孫曉鳴

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所 南京 210007）

1 引言

二十一世紀(jì)戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)上空空域的使用需求不斷增長(zhǎng)，當(dāng)相關(guān)兵種大量使用偵察／通信無人機(jī)、運(yùn)輸／作戰(zhàn)直升機(jī)、野戰(zhàn)防空和壓制武器時(shí)，空域已經(jīng)成為一種重要的作戰(zhàn)資源［1］。在戰(zhàn)場(chǎng)空中環(huán)境日趨復(fù)雜情況下，如何保證空域的高效、安全、靈活使用，是聯(lián)合作戰(zhàn)面臨的新課題。目前，國(guó)外一些主要發(fā)達(dá)國(guó)家已建立起先進(jìn)的有限作戰(zhàn)地域空域管制系統(tǒng)并投入部隊(duì)使用，大大提高了其部隊(duì)的作戰(zhàn)效能。本文詳細(xì)介紹了美陸軍戰(zhàn)術(shù)空域綜合管理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱TAIS系統(tǒng)）的功能組成、組織運(yùn)用方式等。TAIS通過各種通信鏈路接收空中監(jiān)視情報(bào)，并與聯(lián)合作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)其他子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互操作，實(shí)時(shí)提供戰(zhàn)場(chǎng)敵我雙方空中活動(dòng)的態(tài)勢(shì)，將4維（位置、高度、時(shí)間）的作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)、空域沖突和火力誤傷威脅可視化，并提供自動(dòng)化戰(zhàn)場(chǎng)空域指揮控制規(guī)劃功能，提高了戰(zhàn)場(chǎng)空域指揮控制執(zhí)行能力，提高了部隊(duì)密級(jí)：內(nèi)部及外部之間、作戰(zhàn)和非作戰(zhàn)情況軍事行動(dòng)下有限區(qū)域空中交通管制保障能力［2～3］。

2 TAIS總體目標(biāo)［2～9］

美軍為實(shí)現(xiàn)其聯(lián)合作戰(zhàn)構(gòu)想，將聯(lián)合作戰(zhàn)空域指揮控制作為聯(lián)合作戰(zhàn)指揮控制的一個(gè)重要部分，承擔(dān)著美軍的戰(zhàn)場(chǎng)空域管理和空中交通管制任務(wù)，因此TAIS系統(tǒng)是美軍聯(lián)合作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)的一個(gè)重要的子系統(tǒng)，是能夠在任何戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下，滿足綜合和協(xié)同空域指揮控制、空中交通管制及空域信息處理需求的數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)。

TAIS系統(tǒng)作為美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)的戰(zhàn)場(chǎng)空域管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可將多源輸入信息綜合為一張空域態(tài)勢(shì)圖，該空域態(tài)勢(shì)圖與陸戰(zhàn)場(chǎng)地面態(tài)勢(shì)圖一起可為陸軍提供完整的關(guān)于戰(zhàn)域地空的綜合可視態(tài)勢(shì)場(chǎng)景。TAIS可與聯(lián)軍、友鄰、軍用及民用等空管機(jī)構(gòu)及相應(yīng)的空域管理系統(tǒng)進(jìn)行交互。TAIS通過向空域用戶提供空域態(tài)勢(shì)感知、協(xié)調(diào)空域使用、規(guī)劃空域交通可最大程度的減少自我誤傷現(xiàn)象的發(fā)生，可大幅提升地面指揮單元的作戰(zhàn)威力。TAIS系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)包括：

1）集成與綜合。TAIS充分集成與綜合戰(zhàn)術(shù)指揮所管轄的三維作戰(zhàn)地域內(nèi)的所有作戰(zhàn)單位的空域使用需求。輔助調(diào)配由ACA（Airspace Control Authority）所負(fù)責(zé)的空域使用。

2）空域使用去沖突。TAIS可根據(jù)空域的使用優(yōu)先權(quán)及戰(zhàn)術(shù)指揮官的作戰(zhàn)決策實(shí)時(shí)地將作戰(zhàn)空域去沖突化。輔助ACA迅速將其所負(fù)責(zé)的空域去沖突化。

3）增加機(jī)動(dòng)性及攻擊能力。TAIS通過將戰(zhàn)術(shù)指揮官在時(shí)間、位置及維度上不間斷指揮的概率最大化，來增強(qiáng)作戰(zhàn)部隊(duì)的機(jī)動(dòng)性及進(jìn)攻能力。

