基于GIG的預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)研究?

吳周喜 彭 海

（95022部隊(duì) 汕頭 515800）

1 引言

信息化戰(zhàn)爭(zhēng)突破了陸、海、空、電四維空間，開辟了一個(gè)全新的戰(zhàn)場(chǎng)—第五維戰(zhàn)場(chǎng)，即電磁戰(zhàn)場(chǎng)。它不僅改變了戰(zhàn)爭(zhēng)形態(tài)和作戰(zhàn)樣式，而且改變了“戰(zhàn)場(chǎng)”這個(gè)詞的概念，使雷達(dá)網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)成為立體防空中的“第五維屏障”。電磁領(lǐng)域的角逐、信息控制權(quán)的較量，牽引雷達(dá)兵從機(jī)械化戰(zhàn)爭(zhēng)的后臺(tái)走向信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的前臺(tái)。預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)情報(bào)系統(tǒng)是國家防空體系的重要組成部分。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，空襲兵器的突防能力和破壞威力空前增強(qiáng)，國家防空的戰(zhàn)略意義日益突顯，近年來發(fā)生的一系列高科技局部戰(zhàn)爭(zhēng)都充分表明，預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)情報(bào)系統(tǒng)在現(xiàn)代防空作戰(zhàn)中具有極其重要的地位和作用。及時(shí)、準(zhǔn)確、連續(xù)、有效的雷達(dá)網(wǎng)情報(bào)信息，是取得防空作戰(zhàn)勝利的極其重要因素之一［1］。

本文首先對(duì)全球信息柵格理論進(jìn)行了闡述，在此基礎(chǔ)上，對(duì)GIG預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的需求進(jìn)行了分析，最后，構(gòu)建了基于GIG的一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)模型。該體系結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建對(duì)于提高指揮所在復(fù)雜電磁環(huán)境下的快速反應(yīng)能力和整體作戰(zhàn)指揮能力具有一定的指導(dǎo)意義。

2 全球信息柵格概述

美國國防部提出了建設(shè)全球信息柵格（Global Information Grid，GIG）的設(shè)想。其目的是將美軍分布在全球的計(jì)算機(jī)網(wǎng)、傳感器網(wǎng)和作戰(zhàn)平臺(tái)網(wǎng)組成一個(gè)大系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)時(shí)域和空域的一致以及各分系統(tǒng)的協(xié)同，保證在未來戰(zhàn)場(chǎng)上將正確的信息、以正確的時(shí)間、正確的格式、傳送到正確的指戰(zhàn)員。

2.1 全球信息柵格的定義

全球信息柵格是指全球互連的、端對(duì)端的能根據(jù)戰(zhàn)斗人員、決策人員和支援人員的要求來收集、處理、存儲(chǔ)、分發(fā)和管理信息的信息能力以及相關(guān)過程和人員的集合［2］。

2.2 全球信息柵格的構(gòu)成

GIG系統(tǒng)由基礎(chǔ)、通信、計(jì)算、全球應(yīng)用和使用人員五層構(gòu)成。其中基礎(chǔ)層包括體系結(jié)構(gòu)、頻譜分配、政策制定、條令規(guī)范、體系標(biāo)準(zhǔn)、工程技術(shù)管理；通信設(shè)施層包括光纖通信、衛(wèi)星通信、國防信息系統(tǒng)網(wǎng)、無線電臺(tái)網(wǎng)、移動(dòng)用戶業(yè)務(wù)和遠(yuǎn)程接入節(jié)點(diǎn)點(diǎn)等；計(jì)算設(shè)施層包括Web服務(wù)、中心文件庫的軟件開發(fā)、電子郵件和百萬級(jí)中心的認(rèn)證服務(wù)等；全球應(yīng)用層包括全球指揮控制系統(tǒng)、全球戰(zhàn)斗支持系統(tǒng)、日常事務(wù)處理應(yīng)用程序和醫(yī)療保障系統(tǒng)等；使用人員層包括陸、海、空軍以及其他戰(zhàn)場(chǎng)人員。

