明 磊

（中船重工第七二二研究所 武漢 430079）

1 引言

1.1 武器數(shù)據(jù)鏈概念

武器數(shù)據(jù)鏈（Weapon Data Link，WDL）利用高速無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，將戰(zhàn)場上各作戰(zhàn)平臺的傳感器系統(tǒng)、武器系統(tǒng)緊密“鉸鏈”，通過一定的信息處理技術(shù)以使網(wǎng)內(nèi)各平臺獲得一致的戰(zhàn)場整體態(tài)勢，并通過管理、控制技術(shù)共享彼此的傳感器資源和武器資源，最終實現(xiàn)高效的多平臺協(xié)同火力打擊能力［1～2］。美軍CEC 可以說是最早也是最典型的一種WDL。

1.2 發(fā)展武器數(shù)據(jù)鏈的意義

網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的體系結(jié)構(gòu)分為三級［3］，如圖1所示。第一級是戰(zhàn)術(shù)級，第二級為戰(zhàn)區(qū)級，第三級為戰(zhàn)略級。各類WDL網(wǎng)絡(luò)處于網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)體系中的第一級，是目標(biāo)作戰(zhàn)直接相關(guān)的最前沿網(wǎng)絡(luò)，直接關(guān)系到作戰(zhàn)效能。

圖1 網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)三級體系結(jié)構(gòu)

WDL通過多平臺協(xié)同，可以有效提高對目標(biāo)的作戰(zhàn)能力［4～5］。作戰(zhàn)能力分為傳感器級、火力打擊級、戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用級。傳感器級指提高等效傳感器能力，包括：識別、定位、瞄準(zhǔn)、跟蹤等，火力打擊級指提高火力打擊效能，包括制導(dǎo)、火力分配等，戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用級是指基于精確（亞秒級或秒級）協(xié)同的戰(zhàn)術(shù)行動，如用于反輻射導(dǎo)彈的“靜默射手”（他機開機引誘，本機在靜默狀態(tài)下實施攻擊）。

2 外軍武器數(shù)據(jù)鏈［6～9］

2.1 CEC

CEC由APL實驗室于上世紀(jì)七十年代首次提出，裝備于美國海軍，它是最早、也是最典型的一種武器數(shù)據(jù)鏈［2］。CEC提出初衷是為解決近海地區(qū)因復(fù)雜地勢造成的目標(biāo)識別困難問題，以及常規(guī)電子系統(tǒng)難以探測對抗現(xiàn)代化低可觀測目標(biāo)，如掠海飛行巡航導(dǎo)彈。經(jīng)過二十多年的研制，CEC在多次試驗、演習(xí)和實際作戰(zhàn)行動中充分驗證了其協(xié)同作戰(zhàn)能力，目前已經(jīng)裝備于美國海軍主力艦艇和航母編隊。進(jìn)入21世紀(jì)后，美國每年繼續(xù)投入數(shù)千萬美元用于CEC的改進(jìn)以及與其他網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合。

CEC立足于吸取不同位置上各個作戰(zhàn)單元所提供的多樣性數(shù)據(jù)的優(yōu)點，通過聯(lián)網(wǎng)處理實現(xiàn)了分布式傳感器測量數(shù)據(jù)（未濾波的距離、航向、高度及可用的多普勒更新數(shù)據(jù)等）的共享，同時保持了嚴(yán)格的及時性和準(zhǔn)確性，使裝有CEC 的戰(zhàn)斗群能如同單一的防御系統(tǒng)那樣在戰(zhàn)區(qū)內(nèi)作戰(zhàn)。CEC主要有復(fù)合跟蹤與識別、精確提示與協(xié)同作戰(zhàn)三大功能。圖2展示了復(fù)雜環(huán)境下的CEC連續(xù)跟蹤功能。

