舰艇编队通信对抗体系研究

何跃宏，孙良伟，王首斌

(中国电子科技集团公司第三十六研究所，浙江 嘉兴 314033)

0 引 言

随着科学技术的进步和信息化程度的不断提升，舰艇编队已成为各国海军遂行海上军事任务的主要作战力量。舰艇编队以航母为核心，由防空驱逐舰、反潜护卫舰、攻击型核潜艇、舰载机、综合补给舰和各类支援保障力量组成，具备防空、反潜、反舰和对陆攻击等综合作战能力，是海上作战的主要兵力和重要的编组形式[1-2]。通信对抗是舰艇编队对抗的重要内容，可对敌编队内的指挥控制、语音通信和战术数据链等电磁信号进行截获侦察，获取敌目标电磁态势和通信情报，并在必要时实施干扰，阻断和破坏敌通信链路，同时保障己方通信信号不被敌截获和干扰。通信对抗贯穿于舰艇编队对抗的始终，在很大程度上直接影响了编队对抗的成败[3-4]。

在未来高度信息化条件下的海上舰艇编队作战中，通信对抗越来越重要，且日益表现为体系与体系之间的对抗。目前，国内对通信对抗技术发展和作战使用的研究大都停留在单舰单平台[5]，没有形成通信对抗体系。因此，开展舰艇编队通信对抗体系研究，发挥编队的规模效应，十分必要。本文从舰艇编队通信对抗的内容出发，开展编队通信对抗的基本需求、关键技术和效能提升研究，对编队通信对抗体系的建设和发展具有重要的参考价值。

1 编队通信对抗概述

海上舰艇编队通信对抗体系是以编队指挥中心为核心，通过特定的网络将编队空中、水面和水下等各平台中的通信对抗系统连接起来，组成一个强大且完备的通信对抗体系，以满足舰艇编队立体化信息攻防的需求[6]。编队通信对抗体系根据编队的使命任务和编成模式，优化整合编队内通信对抗资源和兵力，使其具备强大的侦察感知能力、信息进攻能力和信息防护能力。

图1 编队通信对抗能力框图Fig. 1 The schematic diagram of communication countermeasure of warship formation

编队的侦察感知能力由预警探测功能和电子侦察功能构成，其主要性能指标包括预警探测的纵深、侦察的频域和空域、漏警率和虚警率以及系统的反应时间等。预警探测是指利用编队内各平台的通信对抗设备，对来自空中、水面和水下的威胁目标进行大纵深、宽频域、全方位的早期预警，形成海战场的通信电磁态势，是开展编队通信对抗的前提条件。电子侦察是指运用编队内的通信侦察设备对敌编队的语音数据通信、指挥控制通信和战术数据链等进行截获侦察，分析其性能参数和工作情况，进而获取目标通信参数和情报，是有效实施电子干扰的基础。

编队的信息进攻能力由电子干扰功能和干扰效能评估构成，其主要性能指标包括干扰频域和空域、干扰功率、干扰的目标数以及系统的响应时间等。电子干扰是利用编队内的通信对抗装备，通过编队协同配合，调度、整合和优化编队内的干扰资源，对敌编队的通信网络进行压制干扰和欺骗干扰，阻断、破坏甚至欺骗敌通信目标和网络，是编队进行信息攻击的主要手段和武器。干扰效能评估通过对干扰目标的侦察和监视，获取干扰目标的通信参数、状态和情报等，对干扰效能进行实时评估，为优化电子干扰方案、决策和实施提供基础。

编队的信息防护能力由电子防护功能和网络防护功能构成，其主要性能指标包括通信的隐蔽性和抗干扰性能、信息传输质量和实效性、网络吞吐量等。电子防护是指通过编队内的电磁频谱管控，优化电子信息设备的电磁辐射和工作模式，提高反侦察和抗干扰性能，进而保障电子信息设备的稳定运行和信息安全。网络防护是指利用加密传输、访问控制、网络隔离等措施来保障己方编队内指挥控制和通信系统的网络安全和信息畅通，是进行编队通信对抗扼守海战场的信息屏障。

2 编队通信对抗基本需求

2.1 规范流程体系

单舰单平台的通信对抗规范流程体系显然不能满足舰艇编队通信对抗体系的需求。为了适应信息化海战场中编队通信对抗体系，从编队通信对抗的使命任务和功能需求出发，设计符合编队通信对抗需求的规范流程体系。该体系包含科学合理的编组形式和工作模式，具备情报综合处理、作战辅助决策和指挥控制流程等标准，发挥编队的规模效应。舰艇编队可根据规范流程体系，开展编队内海空潜平台多层次、立体化的协同合作和信息融合，充分发挥编队通信对抗的体系优势和作战效能。

