世界海军电子信息装备的发展现状与技术水平

李红军

世界海军电子信息装备主要包括海军信息获取装备、海军信息传输装备、指挥控制系统和电子战装备。在海军电子信息装备的作用下，海军各作战单元（舰、艇、飞机、无人机、无人潜航器等）能够实现高度的互连、互通、互操作，使得各作战单元能够像一个整体一样协调、有效工作，从而实现各作战单元的优势互补，最大限度地发挥整体作战能力。

信息获取装备

海军信息获取装备是负责情报、监视与侦察的海军电子信息装备，由大量的侦察监视卫星、雷达、水声探测器材（包括声纳、水听器等）、光电设备等探测装备组成。这些信息获取装备是海军武器平台的感官系统，是获取外界信息的最主要手段，是实现态势感知的保证。当前，世界海军信息获取装备种类多，分布广，多传感器融合、信息共享、目标识别等技术发展迅速，构建多层次、全方位、综合一体的信息获取体系成为发展的重点

侦察监视卫星居高临下，覆盖地域广，在信息获取方面具有其他平台系统无法比拟的优势，能够为战前准备、掌握态势、机动兵力、综合利用火力、后勤保障，特别是指挥作战提供信息优势。海军用于海战场侦察监视的卫星主要有海洋监视卫星和照相侦察卫星。如，美国海军有“白云”（Whitecloud）海洋监视卫星和“锁眼”、“长曲棍球”（Lacrosse）等照相侦察卫星，俄罗斯海军有“海洋雷达监视卫星（RORSAT）”和“海洋电子监视卫星（EORSAT）”等海洋监视卫星。目前，美俄等国正在积极发展卫星侦察监视技术，追求探测谱的多样性，发展宽频谱、多谱段、超光谱，提高卫星的探测识别能力。在成像侦察方面，重视发展星载合成孔径雷达和红外成像技术，充分发挥其穿云破雾、微光夜视和识别伪装的特点，提高时间分辨率，并以光学的高分辨率保证详查；在海洋监视方面，成像和电子遥感器配合使用，使系统同时具备较强的发现、识别、定位能力。高光谱、超光谱技术是美国正在发展的一项技术，该技术是一种集光学、光谱学、精密机械、电子技术及计算机技术于一体的新型遥感技术。目前应用的多光谱技术只能分辨十几种光谱，效能较低。高光谱可分辨上百余种光谱，超光谱能分辨上千甚至上万余种光谱，效能最高。超光谱探测器是在连续光谱段上对同一目标成像，直接反映被测物体的光谱特征，能识别各种目标，将进一步提高战场透明度。目前，美国高光谱、超光谱技术还处在试验阶段。

雷达是海上信息战的重要信息来源，担负着警戒、跟踪、火控、导航以及气象探测等多项任务。雷达种类众多，其中舰载雷达包括舰载警戒雷达（工作频段为米波或分米波，典型装备有美国AN/SPS-49雷达），舰载引导雷达（多为三坐标雷达，典型装备有法国S1850M雷达）、舰载搜索雷达（典型装备有AN/SPS-58、AN/SPS-67、DRBV15等）、舰载多功能相控阵雷达（典型装备有AN/SPY-1雷达、双波段雷达、“桑普森”、APAR）等，机载雷达包括传统雷达和有源相控阵雷达，前者主要包括AN/APG-73型雷达，后者主要包括AN/APG-79、RBE-2等。目前，各国正在积极研制各种体制的新型雷达，主要包括双基地雷达、扩谱雷达、超视距雷达、微波成像雷达以及新型多功能相控阵雷达，其中合成孔径雷达和有源相控阵雷达技术是世界各国雷达技术发展的热点。随着合成孔径雷达需求日益旺盛，微型合成孔径雷达技术发展迅速，其应用平台正在向天基和小型无人机延伸。2008年初，美国InSAR公司在“扫描鹰”无人机上测试了一种仅0.9千克重的微型合成孔径雷达（NanoSAR），该型雷达能够在多种气象条件下为无人机提供监视功能。另外，一些基础性技术，如砷化镓单片微波集成电路技术、氮化镓技术、硅锗技术的发展为有源相控阵雷达向多功能、高功率和低成本方向发展奠定了重要的基础。而且，数字波束形成技术开始应用于有源相控阵雷达，如洛·马公司于2008年采用可扩充固态S波段雷达工程开发模型，成功地应用数字波束形成技术演示了实时定位和跟踪目标的能力。目前，美国、俄罗斯、法国均在发展新一代机载有源相控阵雷达，而且美国还在开发相控阵雷达有源电扫描阵列天线的其他功能，其中雷声公司于2007年初证实，机载有源相控阵雷达可作为通信装置使用，并具有极高的数据通信能力。