圖2 CEC復(fù)合跟蹤功能示意圖

2.2 NCCT

NCCT 是L-3通信公司為美國國防部、美國空軍和海軍協(xié)同開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)中心瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，是一種開放式的網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)設(shè)施和軟件系統(tǒng)。NCCT 設(shè)計的目標(biāo)是能夠在數(shù)秒鐘之內(nèi)收集并融合情報數(shù)據(jù)，識別、跟蹤并定位敵方的輻射源。NCCT系統(tǒng)采用了自動相關(guān)處理技術(shù)，它在飛行中利用IP協(xié)議為基礎(chǔ)的“平臺-平臺”（machine-to-machine）的協(xié)作能力，具有與美海軍CEC系統(tǒng)類似的態(tài)勢合成功能。

美英兩國在2005年舉行的"三叉戟勇士"的軍事演習(xí)中，用NCCT 系統(tǒng)集成包括來自兩架以上飛機信息后的跟蹤圖像所發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的時間設(shè)定在2分鐘之內(nèi)，所確定的目標(biāo)的位置也被限定在幾百米的半徑之內(nèi)。與目前使用的其他目標(biāo)定位作戰(zhàn)手段相比，精確定位目標(biāo)的時間縮短了90%。演習(xí)還表明，NCCT 系統(tǒng)不僅可以精確定位敵方雷達(dá)及通信源，而且一旦精確定位完成，雷達(dá)天線可以在最快時間內(nèi)即可穿透敵方的網(wǎng)絡(luò)，完成電子攻擊，然后用導(dǎo)彈或炸彈精確地將目標(biāo)摧毀。

2.3 AMSTE、AT3和TTNT

AMSTE（地面活動目標(biāo)交戰(zhàn)計劃）支持美軍以低成本、精確制導(dǎo)彈藥，利用潛在能力從遠(yuǎn)距離摧毀敵人的移動目標(biāo)。它使用多部地面動目標(biāo)指示合成孔徑雷達(dá)（SAR／GMTI）協(xié)同跟蹤目標(biāo)，由防區(qū)外的飛機和監(jiān)視系統(tǒng)引導(dǎo)加裝低成本平臺協(xié)同數(shù)據(jù)鏈的精確制導(dǎo)武器，在飛行中不斷修正目標(biāo)數(shù)據(jù)，并可通過平臺協(xié)同數(shù)據(jù)鏈將精確的瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)發(fā)送給沒有裝備尋的器的打擊武器，可使打擊精度提高到10m 以內(nèi)，最大程度地減小附帶損傷。

AT3（先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)瞄準(zhǔn)技術(shù)）是針對機動防空系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)，通過將各空中打擊平臺聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)對敵地面防空雷達(dá)協(xié)同定位、對敵地面機動防空系統(tǒng)快速瞄準(zhǔn)和精確打擊。從防區(qū)外80km 首次發(fā)現(xiàn)敵方雷達(dá)的10s內(nèi)，多個作戰(zhàn)平臺以協(xié)同方式進(jìn)行定位，精度在50m 以內(nèi)，同時為攻擊的飛機提供相關(guān)信息，以迅速實施打擊。

TTNT 的出現(xiàn)直接源于美空軍AMSTE 和AT3的信息傳輸需求，這二者是美軍網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)中重點發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)瞄準(zhǔn)技術(shù)。TTNT 是一種高速、動態(tài)、基于IP的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)，通過連接戰(zhàn)術(shù)飛機和地面節(jié)點，可以將全球信息柵格的能力拓展到移動平臺上。TTNT 為美空軍下一代網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)瞄準(zhǔn)技術(shù)提供了較為理想的通信網(wǎng)絡(luò)，大大縮短了C4KISR系統(tǒng)的殺傷鏈反應(yīng)時間，提高了美軍打擊對手時間敏感目標(biāo)的能力，為美空軍由“平臺中心戰(zhàn)”向“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”轉(zhuǎn)型提供了部分網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。