2.2 统一时空基准

舰艇编队协同作战的前提条件具备统一的时空基准。因此，建立统一的时间频率标准和一致的空间坐标体系，为舰艇编队内成员单位获取的原始数据和初级情报信息增加时空标识，进而提供时空一致的目标态势和情报信息，实现舰艇编队内外的信息融合和互联互通。在时空统一的总体架构下，舰艇编队内各平台保持时空基准同步，开展舰舰协同、舰机协同等，为后续的综合情报处理和编队对抗提供基础。

2.3 信息融合标准

从信息感知与融合的功能定义出发，建立适用于舰艇编队通信对抗体系的开放统一的信息融合标准。舰艇编队可根据信息融合标准，对编队内各平台的多源数据和信号进行检测、关联、分析、判断、统计等综合信息处理，逐级向上，依次形成传感器层面、系统层面、平台层面和编队层面的信息感知与融合，以获取准确的目标状态、属性分析以及完整的电磁态势和威胁估计。通过编队层面的信息融合，可提供编队情报处理和综合态势生成，进而辅助编队作战指挥和决策。

3 编队通信对抗关键技术

3.1 优化指控流程

编队指挥控制流程是舰艇编队内各种兵力和资源紧密联系的纽带，是发挥编队体系对抗能力的基础条件[7]。优化编队指控流程，是开展编队通信对抗体系建设的核心内容，是充分发挥编队通信对抗效能的关键所在。

舰艇编队指控体系由编队指控系统、平台指控系统和任务指控系统等不同层次的系统组成，是编队执行海上军事任务的中枢系统。加强编队信息化体系建设，优化编队指控流程，根据编队通信对抗的使命任务和作战部署，将编队内各平台侦察到的数据和情报进行信息融合。首先，结合通信目标库内辐射源信息进行同源数据融合，然后结合雷达探测、雷达侦察、上级通报等编队作战信息，进行异源数据融合，得到目标的平台、类型、敌我等属性，从而进一步确定目标的威胁等级，最终实现对抗目标的精确识别，并根据作战任务的需求，制定实施编队通信干扰的策略。优化编队指控流程，可以充分发挥编队的规模效应，使编队通信对抗效能最大化，为科学整合和合理运用编队通信对抗兵力提供了保障条件。

图2 编队通信对抗指控流程图Fig. 2 The block diagram of command and control of warship formation

3.2 协同定位技术

单平台通信对抗系统一般只能对目标进行测向，并不能获取目标的位置信息。而编队通信对抗体系可以利用编队内的资源优势，进行跨平台信息融合，对目标进行协同定位，获取目标的位置信息，增加了情报信息维度，可以为编队作战指挥提供更为精确和全面的目标态势。

舰艇编队通信对抗体系的协同定位技术主要有测向交叉定位和时差定位，如图3所示。测向交叉定位是指利用编队内各平台对目标辐射源的测向数据进行信息融合，测向方位线交叉得到目标的位置信息。交叉定位技术较为简单，所需融合的信息量较少，定位精度不高，且容易被干扰而产生虚假定位结果。时差定位则是在统一的时空基准下，利用目标辐射源同一信号到达编队内各平台时刻的不同，精确提取时差信息，进而通过时差曲线交汇得到目标的位置信息。时差定位技术对传输数据量要求较高，所需融合的信息较多，定位精度高，且抗干扰性能强，可对目标进行持续跟踪监视。连续获取同一辐射源位置信息后，结合航迹融合算法，对目标运动规律进行分析和平台类型进行识别，为后续编队电子干扰乃至火力打击提供精确的引导信息。

3.3 目标识别技术

图3 协同定位示意图Fig. 3 The schematic diagram of cooperative location

编队通信对抗体系通过对编队内各平台的信息资源进行优化整合，深度挖掘信息情报价值，对辐射源信号参数和特征进行属性关联，从而实现辐射源目标识别。

辐射源目标识别主要包括军民属性、敌我属性、平台属性和国别属性4个方面的内容。AIS，ACARS，ADS-B一般为民用信号，跳频信号、战术数据链、敌我识别等一般为军用信号，通过对信号体制和类型分析，可以有效区分目标的军民属性。通过对海战场有效的频谱监视和管控，结合对敌用频规律和体制的历史积累数据，可以有效区分敌我属性。通过对数据链的网络拓扑结构、节点流量、时隙分配规律等分析，结合目标协同定位和航迹融合结果，可以对平台属性进行判别，甄选出威胁等级高的目标。通过对报文类型、话音语种等的监听分析，结合目标的区域特征和活动规律信息，可以有效区分国别属性。

