)展了艦載拖曳陣監(jiān)視系統(tǒng)（SURTASS）和多功能拖曳陣列（MFTA），裝備在水面艦船上，彌補(bǔ)固定式探測(cè)陣列無(wú)法移動(dòng)的缺陷。上述固定式和拖曳式裝備共同構(gòu)成了綜合水下監(jiān)視系統(tǒng)（IUSS）。

20世紀(jì)90年代開始，由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，美海軍又將水下信息感知的重點(diǎn)聚焦到網(wǎng)絡(luò)化反潛預(yù)警方面，“廣域海網(wǎng)”（Seaweb）、“近海水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)”（PLUSNet）、可部署自動(dòng)分布式系統(tǒng)（DADS）就是其中的代表。

“廣域海網(wǎng)”是美海軍基于“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”思想建設(shè)的“部隊(duì)網(wǎng)”的水下部分。目的是通過(guò)可靠的傳輸鏈路，將傳感器網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)與作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合成，使每一個(gè)傳感器、每一艘艦艇、每一架飛機(jī)都能成為體系中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)；通過(guò)可靠的通信鏈路，各個(gè)固定或移動(dòng)節(jié)點(diǎn)均可自由地接入網(wǎng)絡(luò)，快速準(zhǔn)確地發(fā)送、接收信息，實(shí)現(xiàn)各平臺(tái)、節(jié)點(diǎn)之間的通信，并能在出現(xiàn)故障的情況下自我修復(fù)，從而構(gòu)成跨系統(tǒng)、跨任務(wù)、跨平臺(tái)、跨國(guó)的綜合性分布自主式水下作戰(zhàn)信息網(wǎng)絡(luò)體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)水下作戰(zhàn)信息的廣泛獲取、自由聯(lián)通、高度集成融合、交互共享和應(yīng)用，為淺海復(fù)雜環(huán)境下對(duì)安靜型潛艇實(shí)施作戰(zhàn)提供有力的信息支持，以?shī)Z取近海水下作戰(zhàn)空間優(yōu)勢(shì)。

近海水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)是一種半自主控制的海底固定+水中機(jī)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)施，由攜帶半自主傳感器的多個(gè)潛航器組成。這些潛航器能夠互相通信，并在沒有人為指令的情況下做出基本決策，從而履行多種功能，包括對(duì)溫度、水流、鹽度、化學(xué)成分及其他海洋元素進(jìn)行取樣，密切監(jiān)視并預(yù)測(cè)海洋環(huán)境。其目的是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同工作，對(duì)安靜型常規(guī)潛艇進(jìn)行探測(cè)、分類、定位和跟蹤，可在大約10000平方千米的區(qū)域內(nèi)為反潛戰(zhàn)提供監(jiān)視能力。

可部署自動(dòng)分布式系統(tǒng)是美海軍研究局聯(lián)合空間和海戰(zhàn)系統(tǒng)司令部正在研發(fā)的未來(lái)海軍近海防雷反潛作戰(zhàn)研究項(xiàng)目。該系統(tǒng)是由布設(shè)在海底、可長(zhǎng)期自主工作的水聲傳感器組成的水下監(jiān)視系統(tǒng)，可以對(duì)重要的海域進(jìn)行較長(zhǎng)期的水聲目標(biāo)監(jiān)視和水聲信息采集。美海軍在2001年6月進(jìn)行了DADS應(yīng)用的艦隊(duì)作戰(zhàn)試驗(yàn)，它由14個(gè)固定節(jié)點(diǎn)組成，包括2個(gè)DADS傳感器節(jié)點(diǎn)、2個(gè)浮標(biāo)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和10個(gè)遙控聲納中繼節(jié)點(diǎn)，裝備Sublink設(shè)備的潛艇作為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)參加試驗(yàn)，“廣域海網(wǎng)”服務(wù)器分別部署在潛艇和岸基反潛作戰(zhàn)指控中心。2007年已經(jīng)成功進(jìn)行了40個(gè)節(jié)點(diǎn)的樣機(jī)演示，當(dāng)時(shí)計(jì)劃于2010年形成作戰(zhàn)能力。據(jù)美海軍預(yù)算顯示，DADS系統(tǒng)2010年已完成樣機(jī)演示，但仍有研究撥款。目前尚未發(fā)現(xiàn)有采購(gòu)撥款。

發(fā)展特點(diǎn)