4）數(shù)字化及自動(dòng)化A2C2（Army Airspace Command and Control）。TAIS通過數(shù)字化和自動(dòng)化建立透明的A2C2計(jì)劃及操作流程，并確保將這種透明性延伸至其所支持的 AIC（Airspace Information Center）功能。

5）減少工作量。TAIS通過自動(dòng)化可減少參謀的工作量，其多傳感器輸入及數(shù)字化的位置報(bào)告特性可減少地空間的話音業(yè)務(wù)量。

6）提供 TAGS（Theatre Airspace Ground System）接口。TAIS可向戰(zhàn)術(shù)指揮官提供與TAGS系統(tǒng)的接口。

7）融入ABCS系統(tǒng)之中。TAIS可與ABCS系統(tǒng)中的每一個(gè)分系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，共享并協(xié)調(diào)空域信息。

8）使AIC能力現(xiàn)代化。TAIS通過自動(dòng)化及現(xiàn)代化的通信手段升級(jí)并集成近場(chǎng)及航路ATS（Airspace Traffic Service）服務(wù)。它是將所有ATS相關(guān)服務(wù)集成于陸軍空域管理系統(tǒng)的主要工具。

9）增強(qiáng)的全球互操作能力。TAIS系統(tǒng)與聯(lián)合、多國(guó)及民用C4I系統(tǒng)間有很強(qiáng)的互操作性。

3 TAIS系統(tǒng)的功能［2～9］

TAIS系統(tǒng)向作戰(zhàn)指揮員提供自動(dòng)化的A2C2規(guī)劃、行動(dòng)與空中管制服務(wù)，TAIS擁有所有的必要通信手段用以提供總的空域態(tài)勢(shì)圖。通過諸如軍用雷達(dá)、愛國(guó)者導(dǎo)彈、預(yù)警機(jī)（AWACS：Airborne Warning and Control System）、民航管制雷達(dá)等通信鏈路獲取遠(yuǎn)方空情信息，經(jīng)融合／綜合處理后生成經(jīng)過驗(yàn)證的空域態(tài)勢(shì)圖，并可按時(shí)段以2D／3D形式顯示近實(shí)時(shí)的戰(zhàn)域態(tài)勢(shì)圖。根據(jù)這些態(tài)勢(shì)圖，TAIS操作員可以去除當(dāng)前和預(yù)先空域使用計(jì)劃中的沖突，并將這些信息提供給位于TOC（Tactical Operations Center）中的師、軍指揮員，同時(shí)提供給陸航兵、炮兵、防空兵指揮所以及諸如聯(lián)邦航空局（FAA：Federal Aviation Administration）之類的民用機(jī)構(gòu)。這種高級(jí)視圖為戰(zhàn)場(chǎng)指揮官提供了一張完整的戰(zhàn)域空地場(chǎng)景，使基于信息的協(xié)同決斷能成倍的提高作戰(zhàn)效能。其他TAIS能力包括：

1）近實(shí)時(shí)的處理并顯示多源輸入信息，空中飛行器軌跡或飛行器自我報(bào)告。

2）自動(dòng)輔助A2C2計(jì)劃及行動(dòng)（四維的、可裁剪的、數(shù)字化的空域圖層），協(xié)調(diào)、監(jiān)視空域行動(dòng)（包括空域使用），具備時(shí)序推演功能等。

3）完整的數(shù)字、模擬、多波段通信手段及對(duì)AIC飛行行動(dòng)的監(jiān)控能力。

4）數(shù)字化的接收和處理空管指令（ACO：Airspace Control Order）、來自戰(zhàn)區(qū)作戰(zhàn)管理核心系統(tǒng)（TBMCS：Theatre Battle Management Core System）、ABCSs的相關(guān)數(shù)字報(bào)，提供專門的消息描述模板。

5）用空域數(shù)據(jù)或圖層向各軍兵種提供空域使用計(jì)劃（UAP：Unit Airspace Plan）。ABCSs可通過統(tǒng)一消息格式（USMTF：United States Message Text Format）及空域圖層提供者存取UAP。

6）對(duì)區(qū)域內(nèi)其它ATS終端提供支持，并提交支援措施；飛行計(jì)劃轉(zhuǎn)播，對(duì)機(jī)務(wù)人員的通知、天氣狀況更新及空中預(yù)警等。