2.4 IFDL

編隊內(nèi)飛行數(shù)據(jù)鏈（Inter／Intra Hight Data Link，IFDL）是諾思羅普·格魯曼公司專門為F／A-22“猛禽”戰(zhàn)斗機開發(fā)的，供其在飛行中傳輸態(tài)勢信息，自動（不必采用無線電呼叫）共享目標(biāo)與系統(tǒng)數(shù)據(jù)，具有較低的被截獲概率。該數(shù)據(jù)鏈能夠使所有編隊內(nèi)的F-22隨時相互共享瞄準(zhǔn)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

2.5 QNT

Quint網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（QNT）目標(biāo)是要開發(fā)適用于武器彈藥、戰(zhàn)術(shù)無人機和單兵的可靠、廉價、小型的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)鏈，是為作戰(zhàn)飛機、無人飛機、武器彈藥、戰(zhàn)術(shù)無人機和單個地面作戰(zhàn)單元之間的互通開發(fā)的一種小型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈?？捎糜谥蚊闇?zhǔn)和打擊時敏、活動目標(biāo)，并能支撐武器制導(dǎo)交接、無人機控制、戰(zhàn)場態(tài)勢感知、戰(zhàn)毀評估。其波形符合JTRS SCA 波形，并支持IPv6以便融入GIG。

2.6 人在回路和彈間協(xié)同數(shù)據(jù)鏈

目前，“人在回路”制導(dǎo)方式在國外已有廣泛應(yīng)用。AGM-154、AGM-84H、AGM-130等先進(jìn)導(dǎo)彈都采用數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)“人在回路”制導(dǎo)方式，指揮人員通過數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)導(dǎo)彈與發(fā)射平臺之間的雙向通信，可對導(dǎo)彈進(jìn)行遠(yuǎn)程實時控制，實時選擇目標(biāo)瞄準(zhǔn)點、末段自動攻擊及執(zhí)行多種任務(wù)的能力，確保導(dǎo)彈精確命中目標(biāo)。

俄羅斯“花崗巖”SS-N-19反艦導(dǎo)彈具有導(dǎo)彈編隊協(xié)同攻擊的作戰(zhàn)模式，通過彈間協(xié)同數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)了領(lǐng)彈與攻擊彈的攻擊：領(lǐng)彈把目標(biāo)數(shù)據(jù)通過彈間協(xié)同數(shù)據(jù)鏈傳給在低空飛行的其他導(dǎo)彈，一方面可防止重復(fù)攻擊同一目標(biāo)，另一方面也可選擇關(guān)鍵位置攻擊目標(biāo)，最大限度提高了作戰(zhàn)效能。

3 基于模型的WDL的發(fā)展方向研究

3.1 武器數(shù)據(jù)鏈模型

武器系統(tǒng)通常包括自身傳感器系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、攻擊物（如炸藥、電磁波等）幾大部分，如圖3中的武器系統(tǒng)所示。其中傳感器系統(tǒng)用于目標(biāo)探測、跟蹤；控制系統(tǒng)用于瞄準(zhǔn)、平臺位置姿態(tài)補償、起爆等方面的控制；攻擊部件用于摧毀目標(biāo)實體或電子系統(tǒng)等分系統(tǒng)，使目標(biāo)無法正常工作。單平臺武器系統(tǒng)依據(jù)自身平臺、傳感器等資源，獨立完成對目標(biāo)作戰(zhàn)。

當(dāng)利用WDL實現(xiàn)多平臺協(xié)同作戰(zhàn)時，可利用其他平臺傳感系統(tǒng)提供的目標(biāo)信息，經(jīng)過融合系統(tǒng)處理后獲得更精確、更詳細(xì)的目標(biāo)信息，從而為本平臺武器控制系統(tǒng)提供更高精度的控制數(shù)據(jù)，甚至為指揮人員提供更合理的判斷和決策。集成了WDL的系統(tǒng)模型如圖3所示，其中無線傳輸組網(wǎng)系統(tǒng)和信息融合系統(tǒng)是必須具備的，決策系統(tǒng)依據(jù)不同平臺、作戰(zhàn)環(huán)境而定，是可選的。