声纳是利用水声传播特性对水中目标进行传感探测的技术设备，可进行水声对抗、水下战术通信、导航和武器制导，保障舰艇、反潜飞机的战术机动和水中武器的使用等。典型装备有英国2076型综合声纳系统、美国AN/ SQR-19拖曳线列阵声纳和美国AN/AQS-22机载低频主动吊放声呐等。近年来，由于安静型潜艇的出现，给声纳设备带来了很大挑战，也推动了声纳技术及声纳设备的发展。目前，舷侧阵技术、共形阵技术、水声网络探测技术等先进技术大量应用到新型声纳中，如美国AN/BQG-5D宽孔径舷侧阵声纳和法国TSM2253平面舷侧阵声纳都采用了舷侧阵技术，前者工作频率0.2～8kHz，方位精度0.2°，探测距离10海里；后者最大探测距离超过30 海里。新一代声纳均采用多种信号、多种处理方式、多种传播途径、多种传感器探头、多种终端以及多种辅助手段，实现更高程度的综合控制、综合管理、集中处理和集中显示，确保声纳的性能向着多功能化、综合化、自适应化和智能化方向发展。

光电设备是一种重要的信息探测辅助设备，主要用于观察、搜索、捕获、跟踪和测量等。目前，光电设备发展为光电跟踪仪、激光测距仪和目标指示器、红外跟踪仪、红外警戒系统、潜望镜和潜艇光电桅杆等。典型装备包括美国LITENING AT瞄准吊舱、机载红外对抗（IRCM）系统、M36E3热像仪等，法国“阿耳忒弥斯”、“看门人”等。尽管光电设备是一种辅助探测手段，但是光电技术仍然得到了广泛的发展和应用。目前，战场实时数字图像探测与成熟技术、全天候精确瞄准、跟踪及目标识别技术、定向红外对抗技术、光电桅杆等技术得到了快速发展，使得战场空间更加“透明”。例如，光电桅杆是指挥与控制系统的电子成像子系统，无需穿透艇体。它包括可见光、红外和电子测量传感器，具有隐身性能。这种无需穿透耐压壳体的桅杆可直接布置在指挥舱的合适位置，不但提高了潜艇耐压强度，而且也给指挥舱的布置带来了极大的方便。除了核潜艇（包括“弗吉尼亚”级上的AN/BVS-1光电桅杆、“德尔塔”III、IV级弹道导弹核潜艇上的“砖雨”光电桅杆、“凯旋”级弹道导弹核潜艇上的OMS光电桅杆）以外，常规潜艇也开始装备这种非穿透型光电桅杆，如俄罗斯“拉达”级潜艇和西班牙S-80潜艇。endprint

海军信息的获取已经不再由同一型设备单独实现，往往是大量的侦察监视卫星、雷达、水声探测器材（包括声纳、水听器等）、光电设备等探测装备共同作用并进行信息融合的结果，实现持续全面的战场态势感知。目前，世界各主要国家都在构建多层次、全方位、综合一体的信息获取体系。例如，美军正在发展由天基红外系统卫星、E-2D预警机、改进型地基/海基预警雷达等组成的立体无缝预警探测体系；同时还在构建以“广域天基图像收集者”侦察卫星、P-8A“多任务海上飞机”及各种无人机为骨干的高精度实时情报侦察体系。

