美国海军水下信息网络的发展现状与趋势

李红军

近年来，尽管水下信息感知和传输技术有了长足的发展，但由于海洋环境极为复杂，水下战场相对于水面和空中，透明度仍然不高。以水下为主要战场的潜艇，具有隐蔽性好、机动范围广、打击威力大等显著特点，仍然是世界各国包括美海军重点的防御对象。为此，以美海军为首的主要国家海军积极推进水下信息网络建设，通过网络实现水下各种预警探测节点之间以及节点与其他维度平台之间的网络化信息联接，大力提高反潜作战能力。

美国海军水下信息网络的发展现状与特点

发展现状

美海军发展水下信息网络可以追溯到美国20世纪50年代建设的固定式水下监视系统（SOSUS）。20世纪80年代后期，美国开始研制和部署采用光纤传输和局域网技术的分布式固定监视系统，主要包括固定式分布系统（FDS）和先进可部署系统（ADS），同时，为弥补固定式阵列的不足，美海军先后发展了舰载拖曳阵监视系统（SURTASS）和多功能拖曳阵列（MFTA），装备在水面舰船上，弥补固定式探测阵列无法移动的缺陷。上述固定式和拖曳式装备共同构成了综合水下监视系统（IUSS）。

20世纪90年代开始，由于无线传感器网络的发展，美海军又将水下信息感知的重点聚焦到网络化反潜预警方面，“广域海网”（Seaweb）、“近海水下持续监视网络”（PLUSNet）、可部署自动分布式系统（DADS）就是其中的代表。

“广域海网”是美海军基于“网络中心战”思想建设的“部队网”的水下部分。目的是通过可靠的传输链路，将传感器网络、信息网络与作战网络进行合成，使每一个传感器、每一艘舰艇、每一架飞机都能成为体系中的一个节点；通过可靠的通信链路，各个固定或移动节点均可自由地接入网络，快速准确地发送、接收信息，实现各平台、节点之间的通信，并能在出现故障的情况下自我修复，从而构成跨系统、跨任务、跨平台、跨国的综合性分布自主式水下作战信息网络体系，实现对水下作战信息的广泛获取、自由联通、高度集成融合、交互共享和应用，为浅海复杂环境下对安静型潜艇实施作战提供有力的信息支持，以夺取近海水下作战空间优势。

近海水下持续监视网络是一种半自主控制的海底固定+水中机动网络化设施，由携带半自主传感器的多个潜航器组成。这些潜航器能够互相通信，并在没有人为指令的情况下做出基本决策，从而履行多种功能，包括对温度、水流、盐度、化学成分及其他海洋元素进行取样，密切监视并预测海洋环境。其目的是通过网络化协同工作，对安静型常规潜艇进行探测、分类、定位和跟踪，可在大约10000平方千米的区域内为反潜战提供监视能力。

可部署自动分布式系统是美海军研究局联合空间和海战系统司令部正在研发的未来海军近海防雷反潜作战研究项目。该系统是由布设在海底、可长期自主工作的水声传感器组成的水下监视系统，可以对重要的海域进行较长期的水声目标监视和水声信息采集。美海军在2001年6月进行了DADS应用的舰队作战试验，它由14个固定节点组成，包括2个DADS传感器节点、2个浮标网关节点和10个遥控声纳中继节点，装备Sublink设备的潜艇作为移动节点参加试验，“广域海网”服务器分别部署在潜艇和岸基反潜作战指控中心。2007年已经成功进行了40个节点的样机演示，当时计划于2010年形成作战能力。据美海军预算显示，DADS系统2010年已完成样机演示，但仍有研究拨款。目前尚未发现有采购拨款。

发展特点

通过对美海军水下信息网络发展现状的分析，可以分析出美海军水下信息网络如下发展特点。

固定部署与移动部署相结合

水下信息网络源于美国20世纪50年代发展的SOSUS水听器阵列。SOSUS是一种固定式水下监视系统，由设置在港湾、海峡和主要海上通道附近的探测设备和岸基信号处理系统组成。与舰艇及机载探潜系统相比，固定式水下监视系统具有很多优点，包括不受运载工具容积和载重量的限制，可使用大尺寸的基阵，可增大作用距离；探测系统可根据不同海区的水声传播条件设置于有利的水层，并可避免各种运载工具的噪声干扰；隐蔽性好，不易被敌方破坏。

但是，这种传统的水下信息获取主要依靠单个传感器，该方式的探测效率较低，很难满足对大范围、长时间水下信息获取的需求。通过网络技术将多个不同位置布放的传感器进行互联，各节点间通过可靠的通信手段实现数据的交换、分发和汇聚，采用集中或分布式数据处理实现对网络覆盖范围内目标的探测、定位、跟踪和分类识别等功能，可以形成分布式网络化水下预警探测系统。因此，20世纪80年代后期，国外开始研制和部署采用光纤传输和局域网技术的分布式固定监视系统，典型代表是美国的FDS（固定式分布系统）、FDS-C（民用现成技术固定式分布系统）等。分布式水下监视系统具有机动灵活、效费比高等优点，扩大了水下预警的探测范围和持续时间，可有效增强水下战场的信息感知能力。

20世纪90年代以来，国外开始重点研究可部署的水下监视系统。美国近年来发展的先进可部署系统、可部署自动分布式系统、近海水下持续监视网络等都是可部署的水下监视系统。这些系统能够通过水下、水面和空中平台进行部署，水下综合采用固定式和移动式传感器节点，能够实现机动部署和协同工作。这在一定程度上克服了固定式水下监视系统的缺陷，具有了更大的灵活性。但是，由于固定式水下监视系统以其可长期持续监视的能力，仍在水下预警监视中发挥着重要作用，也是目前各国海军发展的重点之一。

浅海探测与深海探测相结合

随着美海军战略重点逐渐由深海向浅海转移，美海军高度重视浅海水域的水下监视，先后研发了先进可部署系统、近海水下持续监视网络、固定分布式系统等一系列适用于浅海区域的水下信息网络。先进可部署系统可对浅水近岸环境中的安静型潜艇进行探测，近海水下持续监视网络更是专门用于在西太平洋地区的近海环境中对安静型常规潜艇进行探测、分类、定位和跟踪。固定分布式系统虽然不是专门针对浅海探测研制，但也可以部署在浅水区，用于发现潜艇（静音柴电潜艇、潜航器）。由此可见，浅海水下信息网络是美海军水下信息网络发展的重点。endprint