2.3 全球信息柵格的特征

GIG主要包括七種基本功能，即處理、存儲(chǔ)、傳輸、人和GIG交互、網(wǎng)絡(luò)管理、信息分發(fā)管理和信息保障。這些功能被歸納為四大類：計(jì)算、通信、表述和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。由于GIG是一個(gè)全球性互聯(lián)的、端到端、可互操作的大系統(tǒng)，因此，構(gòu)成GIG所有的系統(tǒng)應(yīng)能在系統(tǒng)間實(shí)現(xiàn)“即插即用”功能［3］。

GIG的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：它是一個(gè)安全網(wǎng)格，能向所有相關(guān)用戶提供端到端的無縫隙連接；能滿足國防部和情報(bào)部門的作戰(zhàn)需求，從和平時(shí)期的商業(yè)支持到各種級(jí)別沖突的支持；能與武器系統(tǒng)融合；能夠支持戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)以及總部、營地、哨所直至單兵的信息需求；戰(zhàn)術(shù)上和功能上更接近真實(shí)；信息和帶寬方面滿足作戰(zhàn)要求；能夠防范所有威脅。

3 GIG預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)需求分析

基于GIG構(gòu)建的雷達(dá)網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)是一個(gè)一體化的軍事系統(tǒng)，由情報(bào)收集分系統(tǒng)、情報(bào)融合分發(fā)系統(tǒng)和指揮控制分系統(tǒng)組成，并統(tǒng)一進(jìn)行組織管理，以實(shí)現(xiàn)預(yù)警中情報(bào)信息的綜合報(bào)知、高度共享。

3.1 預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建是打贏信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的必要條件

雷達(dá)網(wǎng)預(yù)警體系的構(gòu)建作為信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中獲取信息的主要途徑，是打贏信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的必要條件。隨著雷達(dá)兵地位和作用日益突出以及信息化武器裝備的快速發(fā)展，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)雷達(dá)網(wǎng)預(yù)警體系的建設(shè)提出了更高的要求。一是現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭(zhēng)要求雷達(dá)網(wǎng)預(yù)警體系必須提高“四抗”能力。特別是加強(qiáng)復(fù)雜電磁環(huán)境影響下對(duì)隱身飛機(jī)、巡航導(dǎo)彈及各種低空、超低空飛行武器的探測(cè)能力，以提高雷達(dá)預(yù)警體系的生存能力，更好地發(fā)揮作戰(zhàn)效能。二是要提高雷達(dá)網(wǎng)預(yù)警體系對(duì)抗能力。目前，雷達(dá)網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)均有自成體系、各自為政的特點(diǎn)，致使現(xiàn)有探測(cè)資源不能充分發(fā)揮其應(yīng)有的威力和效能，造成探測(cè)資源的巨大浪費(fèi)。為了滿足信息化戰(zhàn)爭(zhēng)的情報(bào)需求，迫切要求雷達(dá)網(wǎng)預(yù)警體系實(shí)施整體探測(cè)、整體對(duì)抗、整體保障，以便發(fā)揮現(xiàn)有裝備的整體效能。

3.2 雷達(dá)組網(wǎng)技術(shù)為提高體系“四抗”能力提供有力支撐

雷達(dá)組網(wǎng)是利用網(wǎng)格技術(shù)把分布在各地的各種預(yù)警力量有效連接起來，并通過數(shù)據(jù)融合技術(shù)、指揮控制平臺(tái)等技、戰(zhàn)術(shù)手段的綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)各預(yù)警探測(cè)力量的互連互通，實(shí)現(xiàn)情報(bào)資源的全面共享。通過應(yīng)用雷達(dá)組網(wǎng)技術(shù)，對(duì)局部區(qū)域多部常規(guī)程式雷達(dá)進(jìn)行科學(xué)合理的部署，集成多部雷達(dá)優(yōu)勢(shì)，并接入空基雷達(dá)、無源雷達(dá)、超視距雷達(dá)、氣球載雷達(dá)、特種探測(cè)雷達(dá)和其他技偵單位的情報(bào)，以擴(kuò)大預(yù)警的有效空間覆蓋范圍，有效提高“四抗”能力，使雷達(dá)網(wǎng)覆蓋區(qū)域更加嚴(yán)密，在復(fù)雜電磁戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境影響下，提高了雷達(dá)網(wǎng)探測(cè)體系的整體作戰(zhàn)性能。

