黃漢文

（上海衛(wèi)星工程研究所，上海200240）

0 引言

海洋空間是指海水占據的自然空間，以及與海水相連的環(huán)境空間，主要由海洋、海岸、海底、島礁和海空（海域上空）等組成。海洋空間的首要特點是范圍大，因此，海洋空間的劃界很復雜，既有屬國家主權的大陸架、領海、專屬經濟區(qū)，又有屬人類共有的公海；雖然對于海洋空間的管理和控制有很多國際法規(guī)，但是有關海洋空間的國際爭端層出不窮。另一方面，海洋空間以海水為主體，背景單一，形成獨特的海洋氣象和海況環(huán)境，海上風暴頻繁，變化莫測，而且直接影響陸地空間的氣候；在海水背景下對海洋目標被動探測時，單一背景對目標的提取具有優(yōu)勢。

上世紀電子技術、信息技術的發(fā)展，開創(chuàng)了一個全新的信息化時代，由相互依賴的信息技術基礎設施已經組成全球網絡，包括互聯網、電信網、計算機系統以及嵌入式處理器和控制器等；信息環(huán)境已經實現全球領域的互聯互通，信息化正在前所未有地影響著政治、軍事、經濟和文化的各個領域，信息安全已經成為國家安全、社會穩(wěn)定的重要組成部分，而且正面臨著嚴峻挑戰(zhàn)。海洋空間信息安全是指發(fā)生在海洋空間，以海洋技術與信息安全技術結合為手段，以維護海洋信息安全為目的的信息防御技術。由于海洋空間獨特的地理條件，全球化蘊含著對海洋的巨大依賴，海權已經是國家總體戰(zhàn)略能力重要組成部分，研究海洋空間信息安全特點、發(fā)展海洋空間信息安全技術不僅具有緊迫性，而且具有深遠的戰(zhàn)略意義。

1 國外海洋空間信息安全威脅研發(fā)概況

1.1 概述

可以說，自從人類走向海洋以來，海洋空間信息安全威脅也就誕生了。最早是從海上電子偵察艦船開始，通常在艦船上裝載大量不同形狀的天線，并配有各種接收機、干擾設備、終端顯示和處理設備等，利用海洋范圍大、可以“航行自由”合法地深入遠洋、接近目標、進行長時間跟蹤探測的特點，對目標實施無線電信號截獲、測量和監(jiān)聽等電子偵察技術手段，獲取各種軍事技術情報，研究敵方軍事斗爭動向，發(fā)現戰(zhàn)爭征候。電子偵察艦船無論是在平時、戰(zhàn)時及冷戰(zhàn)時期，都立下了赫赫戰(zhàn)功，因此，在美、蘇／俄海軍中都得到了迅速發(fā)展，從民用船改裝偵察船，到種類繁多的各種專用偵察艦船，包括海洋測量船、海洋監(jiān)視船、緝毒情報船、潛艇支援船、聲納研究船、海底電纜修復船、潛艇導航試驗船和洲際導彈試驗船等等，有時表面打著民用旗號，掩飾真實軍事身份；從排水量不足500t的偵察艇，發(fā)展到排水量超過1萬噸的巨型核動力偵察船；偵察頻段已經覆蓋30kHz～100GHz，對各種雷達信號和通信信號進行偵收、測量，完成測向和竊聽；美、蘇／俄都走過了三代電子偵察艦船的發(fā)展之路。

隨著空間技術的應用，20世紀60年代起天基海洋空間信息收集系統開始研發(fā)，它利用衛(wèi)星平臺對海洋的各類艦船活動態(tài)勢實施動態(tài)監(jiān)視和竊聽，即應用衛(wèi)星運行進行掃描探測，完成對海面目標和水下潛艇目標等的發(fā)現、定位、識別和跟蹤；有效識別目標特性，以及監(jiān)視艦船編隊隊形、航向和航速等運動狀態(tài)，為軍事斗爭提供關注海域或全球海域的海洋目標活動態(tài)勢，從而及時發(fā)現軍事危機和戰(zhàn)爭的征候。美國海軍從1968年開始研究衛(wèi)星海洋監(jiān)視系統的可行性，發(fā)展“白云”系列衛(wèi)星，采用大視場的電子偵察技術和多星時差定位體制，實現對海洋目標的發(fā)現、跟蹤、定位和識別；1976年開始發(fā)射并取得成功，已經經歷第一代“白云”海洋監(jiān)視系統（1976～1991）、第二代“天基廣域監(jiān)視系統”（1990～2000年）和第三代“聯合天基廣域監(jiān)視系統”的發(fā)展過程。