通過(guò)對(duì)美海軍水下信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀的分析，可以分析出美海軍水下信息網(wǎng)絡(luò)如下發(fā)展特點(diǎn)。

固定部署與移動(dòng)部署相結(jié)合

水下信息網(wǎng)絡(luò)源于美國(guó)20世紀(jì)50年代發(fā)展的SOSUS水聽器陣列。SOSUS是一種固定式水下監(jiān)視系統(tǒng)，由設(shè)置在港灣、海峽和主要海上通道附近的探測(cè)設(shè)備和岸基信號(hào)處理系統(tǒng)組成。與艦艇及機(jī)載探潛系統(tǒng)相比，固定式水下監(jiān)視系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，包括不受運(yùn)載工具容積和載重量的限制，可使用大尺寸的基陣，可增大作用距離；探測(cè)系統(tǒng)可根據(jù)不同海區(qū)的水聲傳播條件設(shè)置于有利的水層，并可避免各種運(yùn)載工具的噪聲干擾；隱蔽性好，不易被敵方破壞。

但是，這種傳統(tǒng)的水下信息獲取主要依靠單個(gè)傳感器，該方式的探測(cè)效率較低，很難滿足對(duì)大范圍、長(zhǎng)時(shí)間水下信息獲取的需求。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將多個(gè)不同位置布放的傳感器進(jìn)行互聯(lián)，各節(jié)點(diǎn)間通過(guò)可靠的通信手段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換、分發(fā)和匯聚，采用集中或分布式數(shù)據(jù)處理實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)目標(biāo)的探測(cè)、定位、跟蹤和分類識(shí)別等功能，可以形成分布式網(wǎng)絡(luò)化水下預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)。因此，20世紀(jì)80年代后期，國(guó)外開始研制和部署采用光纖傳輸和局域網(wǎng)技術(shù)的分布式固定監(jiān)視系統(tǒng)，典型代表是美國(guó)的FDS（固定式分布系統(tǒng)）、FDS-C（民用現(xiàn)成技術(shù)固定式分布系統(tǒng)）等。分布式水下監(jiān)視系統(tǒng)具有機(jī)動(dòng)靈活、效費(fèi)比高等優(yōu)點(diǎn)，擴(kuò)大了水下預(yù)警的探測(cè)范圍和持續(xù)時(shí)間，可有效增強(qiáng)水下戰(zhàn)場(chǎng)的信息感知能力。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)外開始重點(diǎn)研究可部署的水下監(jiān)視系統(tǒng)。美國(guó)近年來(lái)發(fā)展的先進(jìn)可部署系統(tǒng)、可部署自動(dòng)分布式系統(tǒng)、近海水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)等都是可部署的水下監(jiān)視系統(tǒng)。這些系統(tǒng)能夠通過(guò)水下、水面和空中平臺(tái)進(jìn)行部署，水下綜合采用固定式和移動(dòng)式傳感器節(jié)點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)動(dòng)部署和協(xié)同工作。這在一定程度上克服了固定式水下監(jiān)視系統(tǒng)的缺陷，具有了更大的靈活性。但是，由于固定式水下監(jiān)視系統(tǒng)以其可長(zhǎng)期持續(xù)監(jiān)視的能力，仍在水下預(yù)警監(jiān)視中發(fā)揮著重要作用，也是目前各國(guó)海軍發(fā)展的重點(diǎn)之一。

淺海探測(cè)與深海探測(cè)相結(jié)合

隨著美海軍戰(zhàn)略重點(diǎn)逐漸由深海向淺海轉(zhuǎn)移，美海軍高度重視淺海水域的水下監(jiān)視，先后研發(fā)了先進(jìn)可部署系統(tǒng)、近海水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)、固定分布式系統(tǒng)等一系列適用于淺海區(qū)域的水下信息網(wǎng)絡(luò)。先進(jìn)可部署系統(tǒng)可對(duì)淺水近岸環(huán)境中的安靜型潛艇進(jìn)行探測(cè)，近海水下持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)更是專門用于在西太平洋地區(qū)的近海環(huán)境中對(duì)安靜型常規(guī)潛艇進(jìn)行探測(cè)、分類、定位和跟蹤。固定分布式系統(tǒng)雖然不是專門針對(duì)淺海探測(cè)研制，但也可以部署在淺水區(qū)，用于發(fā)現(xiàn)潛艇（靜音柴電潛艇、潛航器）。由此可見，淺海水下信息網(wǎng)絡(luò)是美海軍水下信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重點(diǎn)。endprint