信息传输

现代战争对信息的需求量越来越大，对信息传输（即军事通信）的依赖程度也越来越高。当前世界信息传输以卫星通信和数据链通信为主，宽带、大容量、高传输速率和实时传输是目前通信技术的发展热点，对潜通信也取得了重大进展。

如今，军事通信已经不再是单纯的保障力量，而是作战力量的重要组成部分。海军作战平台的远程性、机动性、分散性、多重性、立体性，更是必须紧紧依靠通信系统来完成前方与后方、系统与系统、探测网与交战网彼此之间的信息连接，海军通信的地位和作用更加突出。海军通信系统主要包括卫星通信、数据链通信、对潜通信等。其中卫星通信和数据链通信是海军信息传输的主要方式。

卫星通信距离远、容量大、抗干扰能力强、可靠性高、不易摧毁，得到各国军方的高度重视，成为军事通信的重要手段。通信卫星是世界上发射最多、应用最广的一类卫星，目前在轨工作的通信卫星约有300余颗，军用卫星和军民两用卫星约各占一半。当前世界各主要国家正在发展新型军用通信卫星系统，例如美国计划用“宽带填隙系统”（Wideband Gapfiller）逐步替代“国防卫星通信系统”，用“移动用户目标服务系统”（MUOS）替代“特高频后继星”（UFO），用“先进极高频系统”（AEHF）替代现有的“军事星”系统；英国正在发展下一代 “天网V”型卫星，其主要设计目标包括与美国和其他盟国的通信系统的互通性，并覆盖欧洲、中东和部分亚洲地区、大西洋海域和美国的东部地区。“天网V”卫星将搭载UHF、SHF、Ka和EHF频段的转发器，配备保密控制链路、调零天线、加固运载舱、有效载荷以及可升级的地面终端和调制解调器，并将在最大程度上吸收商用宽带卫星通信技术和商用个人通信技术。目前，国外军用卫星通信及卫星通信技术向着三军通用、军民共用，提高抗干扰能力，增强保密性以及提高生存能力的方向发展，并从重点保证核大战条件下的战略通信转变为保障常规战争的战术通信，技术上增强抗干扰与星间通信能力，增加数据传输带宽，进一步提高总通信容量，不断发射新的性能更好的通信卫星以满足不断增长的军事通信需求。其主要发展重点如下：

一是向数字化方向发展，从而实现卫星通信的高度安全保密性，有利于抗干扰、抗截收和进行各种信息处理。

二是向更高的频段发展，未来的军用卫星通信将更多地向EHF频段扩展。更高频段可以在更宽的频谱上实施大范围扩频以增强抗干扰能力，能减少核爆炸诸效应造成通信信道劣化甚至阻塞的机会，能减小地面终端的体积和重量等。

三是利用多种类型的轨道。尽管静止轨道优点很多，是现今通信卫星的主用轨道，但其轨道位置有限，而且不能覆盖极区。为实现全球覆盖，特别是为了防止反卫星武器的攻击，军用通信卫星的轨道有多样化的趋势，诸如中轨道（MEO）及低轨道（LEO）军事通信卫星。

四是转发器的多卫星搭载。转发器的分散搭载将使敌方难以攻击，大大提高了通信的生存力。对于关键战略线路必须采取这类措施，平时关机而战时在常用军事卫星被敌方干扰或摧毁时突然开机工作的这些转发器便可提供应急通信。