进一步建立开放统一的通信目标辐射源数据库标准和体系，结合大数据和人工智能等先进技术，统计和挖掘目标历史数据，实现对目标的个体识别和未来活动预测。

3.4 网电复合攻击

图4 目标属性识别技术示意图Fig. 4 The schematic diagram of characteristic identification technology

海战场无线网络利用计算机和网络技术，将分布在海战场中所有的侦察、情报、监视系统、指挥控制系统、通信系统和武器系统等连接成一个立体化的信息栅格体系，贯穿信号截获、分析处理、情报传输和目标对抗的全过程，实现战场态势和情报的共享，提升协同作战能力，是舰艇编队的“战斗力倍增器”。因此，海战场无线网络是未来编队通信对抗的主要作战对象。

网电复合攻击是海战场无线网络对抗的一种重要手段。网电复合攻击将传统的电子战和先进的网络中心战有机融合和提升，并结合技术侦察的深度信息提取与解析，对无线网络的物理层、网络层、应用层等进行干扰和欺骗，实现遍及电磁频谱与赛博空间的作战效能。物理层攻击是指破坏电磁信号中的同步载波、同步脉冲串等，导致信号层面的传输失败，达到阻塞、瘫痪网络的目的。网络层攻击是指对链路层的同步帧、校验帧、起始码、地址码和前置码等协议类信息实施准确攻击，强制占用网络资源，扰乱网络时序，从而破坏无线网络的正常运转。应用层攻击是指信息业务层面的干扰和欺骗，包括注入木马病毒、篡改或伪造系统信息、指控命令、情报信息等，达到欺骗和控制网络的目的。

4 编队通信对抗效能提升

在编队指挥中心的指挥控制下，舰艇编队对各平台的通信对抗资源进行了科学管理和调度，实现了编队内各种作战力量、作战单元和作战要素的有机融合，充分发挥了编队通信对抗体系的整体作战效能。

编队通过协同侦察，提升了编队的侦察感知能力。编队具备组网探测、超视距侦察和接力侦察等能力，拓宽了预警纵深，形成全时域、宽频域、广空域的态势和情报，为编队对抗争取了时间和空间。编队具备协同定位、跟踪监视、目标识别和威胁分析能力，充分掌握目标特征和活动规律，及时预判目标的动向和作战意图，形成更深层次的预警情报信息，并且对隐蔽目标和时敏目标的预警探测能力大大加强。

编队通过协同干扰，提升了编队的信息进攻能力。根据编队队形和通信对抗资源分布情况，合理配置，互为引导，以敌关键通信节点和骨干链路为主要对抗目标，分层次实施干扰，并充分利用编队资源优势，提升多目标干扰能力。在对目标充分侦察的基础上，对信号参数进行精确分析，电子干扰可由粗犷的大功率压制干扰升级为精细化的瞄准干扰和灵巧干扰。同时，利用编队资源进行在线的干扰效能评估，实时调整干扰样式和策略，实现编队的干扰效能最大化。

图5 编队协同工作示意图Fig. 5 The schematic diagram of cooperative work of warship formation

编队通过网电复合攻击，提升了编队的网络对抗能力。编队具备对无线网络协议分析、特征提取、时隙分析和流量统计等能力，得到网络通联关系和拓扑结构，形成敌编队部署、组织特点和兵力配备等战略战术情报。通过对无线网络的物理层、网络层、应用层等多个层次进行深入分析，获取网络薄弱环节，确定网电复合攻击入口和策略。渗透进入目标网络，对敌网络实施干扰和欺骗，使其指挥控制信息失效，预警探测系统失控，从而破坏敌作战体系的正常运行。同时，利用网络的互联互通特性，具备跨节点、跨平台、跨区域的网络攻击能力，形成远程网络对抗能力。

编队通过协同防护，提升了编队的信息防护能力。编队通过电磁频谱管控措施，合理控制电子设备的发射时间和功率，减少我方电磁辐射信号被敌截获侦察的概率。充分发挥编队内多手段、多层次的立体化组网通信优势，科学运用定向通信、中继通信、猝发通信、跳频通信、扩频通信以及跳扩结合等隐蔽通信手段，必要时可采用电磁佯动，进行虚假目标欺骗，从而掩护真实的信息传递。通过编队协同防护，保障了我方编队指挥控制、预警探测、通信情报等信息的正常流转。

5 结 语

为了适应未来信息化海战场中编队体系对抗的需求，本文开展了舰艇编队通信对抗体系建设研究。详细论述了编队通信对抗的主要内容、基本需求和关键技术，以及编队体系对抗所带来的效能提升。这些将对编队通信对抗装备发展和作战使用具有重要的意义。