前蘇聯的海洋監(jiān)視衛(wèi)星計劃始于20世紀60年代，可分為2個階段，1965～1973年為試驗階段，1974年5月開始進入實用階段。其海洋監(jiān)視衛(wèi)星分為核動力雷達型海洋監(jiān)視衛(wèi)星系列（US－A）和電子型海洋監(jiān)視衛(wèi)星系列（US－P）。前者使用功率為幾千瓦的雷達探測海面艦艇，后者是通過接收艦載無線電設備和雷達發(fā)射的信號對海洋目標探測；電子型海洋監(jiān)視衛(wèi)星不帶核燃料。這兩類衛(wèi)星均混編在“宇宙”號（COSMOS）衛(wèi)星系列中，兩類衛(wèi)星可以單獨工作，也可以協同工作，1978年整個系統投入使用。1981年以后，US－A和US－P與天基導航通信系統、艦（包括潛艇）載反艦武器開始聯通運行；US－P也經歷了US－PM（第二代）和US－PU（第三代）的發(fā)展過程。20世紀90年代俄羅斯又構想發(fā)展新型電子偵察通用衛(wèi)星系統，替代海洋監(jiān)視和陸地監(jiān)視。

1.2 發(fā)展趨勢

1）海洋空間信息安全威脅向立體化發(fā)展

海洋空間是以海洋為核心的立體空間，包含海底、深海、淺海、海面、海空等不同特性的空間。隨著技術的發(fā)展，海洋空間信息安全威脅從海洋空間向臨近空間、外層空間拓展，針對不同的層次空間特征，包括不同的信息環(huán)境和自然條件，采用不同的方案，形成多層次、立體化體系，實現多源信息融合、多功能冗余互補，海洋空間信息安全令人擔憂。

2）海洋空間信息安全威脅向一體化發(fā)展

隨著高科技的發(fā)展，未來戰(zhàn)爭對空間的依賴越來越強，海戰(zhàn)將從?？找惑w戰(zhàn)拓展到深海、太空及網絡，信息安全威脅將以體系形式出現，因此，海洋空間信息安全威脅正在向一體化發(fā)展，跨越陸、海、空、天、賽博五維空間，適應聯合作戰(zhàn)的需求。另一方面，信息安全威脅手段也從單種方式（如電子或網絡等）向網電一體化綜合威脅（即網電一體）發(fā)展。

3）海洋空間信息安全威脅向無人化發(fā)展

隨著微電子、計算機、人工智能、小型導航設備、指揮控制硬件和軟件的發(fā)展，在海洋空間信息安全威脅中，無人化技術發(fā)展很快，海上無人機已經用于海洋信息偵察；水下無人航行器正在迅速發(fā)展，也應用于水下的信息獲取，包括海洋戰(zhàn)術數據收集、水下目標搜索和偵察等。無人化海洋信息獲取手段使用靈活，功能多，環(huán)境適應性強，風險低，大大提升了海洋空間信息安全威脅效能。

2 海洋空間信息安全軍事需求

1）海洋空間信息安全是維護海權和國家安全的必需手段

當今世界最引人矚目的特征是全球化，表現為商品、資本、技術、人員、信息、觀念文化等社會要素全球流動，以及各種事物相互影響的全球關聯性。全球化顯著改變著人類社會的總體面貌，孕育著對海洋的巨大依賴。海洋作為天然通道不僅是經濟大動脈，也是方便快捷的軍事交通線和廣闊的戰(zhàn)略機動空間，軍事大國利用海洋對別國安全構成威脅。國家生存安全和發(fā)展安全都與海洋密切相關，維護海洋安全、掌控國家海權是一種舉足輕重的國家戰(zhàn)略手段；隨著信息化戰(zhàn)爭轉型，海洋空間信息安全是維護海權和國家安全的必需手段。