此外，引进星间链路、使用多波束天线、利用星上处理技术、发展高速宽带跳频等也成为卫星通信新的发展热点。

战术数据链是北约/美军海上通信的一种重要方式，可实时或近实时地进行战术信息分发。美国海军现用的战术数据链路主要有4A号链、11号链、16号链等。从20世纪50年代美军/北约的防空预警系统装备使用数据链以来，战术数据链系统的功能不断完善，应用领域不断扩展。通信方式从点对点、点对面（中心站对终端站），发展到面对面；传输内容从单一信息，发展到多类信息；应用领域从专用系统，军种内使用，发展到三军通用；使用范围从视距内，发展到中继超视距、卫星远程。目前，战术数据链发展热度不减，表现出几大特点：

一是提高综合性能。为提高多武器平台协同作战与实时精确打击能力，战术数据链朝着高速率、大容量、抗干扰、扩大覆盖范围的方向发展。北约正研发Link-22，融合了Link-16和 Link-11的功能和特点，采用跳频工作方式，提高抗干扰能力，实现超视距传输；美军正发展 Link-16E，计划2015年取代 Link-4和Link-11。

二是发展武器协同数据链。武器协同数据链将各种传感器信息综合后，提供可满足火控系统要求的数据和精确、实时的战场态势，从而实现多平台武器系统的协同作战。

三是构建数据链体系。美国根据“网络中心战”的要求构建数据链体系，提出可互操作的三级作战网络结构。第一级为复合跟踪网络（交战网络），使用“协同作战能力”系统等数据链，战术级网络用户不超过24个，信息传输时间（从传感器到用户）为零点几秒，信息精度达到武器控制级；第二级为联合数据网络，使用Link-16，战区网络用户不超过500个，信息传输时间为秒级，精度达到部队控制级；第三级为联合计划网络，使用全球指挥控制系统等。战略级网络用户不超过1000个，信息传输时间为分钟级，精度达到决策和部队协同的要求。

对潜通信主要是无线电通信（长波）。俄罗斯海军水下信息传输能力较强，潜艇上通常装备有多种通信设备，如极低频通信浮标天线、卫星通信设备、高频/甚高频天线、低频/甚低频通信浮标等。其中极低频信号能够穿透冰层，且衰减很小，据称水下120米处的潜艇和北冰洋27英尺（约8.2米）厚冰层下的潜艇均能通过拖曳天线接收极低频信号。由于受潜艇通信和侦察设备的作用距离以及安全性要求的限制，潜艇通信技术发展比较缓慢，尤其是潜艇在深潜或加速时进行通信比较困难。近年来，大量低成本商用通信技术，例如数据压缩和经过改编的软件模块等，开始在对潜通信中应用。美国海军水下通信已取得重大突破，2011年4月，美国海军成功测试了“深海汽笛”战术寻呼系统。该系统由雷声公司于2005年开始研发，系统由1个卫星通信传输控制站、1个网关浮标（一次性使用）和1个安装在潜艇上的接收机解码站组成。其中，浮标配备“全球定位系统”，可由潜艇、固定翼/旋转翼飞机或水面舰艇投放，待机时间为3天，进行声信号传输的时间累计可达30分钟。卫星通信传输控制站和接收机解码站均为手提式，便于携行。前者可与任何配备“铱”星通信装置的岸上、海上或空中战术平台配合使用，后者则与潜艇自带的声纳系统配合使用。该系统的成功研制，能够使潜艇在潜航过程中进行通信，填补了美国海军水下通信的空白。endprint

指挥控制系统

指挥控制系统是联合作战的神经中枢，功能是对信息传输装备送来的信息进行处理和利用。它通常配置在指挥中心、指挥部或指挥所，用于对所属部队实施指挥和对武器发射进行控制。按照指挥级别，指挥控制系统可分为战略级、战区级和战术级。例如，美国全球指挥控制系统（GCCS）就是美国战略级指挥控制系统；海军全球指挥控制系统属于战略和战区级指挥控制系统；“宙斯盾”指挥与武器控制系统则属于战术级系统。由于作战管理系统能够提高舰艇的自动化程度，减少人力需求，降低运行成本，快速提供战斗力，因此得到了广泛的应用。例如，美国海军在首艘近海战斗舰“自由”号上集成了COMBATSS-21作战管理系统，洛克希德·马丁公司正在为英国下一艘“机敏”级潜艇提供平台管理系统，加拿大“哈利法克斯”级护卫舰将在新型指挥控制系统中集成萨伯公司的9LV作战管理系统，从而实现指挥控制系统与作战管理系统的集成。