7） 具 備 戰(zhàn) 術(shù) 數(shù) 據(jù) 信 息 鏈 （TADIL－A，TADIL－B，TADIL－J）、TCP數(shù)據(jù)鏈、IP前方地域防空（FAAD：Forward Area Air Defence）數(shù)據(jù)鏈等多種通信手段。

其能力示意圖如圖1所示：

圖1 TAIS系統(tǒng)的功能示意圖

4 TAIS系統(tǒng)的組成［2～9］

一個(gè)完整TAIS系統(tǒng)由兩個(gè)完全相同的可移動(dòng)子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)都是一套AN／TSQ－221TAIS系統(tǒng)，其中一套作為指揮系統(tǒng)，一套作為通信系統(tǒng)。一套AN／TSQ－221TAIS系統(tǒng)由一輛M1113 HMMWV加固擴(kuò)展方艙車（內(nèi)置各種功能設(shè)備）、一輛M1097、一臺(tái)15Kw戰(zhàn)術(shù)發(fā)電機(jī)、天線，組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的指揮所系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)是完全自供電的。其外形如圖2所示。

每個(gè)TAIS方艙的“心臟”是一組 AN／FSQ－211TAIS工作站，兩個(gè)SUN HCU SB2500工作站永久性地固定在方艙內(nèi)，另外兩個(gè)BULLFROG工作站部署在2000m以內(nèi)的作戰(zhàn)環(huán)境內(nèi)，每個(gè)工作站都安裝ABCS通用軟件和硬件，支持ABCS局域網(wǎng)、TI。

每個(gè)TAIS方艙均安裝一個(gè)防空系統(tǒng)綜合器（ADSI：Air Defense System Integrator）—AN／TSQ－214（V），ADSI包含三個(gè)重要的模塊：戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)顯示、路由及主數(shù)據(jù)庫。ADSI能接收15個(gè)外部TADILs、TCP數(shù)據(jù)鏈、FAAD數(shù)據(jù)鏈、IP FAAD數(shù)據(jù)鏈及各種雷達(dá)數(shù)據(jù)的接入，可融合這些空域用戶的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并生成一個(gè)近實(shí)時(shí)的A2C2空域圖；同時(shí)可利用空域管理軟件實(shí)現(xiàn)近實(shí)時(shí)的空域去沖突及公共作戰(zhàn)圖（COP：Common Operation Picture）的二維／三維顯示。除此外，TAIS還包含一個(gè)擴(kuò)展的通信組件，用以提供無阻塞的（Jam－Resistant）、實(shí)時(shí)的保密及非保密數(shù)／話傳輸。AN／TSQ－221TAIS中的功能組件如圖3所示。

圖2 AN／TSQ－221TAIS系統(tǒng)外形圖

圖3 TAIS的功能組件圖

5 TAIS與ABCS其它子系統(tǒng)間的交互［2～9］

陸軍戰(zhàn)區(qū)指揮系統(tǒng)（ABCS：Army Battle Command System）為戰(zhàn)略級(jí)、戰(zhàn)術(shù)級(jí)及作戰(zhàn)級(jí)指揮所間提供數(shù)字通信手段，直至單兵或武器系統(tǒng)。TAIS為ABCS系統(tǒng)的一個(gè)重要分系統(tǒng)，能與空軍協(xié)調(diào)中心、空中預(yù)警機(jī)、聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)進(jìn)行數(shù)話通信，所提供的指導(dǎo)信息包括飛行器分離、導(dǎo)航輔助、路徑規(guī)劃、空域規(guī)避、防空、火力支援及天氣狀況等，并自動(dòng)地向指揮官提供關(guān)于其所轄?wèi)?zhàn)區(qū)空域的高效、安全的使用方案。TAIS系統(tǒng)作為ABCS系統(tǒng)的分系統(tǒng)，還執(zhí)行A2C2（Army Airspace Command and Control）及 AIC（Airspace Information Center）的功能。作為A2C2功能單元的延伸，用以向空軍、陸軍航空兵指揮官及其它空域用戶提供近實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)和通信鏈路，以確保在deep、close、rear戰(zhàn)役中執(zhí)行空域管制規(guī)劃。美陸軍ABCS系統(tǒng)的主要組成及相互間的信息流如圖4所示，各功能模塊的相關(guān)解釋如表1所示。

