孫曉鳴

（中國電子科技集團公司第二十八研究所 南京 210007）

1 引言

二十一世紀戰(zhàn)爭對戰(zhàn)場上空空域的使用需求不斷增長，當相關兵種大量使用偵察／通信無人機、運輸／作戰(zhàn)直升機、野戰(zhàn)防空和壓制武器時，空域已經成為一種重要的作戰(zhàn)資源［1］。在戰(zhàn)場空中環(huán)境日趨復雜情況下，如何保證空域的高效、安全、靈活使用，是聯(lián)合作戰(zhàn)面臨的新課題。目前，國外一些主要發(fā)達國家已建立起先進的有限作戰(zhàn)地域空域管制系統(tǒng)并投入部隊使用，大大提高了其部隊的作戰(zhàn)效能。本文詳細介紹了美陸軍戰(zhàn)術空域綜合管理系統(tǒng)（簡稱TAIS系統(tǒng)）的功能組成、組織運用方式等。TAIS通過各種通信鏈路接收空中監(jiān)視情報，并與聯(lián)合作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)其他子系統(tǒng)實現互操作，實時提供戰(zhàn)場敵我雙方空中活動的態(tài)勢，將4維（位置、高度、時間）的作戰(zhàn)態(tài)勢、空域沖突和火力誤傷威脅可視化，并提供自動化戰(zhàn)場空域指揮控制規(guī)劃功能，提高了戰(zhàn)場空域指揮控制執(zhí)行能力，提高了部隊密級：內部及外部之間、作戰(zhàn)和非作戰(zhàn)情況軍事行動下有限區(qū)域空中交通管制保障能力［2～3］。

2 TAIS總體目標［2～9］

美軍為實現其聯(lián)合作戰(zhàn)構想，將聯(lián)合作戰(zhàn)空域指揮控制作為聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制的一個重要部分，承擔著美軍的戰(zhàn)場空域管理和空中交通管制任務，因此TAIS系統(tǒng)是美軍聯(lián)合作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)的一個重要的子系統(tǒng)，是能夠在任何戰(zhàn)場環(huán)境下，滿足綜合和協(xié)同空域指揮控制、空中交通管制及空域信息處理需求的數字化戰(zhàn)場的自動化系統(tǒng)。

TAIS系統(tǒng)作為美國國防部先進的戰(zhàn)場空域管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將多源輸入信息綜合為一張空域態(tài)勢圖，該空域態(tài)勢圖與陸戰(zhàn)場地面態(tài)勢圖一起可為陸軍提供完整的關于戰(zhàn)域地空的綜合可視態(tài)勢場景。TAIS可與聯(lián)軍、友鄰、軍用及民用等空管機構及相應的空域管理系統(tǒng)進行交互。TAIS通過向空域用戶提供空域態(tài)勢感知、協(xié)調空域使用、規(guī)劃空域交通可最大程度的減少自我誤傷現象的發(fā)生，可大幅提升地面指揮單元的作戰(zhàn)威力。TAIS系統(tǒng)的主要設計目標包括：

1）集成與綜合。TAIS充分集成與綜合戰(zhàn)術指揮所管轄的三維作戰(zhàn)地域內的所有作戰(zhàn)單位的空域使用需求。輔助調配由ACA（Airspace Control Authority）所負責的空域使用。

2）空域使用去沖突。TAIS可根據空域的使用優(yōu)先權及戰(zhàn)術指揮官的作戰(zhàn)決策實時地將作戰(zhàn)空域去沖突化。輔助ACA迅速將其所負責的空域去沖突化。

3）增加機動性及攻擊能力。TAIS通過將戰(zhàn)術指揮官在時間、位置及維度上不間斷指揮的概率最大化，來增強作戰(zhàn)部隊的機動性及進攻能力。

4）數字化及自動化A2C2（Army Airspace Command and Control）。TAIS通過數字化和自動化建立透明的A2C2計劃及操作流程，并確保將這種透明性延伸至其所支持的 AIC（Airspace Information Center）功能。

5）減少工作量。TAIS通過自動化可減少參謀的工作量，其多傳感器輸入及數字化的位置報告特性可減少地空間的話音業(yè)務量。

6）提供 TAGS（Theatre Airspace Ground System）接口。TAIS可向戰(zhàn)術指揮官提供與TAGS系統(tǒng)的接口。

7）融入ABCS系統(tǒng)之中。TAIS可與ABCS系統(tǒng)中的每一個分系統(tǒng)實現互聯(lián)互通，共享并協(xié)調空域信息。

8）使AIC能力現代化。TAIS通過自動化及現代化的通信手段升級并集成近場及航路ATS（Airspace Traffic Service）服務。它是將所有ATS相關服務集成于陸軍空域管理系統(tǒng)的主要工具。