目前，海军指挥控制系统发展迅速，广泛采用先进的信息技术，主要包括开放和分布式体系结构技术、辅助决策技术、多功能显控台技术等，系统连通性、协同性和自主决策能力大大提高，作战指挥更加自主灵活。例如，美国海军正在研制的新一代水面舰艇“舰艇自防御系统”（SSDS）将完全采用分布式体系结构；法国SENIT8系统、TAVITAC系列、英国SSCS水面舰艇作战系统和SMCS潜艇作战系统等都采用全分布式体系结构。专家系统等辅助决策系统也开始在指控系统中广泛应用。例如，美国海军在太平洋指挥中心作战管理系统中加入了5个专家系统，分别是兵力需求专家系统：用于监视舰队战备情况，确定态势变化的影响并生成作战预案；实力评估专家系统：可完成原来40名参谋的工作，自动给出太平洋地区美、俄海军的实力对比；战役模拟专家系统：用于模拟选定作战方案；作战计划生成专家系统以及策略生成与评价专家系统。在“卡尔·文森”号航母上装备的“作战行动队”专家系统，包括三维数据管理、部队级预警、知识获取工具等。另外，多功能显控台已成为舰艇作战系统的主流配置。在目前已研制的分布式指控系统中都采用了多功能显控台，如美国UYQ-70、法国VISTA、荷兰MOC MK2/3等。先进信息技术的大量采用，使得海军指挥控制系统具备了对战区及舰艇编队的指挥支持能力。未来海军指挥控制系统发展的重点仍将是，继续采用大量先进的信息技术，实现对海量信息的综合利用，以及为人员指挥、兵力协调运用等方面提供决策支持。

电子战装备

当前，电子战由传统的通信对抗和雷达对抗扩展到多种信息形式、多种手段的对抗，先进电子战技术的应用使得电子战装备正在向软硬杀伤结合，超宽频段覆盖、侦察干扰一体的方向发展。

电子战装备是专门用于电子对抗侦察、电子进攻与电子防御的系统、设备和器材的总称，是现代作战飞机、舰艇、潜艇等平台的重要电子设备。典型装备包括美国AN/SLQ-32（V）舰载电子战系统、俄罗斯“足球”电子战系统以及箔条弹、红外弹等无源干扰装备。其中美国AN/SLQ-32（V）舰载电子战系统于20世纪70年代开发，30年来历经螺旋式升级，拥有众多的改进型和不同配置，现已成为美国海军各类舰艇的标准配置，实现了电子侦察、有源干扰、无源干扰一体化，大大提高了电子战系统的整体作战效能。该系统采用了多波束技术，其电子侦察设备对目标的捕获时间极短，约为51毫秒，电子防御设备可用140个波束同时干扰70～80个目标。

目前，由于先进的计算机和信号处理技术的迅速发展和海上威胁的不断增大，电子战装备自动化程度不断提高，信号处理能力不断增强，发射功率不断加大，与之对应的电子战内涵也在不断扩展，传统的以使用普通通信干扰、雷达干扰为主要作战样式的电子战形式将逐渐让位于多种信息形式，多种手段的对抗。电子战装备的工作频段不断扩展，频段将在现有以射频和光电为主的基础上，迅速向低端的声频和高端的光频扩展；多功能、通用性将越来越强，将形成兼具通信、探测等支援功能，电子干扰、压制和摧毁等攻击功能，以及网络战功能的综合电子战装备。endprint