隨著飛行炸彈、長滯空導(dǎo)彈等新型武器出現(xiàn)及其智能化發(fā)展，這些具有自主飛行控制、自主目標(biāo)分配、自主決策能力的智能化武器具有更高的靈活性和自主性，可實現(xiàn)平臺搭載武器系統(tǒng)不易實現(xiàn)的火力協(xié)同和戰(zhàn)術(shù)協(xié)同動作，在飽和攻擊和反飽和攻擊等作戰(zhàn)方面有獨特優(yōu)勢。這類武器的WDL系統(tǒng)模型如圖4所示。

圖3 基于平臺的WDL系統(tǒng)模型

圖4 平臺一體化的WDL系統(tǒng)模型

3.2 縱向發(fā)展

WDL的根本目標(biāo)是將網(wǎng)內(nèi)各平臺（也可能是平臺一體化）的傳感器資源和武器資源鉸接，實現(xiàn)傳感器資源和武器資源共享，WDL的縱向發(fā)展就是逐步完善資源鉸接和共享性能，逐步實現(xiàn)不同層次的武器協(xié)同能力，可以分為幾個階段：

1）實現(xiàn)同類型傳感器信息火控級共享階段，該階段的WDL提供一種同類傳感器數(shù)據(jù)高速共享和處理能力，可為武器系統(tǒng)的控制（如快速瞄準(zhǔn)、不間斷跟蹤、精確制導(dǎo)）提供高精度數(shù)據(jù)。從WDL 模型看，該階段發(fā)展重點是解決無線傳輸組網(wǎng)和同構(gòu)傳感器融合系統(tǒng)中的問題。該階段是必經(jīng)的基本階段，是我軍各軍兵種WDL 建設(shè)最先需要實現(xiàn)的目標(biāo)。目前美軍CEC、QNT、AT3、IFDL 等都屬于這一階段的武器數(shù)據(jù)鏈。其中CEC 后續(xù)發(fā)展方向之一可能是進(jìn)一步發(fā)展成聯(lián)合傳感器網(wǎng)絡(luò)（JSN），它通過多波束天線提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量、利用更多的傳感器和數(shù)據(jù)鏈，跟蹤更多的目標(biāo)類型。JSN 傳感器數(shù)量增加至120個以上。

2）實現(xiàn)異構(gòu)傳感器協(xié)同階段，該階段目標(biāo)是利用各平臺異構(gòu)傳感器協(xié)同，進(jìn)一步提高目標(biāo)識別、定位水平，為高效能武器協(xié)同作戰(zhàn)奠定基礎(chǔ)。該階段的WDL 提供一種跨平臺異類傳感器資源按需調(diào)度使用能力，當(dāng)需要對目標(biāo)進(jìn)行快速精確識別、跟蹤時，可調(diào)度不同平臺上不同類型的傳感器從多個方位、多個頻譜對目標(biāo)進(jìn)行探測。從WDL 模型看，該階段發(fā)展重點是解決異構(gòu)傳感器融合和控制系統(tǒng)中的問題，同時也涉及部分無線傳輸組網(wǎng)和決策系統(tǒng)問題。目前美軍NCCT、TTNT 屬于這一階段的武器數(shù)據(jù)鏈。美軍在非WDL領(lǐng)域也在進(jìn)行傳感器協(xié)同的研究，如對“聯(lián)合星”系統(tǒng)實施的“計算機更換計劃”。