3.3 綜合集成思想為提高體系對(duì)抗能力提供最佳途徑

綜合集成思想是指將構(gòu)成大系統(tǒng)的各部件、子系統(tǒng)、分系統(tǒng)，采用系統(tǒng)工程的科學(xué)方法進(jìn)行綜合集成，以組成滿足一定功能的大系統(tǒng)。一體化聯(lián)合雷達(dá)網(wǎng)預(yù)警體系建設(shè)過程必須將綜合集成思想貫穿始終，以有效地提高雷達(dá)網(wǎng)預(yù)警體系的整體對(duì)抗能力。具體地講，一是探測(cè)資源的綜合集成。將各種雷達(dá)探測(cè)裝備、指揮控制、通信、計(jì)算機(jī)等各類設(shè)施連接起來，形成一個(gè)互連互通的整體，實(shí)現(xiàn)空情態(tài)勢(shì)的共享。二是情報(bào)資源的綜合集成。指對(duì)區(qū)域內(nèi)的多源情報(bào)信息，按其用途和性能進(jìn)行分類，并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，以形成統(tǒng)一的空海態(tài)勢(shì)情報(bào)，實(shí)現(xiàn)情報(bào)資源的有效管理，極大地提高雷達(dá)網(wǎng)預(yù)警體系的情報(bào)質(zhì)量。

4 GIG預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)模型

基于GIG的一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)是將各軍兵種分散配置的預(yù)警衛(wèi)星、預(yù)警飛機(jī)、海空軍預(yù)警雷達(dá)、電子對(duì)抗部隊(duì)等先進(jìn)的情報(bào)資源信息獲取設(shè)備進(jìn)行綜合集成，并統(tǒng)一組織管理，以實(shí)現(xiàn)預(yù)警中情報(bào)信息的綜合報(bào)知、高度共享，最終提高預(yù)警中來襲目標(biāo)的預(yù)警能力以及對(duì)一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的情報(bào)信息支援能力。GIG技術(shù)以其特有的特點(diǎn)，在一體化聯(lián)合空情預(yù)警體系的構(gòu)建中有著無可比擬的優(yōu)勢(shì)［4］。

4.1 功能設(shè)想

1）良好的互連、互通、互操作能力

基于GIG技術(shù)的一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，應(yīng)能依靠GIG技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)所有情報(bào)節(jié)點(diǎn)、情報(bào)中心節(jié)點(diǎn)、情報(bào)用戶節(jié)點(diǎn)之間的互連、互通、互操作，大大提高空情信息獲取、處理、分發(fā)和使用的自動(dòng)化，克服原來預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)“煙囪式”布局的局限性。

2）情報(bào)資源與端用戶能夠?qū)崿F(xiàn)隨遇入網(wǎng)、即插即用

依托GIG情報(bào)信息網(wǎng)，利用IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使現(xiàn)有多種雷達(dá)情報(bào)源和其他情報(bào)信息能夠有效接入、就近入網(wǎng)，預(yù)警機(jī)、機(jī)動(dòng)雷達(dá)、機(jī)動(dòng)指揮所等新型裝備能夠隨遇入網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)情報(bào)信息的全方位收集；同時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)具備信息“即插即用”的能力，從而使各種情報(bào)源、情報(bào)使用單位能不受地域、天候和時(shí)間的限制，實(shí)現(xiàn)信息資源的無縫隙鏈接［5］。

3）空情情報(bào)信息的網(wǎng)絡(luò)共享，按需分發(fā)

信息作戰(zhàn)條件下，空情用戶非常復(fù)雜，對(duì)情報(bào)的具體要求也各不相同，新型系統(tǒng)建立后能實(shí)現(xiàn)各種情報(bào)信息的網(wǎng)絡(luò)共享，使新老情報(bào)保障系統(tǒng)以及情報(bào)用戶系統(tǒng)具有申請(qǐng)注冊(cè)、定制需求、接受服務(wù)等能力，解決多用戶快速接入、不同用戶不同保障要求問題，從而能夠把恰當(dāng)?shù)那閳?bào)送給恰當(dāng)?shù)那閳?bào)需求用戶，提高情報(bào)保障的有效性。

