李新生,宋 博,唐 紅,謝信通
(空軍工程大學(xué)工程學(xué)院,陜西西安 710038)
復(fù)雜電磁環(huán)境下聯(lián)合作戰(zhàn)戰(zhàn)場電磁頻譜管理研究
李新生,宋 博,唐 紅,謝信通
(空軍工程大學(xué)工程學(xué)院,陜西西安 710038)
信息化聯(lián)合作戰(zhàn)戰(zhàn)場上,制電磁權(quán)是制信息權(quán)的核心。針對當前聯(lián)合作戰(zhàn)戰(zhàn)場電磁頻譜管理的熱點問題,分析了外軍對電磁頻譜管控的主要現(xiàn)狀,詳細論述了美軍的電磁頻譜管理體系、聯(lián)合作戰(zhàn)戰(zhàn)場電磁頻譜管理計劃流程以及消除電子戰(zhàn)頻率沖突程序,并總結(jié)了美軍電磁頻譜管理的4個特點,為我軍聯(lián)合作戰(zhàn)戰(zhàn)場頻譜管理研究提供了參考。最后為我軍聯(lián)合作戰(zhàn)戰(zhàn)場電磁頻譜管理提出了建議。
頻譜管理;聯(lián)合作戰(zhàn);電子戰(zhàn);消除頻率沖突;聯(lián)合保護頻率表
復(fù)雜電磁環(huán)境是指在一定的空域、時域、頻域上,電磁信號綜合交叉、連續(xù)交錯、密集重疊,功率分布參差不齊,對相應(yīng)的電磁活動產(chǎn)生重大影響的電磁環(huán)境[1]。信息化聯(lián)合作戰(zhàn)的戰(zhàn)場上可供使用的電磁頻譜資源十分有限,分布著各軍兵種、各部隊的大量用頻設(shè)備,用頻供需矛盾十分突出,用頻協(xié)調(diào)難度大,自擾、互擾問題嚴重。長期以來,由于忽視了戰(zhàn)場電磁頻譜管理,導(dǎo)致了頻譜需求量大、資源嚴重短缺、電磁環(huán)境污染嚴重。
為了解決這些矛盾,必須根據(jù)戰(zhàn)場電磁態(tài)勢,對電磁頻譜進行嚴格管控,才能保證作戰(zhàn)順利進行。在復(fù)雜電磁環(huán)境下,要避免武器裝備的自擾和互擾,在武器裝備規(guī)劃、立項、研制、定型、列裝、使用各個階段中,都必須嚴格執(zhí)行頻譜管理的條令和規(guī)章制度。從電磁兼容的角度來看,頻譜管理又是實施武器裝備電磁兼容的一種重要手段,電磁頻譜管理的成功與否,直接關(guān)系到武器裝備是否電磁兼容,是否充分發(fā)揮其效能[2]。
電磁頻譜在現(xiàn)代戰(zhàn)場上的地位日益凸顯,世界軍事強國非常重視戰(zhàn)場電磁頻譜管理問題,調(diào)整軍隊體制編制、建立戰(zhàn)場電磁頻譜管理機構(gòu)、加強管理技術(shù)的研發(fā)、全面提升“頻譜戰(zhàn)力”,以美軍的調(diào)整最具代表性,已經(jīng)形成了成熟的管理機制:統(tǒng)帥部到野戰(zhàn)師設(shè)立專門的電磁頻譜管理機構(gòu);國防部、聯(lián)合參謀部到諸兵種,建立了一套完整的戰(zhàn)場電磁頻譜管理體系。此外,北約、俄羅斯、日本、印度等國軍隊也緊跟隨其后,把戰(zhàn)場電磁頻譜管理力量建設(shè)作為軍隊信息化部隊建設(shè)的“優(yōu)先任務(wù)”,把提高電磁頻譜的管理能力作為提升信息作戰(zhàn)能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié),不斷增強電磁頻譜管理隊伍的素質(zhì),研制更新電磁頻譜管理的裝備,力爭搶占未來信息化建設(shè)的的制高點。