2）海洋空間信息安全是全軍信息安全的重要組成部分

海洋空間占據地球空間的絕大部分，軍事大國借助海洋公共通道和戰(zhàn)略空間部署投放軍事力量，對世界局勢造成嚴重影響。海洋空間往往是覺察軍事行動和戰(zhàn)爭征候最有效的空間之一，然而海洋空間人煙稀少，海洋信息系統復雜，海洋空間信息安全既具有獨特性，又是全軍信息安全的重要組成部分。

3 海洋空間信息系統特點

由于海洋空間浩瀚無際，人煙稀少，海洋信息來源比較少，隨著人們海洋活動日益頻繁，對海洋空間信息的需求與日俱增，因此海洋空間信息系統也越來越復雜，通常包括海洋氣象環(huán)境和海況信息系統，海洋通信系統，海洋導航系統，海洋警戒、預警系統，敵我識別系統，指揮控制系統等。

海洋空間信息系統具有如下特點：

1）海洋空間信息系統對外層空間的依賴密切

海洋空間信息系統通常離不開天基的支持，海洋空間信息系統是空間信息系統的組成部分之一，因此海洋空間信息系統也具有空間通信的暴露性、脆弱性、鏈路距離長、誤碼率高等特點，海洋空間信息安全可借鑒空間信息安全技術。

2）海洋空間信息系統移動性大

由于海洋目標處于運動狀態(tài)，因此海洋信息鏈路的建立和保持通常是動態(tài)的，具有移動通信的特點，即海洋空間信息系統處于動態(tài)變化中，從而使得海洋空間信息安全技術復雜多變，難度大。

3）海洋鏈路通信方式多

海洋鏈路既有無線傳輸，又有電纜和光纜傳輸，無線傳輸使用的頻譜寬，從聲波到光波，傳輸介質從海水到外層空間，都有涵蓋，傳輸特性千變萬化。由于海洋目標姿態(tài)變化大，一般天線波束較寬，鏈路暴露性、開放性突出，海洋空間信息安全途徑擬采用聲納安全、電子安全、光電安全等手段。

4）海洋空間信息網絡節(jié)點分散、規(guī)模小

由于海洋范圍大，數據采集通常采用分散的數據收集平臺（含浮標等），數據率不高，而海洋艦船編隊相對規(guī)模也不大，網絡鏈路層比較脆弱，海洋空間通信網絡協議有一定特殊性，因此海洋空間網絡安全需要專門研究。

5）海洋空間信號環(huán)境密度較低

由于海洋范圍廣闊，海洋目標密度相對稀少，電磁信號的背景環(huán)境不像陸地那樣復雜，海洋上無線電干擾源很少，幾乎不存在工業(yè)干擾、無意干擾。無線電信號密度較低，電磁信號環(huán)境比較“凈”，信號安全相對容易實現。

6）海洋空間信息系統開放性大

海洋空間信息系統民用比例較大，有時軍、民交織，開放性較大，同時海洋的國際法規(guī)多，因此，海洋空間信息安全擬采用軍民結合、平戰(zhàn)結合、寓軍于民的策略。

4 海洋空間信息安全技術途徑

海洋空間信息安全的任務可分為海洋空間的信息防御和信息支援。信息防御是指海洋空間信息系統所采用的旨在保持、保護、恢復和重構己方（含友方）信息系統的措施，可分為主動防御和被動防御。信息支援是為信息防御提供技術支持，也包括為軍事行動快速決策、提供近實時威脅識別而采取的行動。

海洋空間信息安全技術途徑可分為陸基、海基、空基、臨近空間和天基海洋安全系統。

陸基海洋空間信息安全系統是利用海岸、島礁構建的海洋空間信息安全系統。陸基海洋空間信息安全的繼承性和技術可行性較好，因為陸基設備的體積、質量和功耗可以不受限制，天線可以做大，所以既能接收微弱信號，也能發(fā)射大功率信號，但是由于受地球曲率和海況影響，其作用距離有限。

?；Ｑ罂臻g信息安全系統是利用艦船和水下航行器等構建的海洋空間信息安全系統。通常繼承性和技術可行性也較好，但是技術條件還要受到平臺一定的制約；?；畔踩到y活動范圍大，可利用公海海域、水上、水下完成海洋空間信息安全任務，可以擴大海洋空間信息安全的覆蓋范圍。