4）較強(qiáng)的情報(bào)信息安全保密能力

系統(tǒng)應(yīng)采用深層防護(hù)、多層設(shè)置，在網(wǎng)絡(luò)、鏈路、計(jì)算機(jī)環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施等每一個(gè)環(huán)節(jié)，都具有高度的防護(hù)能力，以保障信息傳輸、處理和使用的安全、可靠和保密［8］。

4.2 結(jié)構(gòu)框圖

基于GIG構(gòu)建的雷達(dá)網(wǎng)空情預(yù)警系統(tǒng)是一個(gè)一體化的軍事系統(tǒng)，由情報(bào)收集分系統(tǒng)、情報(bào)融合分發(fā)系統(tǒng)和指揮控制分系統(tǒng)組成，其流程如圖1所示。

1）情報(bào)收集分系統(tǒng)是一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的初級(jí)環(huán)節(jié)，主要由各種預(yù)警探測(cè)力量組成。包括?？哲姵Ｒ?guī)雷達(dá)、氣球載雷達(dá)、預(yù)警飛機(jī)、特種探測(cè)設(shè)備、目力觀察哨、電子對(duì)抗及技術(shù)偵察部隊(duì)等。情報(bào)收集分系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)情報(bào)的收集、上報(bào)，并將情報(bào)傳入服務(wù)器。依托GIG網(wǎng)，每個(gè)預(yù)警單元能夠按照互聯(lián)互通、信息共享的要求，實(shí)現(xiàn)多路由器的數(shù)據(jù)傳輸，相鄰預(yù)警單元及友鄰部隊(duì)之間有完善的有線、無線傳輸網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警域、全時(shí)域目標(biāo)的綜合獲取能力。

圖1 基于GIG預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)組織體系結(jié)構(gòu)

2）情報(bào)融合分發(fā)系統(tǒng)是一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的中級(jí)環(huán)節(jié)，主要由空情預(yù)警中心、雷達(dá)兵旅（團(tuán)）情報(bào)中心、雷達(dá)兵營情報(bào)中心和預(yù)警機(jī)情報(bào)融合單元組成，是利用配發(fā)的情報(bào)處理系統(tǒng)，對(duì)情報(bào)搜集分系統(tǒng)所獲取的原始空情數(shù)據(jù)在一定規(guī)則下進(jìn)行分析、綜合、處理，實(shí)現(xiàn)情報(bào)的相互補(bǔ)充、相互印證，去掉冗余和錯(cuò)誤數(shù)據(jù)信息，將有用的、正確的數(shù)據(jù)信息分類融合處理，上報(bào)到指揮控制系統(tǒng)，并將情報(bào)傳入情報(bào)分發(fā)服務(wù)器［9］。

3）指揮控制分系統(tǒng)是一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的高級(jí)環(huán)節(jié)，由以計(jì)算機(jī)為核心的信息技術(shù)設(shè)備和指揮人員組成。指揮人員依據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)完整空情態(tài)勢(shì)，參照雷達(dá)網(wǎng)輔助決策系統(tǒng)提供的輔助決策分析，判明敵作戰(zhàn)意圖，根據(jù)上級(jí)指示，對(duì)各預(yù)警探測(cè)力量進(jìn)行組織和協(xié)調(diào)，為情報(bào)用戶分發(fā)相關(guān)情報(bào)。它能夠統(tǒng)一協(xié)調(diào)各預(yù)警力量單元，并對(duì)情報(bào)融合分系統(tǒng)提供的情報(bào)進(jìn)一步綜合處理和實(shí)時(shí)顯示，使決策者和指揮控制人員實(shí)現(xiàn)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)全方位立體化的透視。

4.3 實(shí)現(xiàn)方案

1）采用民用技術(shù)與軍方自主研發(fā)技術(shù)相結(jié)合的手段，加快體系結(jié)構(gòu)建設(shè)