美軍電磁頻譜管理起步較早,早在1934年就通過了國會立法,決定戰(zhàn)場電磁頻譜管理如何使用。隨后,不斷總結(jié)歷次戰(zhàn)爭中電磁頻譜管理的經(jīng)驗,吸取教訓(xùn),形成了一整套較完善的電磁頻譜管理體制。2004年8月,美國防部發(fā)布了《電磁頻譜管理和使用政策》。該政策將電磁頻譜管理定義為在操作設(shè)計和管理過程中對電磁頻譜運用的計劃、協(xié)調(diào)和管理活動,其目的是使依賴電磁頻譜工作的系統(tǒng)在預(yù)定的環(huán)境工作時不會造成或遭受不確定的影響;頻譜管理是提升信息化聯(lián)合作戰(zhàn)的重要因素。
美軍認為,電磁頻譜的管理應(yīng)當是在熟悉作戰(zhàn)部隊需求并對這些需求做出快速響應(yīng)的基礎(chǔ)上進行的,并且應(yīng)當與主要的政策制定機構(gòu)保持緊密聯(lián)系,電磁頻譜管理的問題應(yīng)當受到充分的重視。美軍的電磁頻譜管理是以軍事行動需求為指導(dǎo),著眼于為國防部的工作提供最大的總體利益,為實現(xiàn)對有限電磁頻譜的有效利用而采取的一系列措施。美國的電磁頻譜管理現(xiàn)在已經(jīng)形成了完善的管理體系,美軍各部和政府其他部門之間通過跨部門無線電咨詢委員會來協(xié)調(diào)電磁頻譜管理問題。軍隊內(nèi)部的電磁頻譜管理由國防部統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo),建立了從參謀長聯(lián)席會議、軍事通信電子委員會、聯(lián)合頻率管理組、總司令到諸軍兵種的完善電磁頻譜管理體系[2]。
美軍實施聯(lián)合作戰(zhàn)時通常在聯(lián)合作戰(zhàn)司令部一級設(shè)立“聯(lián)合頻率管理辦公室”,從總體上負責各級部隊的頻譜管理指導(dǎo)工作;而在下級各部隊設(shè)立獨立的“聯(lián)合作戰(zhàn)頻譜管理部門”,負責根據(jù)部隊自身的具體情況配合上級部門進行頻譜管理[3-6]。圖1是制定頻率管理計劃的流程圖。
圖1 聯(lián)合作戰(zhàn)戰(zhàn)場電磁頻譜管理計劃流程
聯(lián)合作戰(zhàn)頻譜管理主要包括4個步驟:態(tài)勢評估;擬制頻譜管理方案;確定頻譜要求;制定頻譜使用計劃。
態(tài)勢評估是擬制頻譜方案的前提,評估的準確與否直接影響到頻譜管理計劃指定的合理程度。頻譜管理方案的擬制必須結(jié)合提供的作戰(zhàn)區(qū)域相關(guān)的電磁環(huán)境情況以一種連續(xù)支持的方式進行。聯(lián)合頻率管理辦公室應(yīng)最大限度的滿足跟聯(lián)合部隊的頻譜需求,保持密切聯(lián)系,盡可能排除矛盾。頻譜使用計劃包括聯(lián)合作戰(zhàn)各部隊的頻段分配、使用時間、保護頻率、限制頻率等內(nèi)容。
己方、敵方和第3方使用或影響電磁頻譜的作戰(zhàn)行動(通信、非通信、干擾)可能會干擾聯(lián)合部隊通信和其他電子系統(tǒng)。美軍已經(jīng)制定了消除電子戰(zhàn)頻率沖突程序。頻譜管理包括為量化、計劃、協(xié)調(diào)和控制電磁頻譜而設(shè)計的所有技術(shù)和非技術(shù)處理過程,目的是滿足頻譜使用要求,同時減少不可接受的干擾[5]。
消除電子戰(zhàn)頻率沖突可以認為是頻譜管理的組成部分,并定義為在作戰(zhàn)、通信和情報活動中協(xié)調(diào)地使用電磁頻譜而設(shè)置的系統(tǒng)管理程序。圖2繪出了作戰(zhàn)中消除頻率沖突的執(zhí)行程序。