9）增強的全球互操作能力。TAIS系統(tǒng)與聯(lián)合、多國及民用C4I系統(tǒng)間有很強的互操作性。

3 TAIS系統(tǒng)的功能［2～9］

TAIS系統(tǒng)向作戰(zhàn)指揮員提供自動化的A2C2規(guī)劃、行動與空中管制服務，TAIS擁有所有的必要通信手段用以提供總的空域態(tài)勢圖。通過諸如軍用雷達、愛國者導彈、預警機（AWACS：Airborne Warning and Control System）、民航管制雷達等通信鏈路獲取遠方空情信息，經融合／綜合處理后生成經過驗證的空域態(tài)勢圖，并可按時段以2D／3D形式顯示近實時的戰(zhàn)域態(tài)勢圖。根據這些態(tài)勢圖，TAIS操作員可以去除當前和預先空域使用計劃中的沖突，并將這些信息提供給位于TOC（Tactical Operations Center）中的師、軍指揮員，同時提供給陸航兵、炮兵、防空兵指揮所以及諸如聯(lián)邦航空局（FAA：Federal Aviation Administration）之類的民用機構。這種高級視圖為戰(zhàn)場指揮官提供了一張完整的戰(zhàn)域空地場景，使基于信息的協(xié)同決斷能成倍的提高作戰(zhàn)效能。其他TAIS能力包括：

1）近實時的處理并顯示多源輸入信息，空中飛行器軌跡或飛行器自我報告。

2）自動輔助A2C2計劃及行動（四維的、可裁剪的、數字化的空域圖層），協(xié)調、監(jiān)視空域行動（包括空域使用），具備時序推演功能等。

3）完整的數字、模擬、多波段通信手段及對AIC飛行行動的監(jiān)控能力。

4）數字化的接收和處理空管指令（ACO：Airspace Control Order）、來自戰(zhàn)區(qū)作戰(zhàn)管理核心系統(tǒng)（TBMCS：Theatre Battle Management Core System）、ABCSs的相關數字報，提供專門的消息描述模板。

5）用空域數據或圖層向各軍兵種提供空域使用計劃（UAP：Unit Airspace Plan）。ABCSs可通過統(tǒng)一消息格式（USMTF：United States Message Text Format）及空域圖層提供者存取UAP。

6）對區(qū)域內其它ATS終端提供支持，并提交支援措施；飛行計劃轉播，對機務人員的通知、天氣狀況更新及空中預警等。

7） 具 備 戰(zhàn) 術 數 據 信 息 鏈 （TADIL－A，TADIL－B，TADIL－J）、TCP數據鏈、IP前方地域防空（FAAD：Forward Area Air Defence）數據鏈等多種通信手段。

其能力示意圖如圖1所示：

圖1 TAIS系統(tǒng)的功能示意圖

4 TAIS系統(tǒng)的組成［2～9］

一個完整TAIS系統(tǒng)由兩個完全相同的可移動子系統(tǒng)組成，每個子系統(tǒng)都是一套AN／TSQ－221TAIS系統(tǒng)，其中一套作為指揮系統(tǒng)，一套作為通信系統(tǒng)。一套AN／TSQ－221TAIS系統(tǒng)由一輛M1113 HMMWV加固擴展方艙車（內置各種功能設備）、一輛M1097、一臺15Kw戰(zhàn)術發(fā)電機、天線，組成一個標準的指揮所系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)是完全自供電的。其外形如圖2所示。

每個TAIS方艙的“心臟”是一組 AN／FSQ－211TAIS工作站，兩個SUN HCU SB2500工作站永久性地固定在方艙內，另外兩個BULLFROG工作站部署在2000m以內的作戰(zhàn)環(huán)境內，每個工作站都安裝ABCS通用軟件和硬件，支持ABCS局域網、TI。

每個TAIS方艙均安裝一個防空系統(tǒng)綜合器（ADSI：Air Defense System Integrator）—AN／TSQ－214（V），ADSI包含三個重要的模塊：戰(zhàn)術態(tài)勢顯示、路由及主數據庫。ADSI能接收15個外部TADILs、TCP數據鏈、FAAD數據鏈、IP FAAD數據鏈及各種雷達數據的接入，可融合這些空域用戶的實時數據并生成一個近實時的A2C2空域圖；同時可利用空域管理軟件實現近實時的空域去沖突及公共作戰(zhàn)圖（COP：Common Operation Picture）的二維／三維顯示。除此外，TAIS還包含一個擴展的通信組件，用以提供無阻塞的（Jam－Resistant）、實時的保密及非保密數／話傳輸。AN／TSQ－221TAIS中的功能組件如圖3所示。