3）實現(xiàn)武器資源共享和協(xié)同火力打擊階段，該階段的WDL可以根據(jù)態(tài)勢緊急程度、平臺位置狀況、武器性能精度等實際情況，以最合理的方式調(diào)度合適平臺的武器資源對目標(biāo)作戰(zhàn)，必要時（如反飽和攻擊）可以完全由WDL 控制各平臺武器系統(tǒng)對目標(biāo)作戰(zhàn)而無需人工干預(yù)。該階段WDL的建設(shè)與發(fā)展十分艱巨，特別是跨平臺、跨軍兵種之間實現(xiàn)火力協(xié)同打擊，武器資源要實現(xiàn)共享不但需要解決技術(shù)層面上諸如態(tài)勢分析預(yù)測、目標(biāo)分配、戰(zhàn)術(shù)／火力協(xié)同等難題，還需要配套解決軍隊指揮控制等體制問題。從WDL模型看，該階段重點解決決策系統(tǒng)問題，同時也涉及無線傳輸組網(wǎng)、傳感器與武器控制系統(tǒng)問題。達(dá)到該階段的WDL是彈間協(xié)同數(shù)據(jù)鏈，如俄羅斯“花崗巖”SS-N-19反艦導(dǎo)彈的彈間協(xié)同數(shù)據(jù)鏈。因為彈間協(xié)同數(shù)據(jù)鏈面臨的問題相對單一，沒有多平臺、跨軍兵種武器協(xié)同作戰(zhàn)存在的上述問題。

3.3 橫向發(fā)展

WDL的橫向發(fā)展主要是與其他信息網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，這是網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)發(fā)展的要求，包括WDL 與其他戰(zhàn)術(shù)級、戰(zhàn)區(qū)級、戰(zhàn)略級網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)互通。美軍NCCT、CEC等數(shù)據(jù)鏈的橫向發(fā)展現(xiàn)狀印證了這一點，其橫向發(fā)展體現(xiàn)在與其他軍兵種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)、集成、應(yīng)用性改進(jìn)等方面：

1）CEC系統(tǒng)正合入聯(lián)合地面攻擊巡航導(dǎo)彈防御空中網(wǎng)絡(luò)化傳感器系統(tǒng)（The Joint Land-Attack Cruise Missile Defense Elevated Netted Sensor System）中。這是陸軍的一種系留航空氣球，裝備了超視距的早期預(yù)警傳感器和數(shù)據(jù)鏈。

2）CEC正在合入海軍陸戰(zhàn)隊的合成跟蹤網(wǎng)絡(luò)（Composite Tracking Network）中。2001年4月美國國防部批準(zhǔn)將CEC與美陸軍"愛國者"防空導(dǎo)彈系統(tǒng)相連。

3）美空軍也有意用CEC裝備E-3飛機，使空軍的飛機能與海軍的艦船和陸軍的“愛國者”防空系統(tǒng)構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)，從而大幅度提高聯(lián)合部隊?wèi)?zhàn)斗力。

4）美國海軍正在推動CEC 系統(tǒng)與美國空軍的網(wǎng)絡(luò)中心協(xié)同瞄準(zhǔn)系統(tǒng)（NCCT）集成，提升雙方作戰(zhàn)識別以及共享目標(biāo)信息的能力。

5）美國正在研究將CEC 應(yīng)用于戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈防御（TBMD）計劃中，可在戰(zhàn)區(qū)中直接連接傳感器和射手。目前正在開發(fā)CEC 的2.2版，此種版本主要增加了評估戰(zhàn)區(qū)彈道導(dǎo)彈的能力，建立了TBMD 航跡圖像而且可提供特混艦隊間的協(xié)同作戰(zhàn)能力。

4 結(jié)語

隨著電子、計算機、控制、通信等技術(shù)的飛速發(fā)展，國內(nèi)高校和研究院所在傳感器、傳輸、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)融合等相關(guān)領(lǐng)域取得了長足進(jìn)展，已經(jīng)具備開展WDL 研制的基礎(chǔ)和能力［10］。鑒于WDL 的顯著作戰(zhàn)效能，其發(fā)展建設(shè)應(yīng)盡早提上日程。根據(jù)WDL 縱向發(fā)展模式，首先應(yīng)發(fā)展無線傳輸組網(wǎng)系統(tǒng)和信息融合系統(tǒng)，著重明確和解決：