消除電子戰(zhàn)頻率沖突的過程包括以下7個步驟。
1)確定作戰(zhàn)方案和關(guān)鍵任務(wù)。作戰(zhàn)部門確定的作戰(zhàn)方案由各個相互獨立的作戰(zhàn)階段組成,而每個階段的主要任務(wù)都要求不間斷的通信或非通信活動。
2)進行情報判斷。情報部門根據(jù)作戰(zhàn)部門的作戰(zhàn)方案,確定情報支援需求;并判定需要保護的己方有關(guān)電子系統(tǒng)的各個節(jié)點以及每個作戰(zhàn)階段的敵方電子系統(tǒng)目標。
圖2 消除電子戰(zhàn)頻率沖突的執(zhí)行程序
3)管理電磁頻譜。聯(lián)合特遣部隊——全球網(wǎng)絡(luò)作戰(zhàn)全面負責解決電磁頻譜并對衛(wèi)星通信系統(tǒng)的干擾、解決衛(wèi)星異常問題和用于全球信息網(wǎng)格運行和防護的全球衛(wèi)星通信系統(tǒng)的干擾。指揮控制通信和計算機(C4)系統(tǒng)部門負責對電磁頻譜實施行政和技術(shù)管理,包括與情報部門共同管理必須的數(shù)據(jù)庫,該數(shù)據(jù)庫包含所有己方、可利用的敵方和有選擇的中立方或民用電磁頻譜發(fā)射或接收機數(shù)據(jù)。C4系統(tǒng)部門借助數(shù)據(jù)庫進行頻率分配,估計和分析可能發(fā)生的頻率沖突,提出備用方案建議并參與解決頻譜使用沖突,解決內(nèi)部的矛盾。進行頻率分配的依據(jù)是:作戰(zhàn)部門的作戰(zhàn)方案、可用的頻率、部隊配置位置、無線電波的傳播特性、裝備的技術(shù)參數(shù)及部隊任務(wù)的重要性。
4)確定和優(yōu)選備用節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)。聯(lián)合部隊的參謀機構(gòu)和下屬部隊指揮官應(yīng)確定任務(wù),并查明敵我雙方的作戰(zhàn)行動具有關(guān)鍵作用的特殊節(jié)點及設(shè)備。
5)生成聯(lián)合保護頻率表。聯(lián)合保護頻率表的格式見表1,是關(guān)于各種禁用、保護和監(jiān)視的網(wǎng)絡(luò)與頻率的一種時間性、地區(qū)性表冊。聯(lián)合保護頻率表應(yīng)將己方部隊實現(xiàn)既定目標所需的頻率數(shù)限制到最小。其中,監(jiān)視、保護和禁止頻率的定義是:
監(jiān)視頻率,是指當前正在利用其收集戰(zhàn)斗信息和情報的敵方頻率。
保護頻率,是己方某一特定行動確認使用的,并防止當己方部隊對敵軍實施有源電子戰(zhàn)行動時造成意外干擾而加以保護的頻率。
禁止頻率,是絕對不允許己方部隊進行干擾或擾亂的己方重要頻率。
6)頒發(fā)聯(lián)合保護頻率表。由C4系統(tǒng)部門進行管理和頒發(fā)。
7)更新聯(lián)合保護頻率表。由聯(lián)合部隊的所有參謀部門和下屬部隊司令部審定。
總結(jié)美軍戰(zhàn)場電磁頻譜管理有四大特點。
一是頻譜的劃分與使用,必須與作戰(zhàn)計劃和部隊的需求相適應(yīng)。美軍由師、軍以及軍以上通信部門指派受過專門訓(xùn)練的人員來擔任戰(zhàn)場頻譜管理員,負責與上級、下級、友鄰部隊以及其他參謀部門之間的協(xié)調(diào)。