圖2 AN／TSQ－221TAIS系統(tǒng)外形圖

圖3 TAIS的功能組件圖

5 TAIS與ABCS其它子系統(tǒng)間的交互［2～9］

陸軍戰(zhàn)區(qū)指揮系統(tǒng)（ABCS：Army Battle Command System）為戰(zhàn)略級、戰(zhàn)術級及作戰(zhàn)級指揮所間提供數字通信手段，直至單兵或武器系統(tǒng)。TAIS為ABCS系統(tǒng)的一個重要分系統(tǒng)，能與空軍協(xié)調中心、空中預警機、聯(lián)合戰(zhàn)術飛機進行數話通信，所提供的指導信息包括飛行器分離、導航輔助、路徑規(guī)劃、空域規(guī)避、防空、火力支援及天氣狀況等，并自動地向指揮官提供關于其所轄戰(zhàn)區(qū)空域的高效、安全的使用方案。TAIS系統(tǒng)作為ABCS系統(tǒng)的分系統(tǒng)，還執(zhí)行A2C2（Army Airspace Command and Control）及 AIC（Airspace Information Center）的功能。作為A2C2功能單元的延伸，用以向空軍、陸軍航空兵指揮官及其它空域用戶提供近實時的數據和通信鏈路，以確保在deep、close、rear戰(zhàn)役中執(zhí)行空域管制規(guī)劃。美陸軍ABCS系統(tǒng)的主要組成及相互間的信息流如圖4所示，各功能模塊的相關解釋如表1所示。

圖4 ABCS系統(tǒng)的部分重要組件

TAIS為師、軍及軍以上各級指揮梯隊提供對A2C2及ATS行動的自動化支持，基于任務的不同，也可為師以下各級提供服務與支持。當處于A2C2角色時，TAIS以三維的形式自動化且數字化的提供陸軍空域的A2C2計劃、協(xié)調與實施。當處于ATS角色時，它將支持戰(zhàn)區(qū)、軍、師及特戰(zhàn)大隊的行動與部署。在戰(zhàn)斗中提供戰(zhàn)區(qū)、軍／師內及軍／師間的空中管制服務，并為戰(zhàn)爭之外的軍事行動提供一個形式多樣的空域管理服務。

表1 ABCS系統(tǒng)的重要指控分系統(tǒng)功能解釋

6 TAIS 系統(tǒng)發(fā)展情況［2～9］

TAIS于2000年8月通過了最后的驗收測試，2002年6月底，TAIS得到了首次裝備。TAIS系統(tǒng)在2007～2008財年，開發(fā)提供了2－D／3－D組合可視化界面及先進的GIS分析與管理能力；在2007～2009財年，將操作系統(tǒng)升級至Windows Vista；在2008～2011財年，TAIS系統(tǒng)升級為面向服務的（SOA：Service Oriented Architecture）體系架構。TAIS的SOA體系架構遵循陸軍的作戰(zhàn)指揮升遷計劃，以達到能按需向作戰(zhàn)人員提供服務的目的。它包含分布式計算技術來降低昂貴的服務器的負荷，同時向運行在普通硬件上的胖、瘦客戶端提供訪問接入手段。這種SOA體系架構使得TAIS用戶不再受特定TAIS崗位的限制，并允許在任何硬件平臺上執(zhí)行TAIS操作。該體系架構還使得TAIS與其它系統(tǒng)間的跨平臺互操作變得容易。

TAIS系統(tǒng)已在美陸軍多個現行師下屬旅總部的防空空域管理（ADAM：Air Defense Airspace Management）中心中得到應用，并在師、集團軍及軍以上各級指揮梯隊裝備了幾十套系統(tǒng)，盡管TAIS系統(tǒng)的設計主要為師級及以上提供支持，但旅和營級A2C2要素可獲得來自其本級ABCS的TAIS系統(tǒng)所提供的A2C2功能。

7 結語

TAIS系統(tǒng)是借助于信息技術，提高協(xié)調、綜合各作戰(zhàn)單位之間空域使用需求，調配使用空域，最大化的提高聯(lián)合作戰(zhàn)能力，將聯(lián)合作戰(zhàn)力量空域使用限制降到最小，監(jiān)視空域態(tài)勢，快速有效識別空中敵我和中立目標，提供各種飛機（包括固定翼飛機、直升機和無人機）的起飛、著陸、航行的空中交通安全保障［12］，支持、協(xié)同防空和各種空中、地面火力打擊作戰(zhàn)，既要有效避免誤傷，也要保證全集團軍整體高效順暢地實施作戰(zhàn)行動。在未來幾年中，TAIS系統(tǒng)將經歷一系列動態(tài)地變化，包括重要的軟、硬件演化，改善交互能力，提升未來行動能力。TAIS的這種不斷演進與ABCS系統(tǒng)（現在應該是FCS了）的發(fā)展是同步的，為迅速實現網絡中心戰(zhàn)與加快全球信息柵格提供了一條便捷的途徑。

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