1）研究國際上軍事技術(shù)發(fā)展動向，明確WDL 在未來的主要應(yīng)用場景；

2）針對WDL未來主要應(yīng)用場景，根據(jù)應(yīng)用場景中各軍兵種的使命任務(wù)、信道環(huán)境、平臺特點、作戰(zhàn)模式等因素，以及平臺上武器、傳感器系統(tǒng)的傳輸容量、數(shù)據(jù)更新率等指標(biāo)要求，確定不同應(yīng)用場景下WDL的系統(tǒng)指標(biāo)體系；

3）根據(jù)不同WDL的系統(tǒng)指標(biāo)體系要求，設(shè)計與之相適應(yīng)的傳輸、組網(wǎng)、融合等技術(shù)體制；

4）根據(jù)不同WDL的技術(shù)體制，在軟硬件技術(shù)的具體實現(xiàn)上應(yīng)依據(jù)模塊化、可重用性的原則實施；

5）射頻部件的集成化、小型化，相控陣天線的低成本化，共形化。

與此同時，有鑒于美軍CEC 的經(jīng)驗，現(xiàn)階段還應(yīng)開展以下工作：

1）WDL頂層規(guī)劃研究?！盁焽琛笔桨l(fā)展是國外數(shù)據(jù)鏈建設(shè)中存在的普遍現(xiàn)象，其帶來的困境已受到各國重視。為了減少WDL在與其他信息網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的橫向發(fā)展過程中遇到同樣問題，目前必須盡快開展WDL 頂層規(guī)劃設(shè)計研究工作。

2）開展WDL在軍兵種間聯(lián)合應(yīng)用研究，以滿足軍兵種間協(xié)同作戰(zhàn)的需要。

3）開展WDL 與其他信息網(wǎng)絡(luò)的接入研究。WDL 作為網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)體系中的一級網(wǎng)絡(luò)，至少有與二級網(wǎng)絡(luò)和三級網(wǎng)絡(luò)接入能力，必要時還需對與其他一級網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)展開研究。

［1］齊忠杰，張利鋒.數(shù)據(jù)鏈武器協(xié)同作戰(zhàn)應(yīng)用研究［J］.無線電通信技術(shù)，2009，35（5）：51-54.

［2］陳鵬.CEC及其與戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的聯(lián)合應(yīng)用［J］.艦船科學(xué)技術(shù)，2011，33（7）：156-158.

［3］David S.Alberts，John J.Garstka and Frederick P.Stein.Network Centric Warfare：Developing and Leveraging Information Superiority［M］.Washington，D.C.：Library of Congress，1999：187-192.

［4］詹克軍，史海濱.CEC 數(shù)據(jù)鏈關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.硅谷，2011，15.

［5］宋征，陸峰，朱培現(xiàn).數(shù)據(jù)鏈：戰(zhàn)斗力的倍增器［J］.飛航導(dǎo)彈，2005，6：63-64.

［6］余曉剛，王華.美軍主要戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈介紹［J］.航空電子技術(shù)，2002，33（3）：25-28.

［7］金連友.外軍寬帶數(shù)據(jù)鏈發(fā)展綜述［J］.無線電通信技術(shù)，2008，4（3）：32-34.

［8］徐會忠.寬帶數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的分析［J］.電訊技術(shù)，2007，47（4）：82-86.

［9］羅敏.數(shù)據(jù)鏈技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用［J］.電子工程師，2008，34（9）：51-52.

［10］趙大勝，何昭然，張幼明.編隊協(xié)同防空系統(tǒng)通信網(wǎng)設(shè)計初探［J］.艦船科學(xué)技術(shù)，2008，B11：71-73.