圖4 ABCS系統(tǒng)的部分重要組件

TAIS為師、軍及軍以上各級(jí)指揮梯隊(duì)提供對(duì)A2C2及ATS行動(dòng)的自動(dòng)化支持，基于任務(wù)的不同，也可為師以下各級(jí)提供服務(wù)與支持。當(dāng)處于A2C2角色時(shí)，TAIS以三維的形式自動(dòng)化且數(shù)字化的提供陸軍空域的A2C2計(jì)劃、協(xié)調(diào)與實(shí)施。當(dāng)處于ATS角色時(shí)，它將支持戰(zhàn)區(qū)、軍、師及特戰(zhàn)大隊(duì)的行動(dòng)與部署。在戰(zhàn)斗中提供戰(zhàn)區(qū)、軍／師內(nèi)及軍／師間的空中管制服務(wù)，并為戰(zhàn)爭(zhēng)之外的軍事行動(dòng)提供一個(gè)形式多樣的空域管理服務(wù)。

表1 ABCS系統(tǒng)的重要指控分系統(tǒng)功能解釋

6 TAIS 系統(tǒng)發(fā)展情況［2～9］

TAIS于2000年8月通過了最后的驗(yàn)收測(cè)試，2002年6月底，TAIS得到了首次裝備。TAIS系統(tǒng)在2007～2008財(cái)年，開發(fā)提供了2－D／3－D組合可視化界面及先進(jìn)的GIS分析與管理能力；在2007～2009財(cái)年，將操作系統(tǒng)升級(jí)至Windows Vista；在2008～2011財(cái)年，TAIS系統(tǒng)升級(jí)為面向服務(wù)的（SOA：Service Oriented Architecture）體系架構(gòu)。TAIS的SOA體系架構(gòu)遵循陸軍的作戰(zhàn)指揮升遷計(jì)劃，以達(dá)到能按需向作戰(zhàn)人員提供服務(wù)的目的。它包含分布式計(jì)算技術(shù)來降低昂貴的服務(wù)器的負(fù)荷，同時(shí)向運(yùn)行在普通硬件上的胖、瘦客戶端提供訪問接入手段。這種SOA體系架構(gòu)使得TAIS用戶不再受特定TAIS崗位的限制，并允許在任何硬件平臺(tái)上執(zhí)行TAIS操作。該體系架構(gòu)還使得TAIS與其它系統(tǒng)間的跨平臺(tái)互操作變得容易。

TAIS系統(tǒng)已在美陸軍多個(gè)現(xiàn)行師下屬旅總部的防空空域管理（ADAM：Air Defense Airspace Management）中心中得到應(yīng)用，并在師、集團(tuán)軍及軍以上各級(jí)指揮梯隊(duì)裝備了幾十套系統(tǒng)，盡管TAIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要為師級(jí)及以上提供支持，但旅和營(yíng)級(jí)A2C2要素可獲得來自其本級(jí)ABCS的TAIS系統(tǒng)所提供的A2C2功能。

7 結(jié)語

TAIS系統(tǒng)是借助于信息技術(shù)，提高協(xié)調(diào)、綜合各作戰(zhàn)單位之間空域使用需求，調(diào)配使用空域，最大化的提高聯(lián)合作戰(zhàn)能力，將聯(lián)合作戰(zhàn)力量空域使用限制降到最小，監(jiān)視空域態(tài)勢(shì)，快速有效識(shí)別空中敵我和中立目標(biāo)，提供各種飛機(jī)（包括固定翼飛機(jī)、直升機(jī)和無人機(jī)）的起飛、著陸、航行的空中交通安全保障［12］，支持、協(xié)同防空和各種空中、地面火力打擊作戰(zhàn)，既要有效避免誤傷，也要保證全集團(tuán)軍整體高效順暢地實(shí)施作戰(zhàn)行動(dòng)。在未來幾年中，TAIS系統(tǒng)將經(jīng)歷一系列動(dòng)態(tài)地變化，包括重要的軟、硬件演化，改善交互能力，提升未來行動(dòng)能力。TAIS的這種不斷演進(jìn)與ABCS系統(tǒng)（現(xiàn)在應(yīng)該是FCS了）的發(fā)展是同步的，為迅速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)與加快全球信息柵格提供了一條便捷的途徑。

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