空基海洋空間信息安全系統是以飛機或氣球為平臺構建的海洋空間信息安全系統。由于設備受到平臺技術條件限制，技術難度較大；而且飛機的活動范圍往往受到領空限制；另一方面，飛機的飛行速度快，駐留時間短，效能較低。

臨近空間海洋信息安全系統是利用臨近空間飛艇構建的海洋空間信息安全系統，由于臨近空間處于空天過渡區(qū)，在覆蓋、靈敏度和精度等多種性能上常常有恰到好處的特點，并且能在給定海域上空長期駐留，但飛艇的技術難度大，當前還處于預先研究階段。

天基海洋空間信息安全系統是利用空間飛行器構建的海洋空間信息安全系統，天基海洋空間信息安全系統瞬時覆蓋范圍大，效能高，不受地域、時域限制，與其它技術途徑相比，具有較大優(yōu)勢和發(fā)展前景；但天基系統載荷設備受到體積、質量和功耗的嚴格限制，而且空間環(huán)境惡劣。

5 關鍵技術

1）海洋空間信息安全總體技術

分析研究海洋空間軍事信息威脅和信息環(huán)境背景，研究海洋空間信息安全系統任務功能、使命，研究海洋空間信息安全技術途徑，分析論證海洋空間信息安全體系構架和發(fā)展戰(zhàn)略，研究海洋空間信息安全系統總體方案，并進行可行性分析論證，分解關鍵技術。

2）海洋空間電子系統安全技術

研究海洋空間電子系統安全任務功能、總體方案、技術指標，進行可行性分析論證，研究關鍵技術，包括海洋目標高精度定位技術、海洋空間盲偵察技術、海洋空間電子防御技術、海洋空間電子干擾和抗干擾技術等。

3）海洋空間聲納安全技術

研究海洋空間聲納安全任務功能、總體方案、技術指標，進行可行性分析論證，研究關鍵技術：海洋目標高精度聲納定位技術，海洋空間聲納探測、識別和防御技術，海洋空間聲納干擾和抗干擾技術等。

4）海洋空間光電安全技術

研究海洋空間光電安全任務功能、總體方案、技術指標，進行可行性分析論證，研究關鍵技術等。

5）海洋空間網絡安全技術

研究海洋空間網絡特性，研究海洋空間網絡安全任務功能、技術途徑、總體方案、技術指標，進行可行性分析論證，研究關鍵技術等。

6）海洋空間一體化信息安全技術

研究信息化轉型，研究一體化聯合信息安全，研究信息安全指揮控制方案，研究信息安全數據融合和共享，研究信息安全一體化方案等。

7）海洋空間氣象海況信息安全技術

研究海洋空間氣象海況信息系統，研究海洋空間氣象、海況信息等關鍵技術。

8）海洋空間信息安全仿真、評估技術

研究海洋空間信息環(huán)境背景和模型，研究海洋空間信息安全模型，研究海洋空間信息安全指揮控制模型，研究海洋空間信息安全效果評估方法，構建系統仿真、演示研究平臺。

9）新概念海洋空間信息安全技術

跟蹤研究信息安全技術發(fā)展，研究海洋空間信息安全新概念、新技術。

6 結束語

綜上所述，與外層空間相比，海洋空間是人類資源的第二大空間，且包含人類共享而又更易到達的公?？臻g。隨著經濟全球化的加速發(fā)展，以及國際軍事格局的變遷和信息化的轉型，海洋空間信息安全必將是信息化時代的戰(zhàn)略高地，開展海洋空間信息安全頂層設計研究、加速發(fā)展海洋空間信息安全系統具有深遠的戰(zhàn)略意義。■

［1］ 吳涵，施未來.海洋環(huán)境對海軍信息作戰(zhàn)的影響及對策［J］.海軍學術研究，2011（10）：46－48.

［2］ 周謀，曾慶永，顧利國.大洋諜眼——美國電子偵察船［J］.外軍信息戰(zhàn)，2009（5）：42－46.

［3］ 李紅軍.法國新一代情報偵察船［J］.艦船知識，2008（2）：44－45.

［4］ 徐興澤.俄羅斯“Legenda”海洋監(jiān)視系統及其最新進展［J］.電訊技術動態(tài)，2010（1）：34－36.

［5］ 郭勁.臨近空間飛行器軍事應用價值分析［J］.光機電信息，2010（8）：22－27.