二是將戰(zhàn)場頻譜管理納入各級司令部的職權(quán)范圍。美軍規(guī)定,海外戰(zhàn)區(qū)的頻譜管理直接由當?shù)刈罡咚玖畈靠刂?。?zhàn)區(qū)指揮官通過聯(lián)合參謀部控制戰(zhàn)區(qū)范圍內(nèi)整個電磁頻譜,并通過通信電子部門主官具體管理,負責為戰(zhàn)區(qū)或作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)的部隊劃分和分配所有的頻率。
三是作戰(zhàn)部隊頻譜需求是自下而上,管理控制是由上而下的過程。美軍頻譜管理部門要求用戶在作戰(zhàn)計劃和開發(fā)設(shè)備階段,就要盡早明確頻譜需求,上級要根據(jù)下級的請求分配必要的頻譜,并對下級的頻譜使用實施統(tǒng)一管控。
表1 聯(lián)合保護頻率表標準化格式
四是采用自動化戰(zhàn)場頻譜管理系統(tǒng)提高電磁頻譜管理能力。如SPECTRUM XXI,是國防部使用的一種標準的自動化頻譜管理工具,用來支援作戰(zhàn)計劃的制定及無線電頻譜的近實時管理,重點是分配兼容頻率和完成頻譜工程的任務(wù)。它有能力使用平時到戰(zhàn)時各種行動在作戰(zhàn)地域、頻率分配、地形數(shù)據(jù)、裝備特性和戰(zhàn)術(shù)制約等方面的任何變化。
電磁頻譜管理是確保電磁空間安全的重要支撐,是軍隊信息化的重要基礎(chǔ),是信息化戰(zhàn)爭制勝的重要因素。學(xué)習(xí)美軍相對成熟的管理機制,在進行電磁頻譜管理時,我軍應(yīng)把握以下幾個原則:一是支持平衡國家安全和經(jīng)濟安全的電磁兼容國家政策,將國家安全置于首要位置;二是盡可能經(jīng)濟和有效地利用電磁頻譜,并合理考慮其他電磁頻譜用戶的權(quán)益;三是確保戰(zhàn)斗單位可以利用足夠的電磁頻譜保障軍事實力;四是積極支持國家在國際電磁頻譜實體與國際電磁頻譜分配使用會議中的政策,并確保國家利益;五是研究有效利用頻譜的新技術(shù),以滿足額外頻譜需求的不斷增長。
各軍事強國為奪取戰(zhàn)場全譜優(yōu)勢馬不停蹄,積極采取應(yīng)對之策并不斷對現(xiàn)行頻譜管理概念、體制進行調(diào)整更新。我們也應(yīng)該從下面3方面做出努力。第一,更新頻譜觀念。美俄新的頻譜觀念,強調(diào)從以前靜態(tài)的、單一頻譜觀念向動態(tài)的、多面特征的頻譜觀念轉(zhuǎn)變。俄軍為提高電子戰(zhàn)能力,把轉(zhuǎn)變頻譜管理觀念、加強頻譜管理研究作為無線電管理建設(shè)的“優(yōu)先任務(wù)”。第二,調(diào)整管理機構(gòu)。美國國防部頻譜管理機構(gòu)分為政策、戰(zhàn)略和頻率管理3個部分。美軍認為,頻譜研究必須是戰(zhàn)場通信、情報和測向體系機構(gòu)的一個完整部分。他們正考慮在作戰(zhàn)信息體系機構(gòu)中融入頻譜需求評估的管理、戰(zhàn)略以及作戰(zhàn)支持。第三,加強開發(fā)研究,美俄等國軍隊堅持“按照需求測試”的原則,加強測試和評估系統(tǒng)研發(fā),集中力量制定嚴格的頻譜管理協(xié)調(diào)條例,并不斷研發(fā)新的或改進已有的頻譜管理系統(tǒng)。
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TN911;TN97
A
1008-1542(2011)12-0005-04
2011-06-20;責任編輯:馮 民
李新生(1987-),男,山東肥城人,碩士,主要從事軍事航空通信導(dǎo)航方面的研究。