網(wǎng)格技術(shù)作為近幾年迅速發(fā)展起來的一門信息技術(shù)，在民用領(lǐng)域已經(jīng)積累了較豐富的經(jīng)驗(yàn)，基于GIG技術(shù)構(gòu)建一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，應(yīng)充分利用現(xiàn)有成熟的民用技術(shù)和國外先進(jìn)技術(shù)，以加快系統(tǒng)的建設(shè)速度。但這種利用不是不加分析論證地全盤照搬，而要靈活應(yīng)用，要充分考慮到民用產(chǎn)品可能給未來系統(tǒng)帶來較低的戰(zhàn)場(chǎng)適應(yīng)性和巨大危險(xiǎn)，同時(shí)在至關(guān)重要的技術(shù)問題上，要從現(xiàn)有系統(tǒng)的實(shí)際出發(fā)，自我設(shè)計(jì)、自我研發(fā)，以保證軍用GIG技術(shù)的安全可靠及作戰(zhàn)效能。

2）通過統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范集成實(shí)施建設(shè)，消除信息孤島

一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)建設(shè)應(yīng)制定一個(gè)統(tǒng)一科學(xué)的總體框架，根據(jù)全軍信息系統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，按照“自上而下整體設(shè)計(jì)，由下而上逐級(jí)集成”的思路，通過規(guī)范統(tǒng)一各種硬件接口、軟件系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到軟件相同、硬件一致、功能銜接，實(shí)現(xiàn)各軍兵種預(yù)警力量單元相互鏈接、系統(tǒng)互聯(lián)互通、信息資源共享，徹底消除滋生“煙囪式”系統(tǒng)的土壤。

3）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段，確保體系結(jié)構(gòu)安全

GIG技術(shù)可極大提高預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)的整體作戰(zhàn)能力，但這種高度集成的“全軍一網(wǎng)”的方式也帶來了重大的安全隱患：如各組成部分的高度相關(guān)性帶來的安全問題［6～7］；大量的敏感電子設(shè)備帶來的安全問題；信息和信息攻擊技術(shù)的易獲得性帶來的安全問題；高度開放性和互聯(lián)性帶來的安全問題；系統(tǒng)的復(fù)雜性帶來的安全問題等。一旦系統(tǒng)被有組織、大規(guī)模地成功入侵或破壞，輕則將致局部作戰(zhàn)能力下降，重則將使整個(gè)預(yù)警系統(tǒng)的戰(zhàn)斗力急劇下降直至癱瘓。因此，在一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系組織結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中，安全論證是各級(jí)建設(shè)的核心工作，應(yīng)貫穿于框架的各個(gè)層次，以確保一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)組織體系結(jié)構(gòu)的使用安全。

4）貫徹人才同步培養(yǎng)機(jī)制，為體系作戰(zhàn)使用奠定基礎(chǔ)

打贏信息化戰(zhàn)爭(zhēng)，既需要高技術(shù)武器裝備，更需要高素質(zhì)的新型軍事人才。基于GIG的一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系是一個(gè)全新的、信息化程度較高的系統(tǒng)工程，其建設(shè)和使用都需要大量的高素質(zhì)人才。因此，加強(qiáng)一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)組織體系結(jié)構(gòu)建設(shè)的同時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮院校和訓(xùn)練機(jī)構(gòu)的作用，培養(yǎng)和造就一大批適應(yīng)一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)組織體系作戰(zhàn)使用需求的指揮員、參謀人員、技術(shù)專家，保持信息化人才與武器裝備系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展，為一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)組織體系作戰(zhàn)使用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

信息化條件下雷達(dá)網(wǎng)預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)的地位日益凸顯，一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建是贏得制信息權(quán)的有效保障［10］。本文構(gòu)建了基于GIG的一體化預(yù)警雷達(dá)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，其體系結(jié)構(gòu)的構(gòu)建對(duì)于提高雷達(dá)指揮所在復(fù)雜電磁環(huán)境下的快速反應(yīng)能力和整體作戰(zhàn)能力具有一定的指導(dǎo)意義。

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