楊雷+黎云
總參某電磁頻譜管理中心仿真室技術(shù)人員赴海軍某部,開展用頻裝備頻譜參數(shù)核查和電磁環(huán)境采集(宋吉河/ 攝)
冷兵器戰(zhàn)爭、熱兵器戰(zhàn)爭、機械化戰(zhàn)爭、信息化戰(zhàn)爭……人類戰(zhàn)爭歷史的演進,總是以科學(xué)技術(shù)的突飛猛進為關(guān)鍵推動力。而實現(xiàn)機械化戰(zhàn)爭向信息化戰(zhàn)爭的跨越,電磁波在其中的作用至關(guān)重要。
在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,電磁波已經(jīng)滲透至預(yù)警探測、指揮控制、火力打擊、后勤保障等各個角落。
成千上萬種裝備發(fā)出的電磁波信號,需要統(tǒng)一協(xié)調(diào)、管理。因為電磁波管理混亂而造成的武器互擾、通信中斷、機毀人亡等各種事故屢見不鮮。因此,各國對電磁波的協(xié)調(diào)、管理,往往在實驗室內(nèi)就已經(jīng)展開。
兵馬未動,頻管先行
從上世紀(jì)60年代開始,世界各國尤其是軍事強國因為電磁頻譜造成的各種問題開始凸顯?!澳菚r正是美軍信息化發(fā)展的高峰期?!比婎l管辦負責(zé)人對《瞭望東方周刊》說。
這些問題不僅僅是互相干擾,有時還會造成巨大的人員傷亡,甚至決定了一場戰(zhàn)爭的成敗。
1967年,在世界航母史上具有里程碑意義的美國“福萊斯特”號航母,就曾因為電磁頻譜問題而“中槍”。
一架F-4“鬼怪”式戰(zhàn)機受到“福萊斯特”號航母雷達波束照射干擾,機載火箭彈被意外點火發(fā)射,導(dǎo)致另一架A-4“天鷹”式攻擊機副油箱起火,繼而引發(fā)連鎖爆炸,釀成134人喪生、64人重傷、21架飛機損毀的慘劇。
1980年,美軍再一次遭遇頻譜災(zāi)難。聯(lián)合特遣部隊和當(dāng)?shù)貏e動隊在營救駐伊大使館人質(zhì)撤離時,由于兩支部隊通信設(shè)備不兼容,用頻協(xié)同失誤,造成一架直升機與運輸機相撞,8名突擊隊員被燒死,4人嚴(yán)重?zé)齻?/p>
“幾次慘痛的教訓(xùn),讓西方軍事強國認(rèn)識到了電磁頻譜管理的重要性。”頻管辦負責(zé)人說,“如果把電磁空間比喻為公路,武器裝備就是行駛于其中的車輛,而電磁頻譜管理就相當(dāng)于交通規(guī)則?!?/p>
美軍一個步兵師約有70部雷達、2800部電臺;俄羅斯一個摩托化步兵師約有60部雷達、2040部電臺。保證如此多的電子設(shè)備互不干擾、有條不紊地工作,需要強大的頻譜管理力量和安全高效的機制。
頻管辦負責(zé)人告訴本刊記者,幾次局部戰(zhàn)爭開始前的很長一段時間,這些軍事強國就已經(jīng)采用計算機模擬仿真手段,對戰(zhàn)爭進程包括戰(zhàn)場用頻情況反復(fù)推演,確保戰(zhàn)時各種用頻裝備有機兼容、高效運轉(zhuǎn)。
經(jīng)過戰(zhàn)爭的洗禮,目前美軍從統(tǒng)帥部到野戰(zhàn)師,都設(shè)有專門的頻譜管理機構(gòu),從國防部、聯(lián)合參謀部到各軍兵種,都建立了一整套完整的聯(lián)合戰(zhàn)役頻譜管理體系,形成了成熟的管理機制。
人們常說,兵馬未動,糧草先行,但在信息化戰(zhàn)爭條件下,往往是“兵馬未動,頻譜先行”。
“在海灣戰(zhàn)爭開始前,美軍首先投入了100人組成的先遣隊。而這100人中,有3人是頻譜管控人員?!鳖l管辦負責(zé)人介紹說。
隨著信息化時代的到來,許多專家預(yù)言:“未來戰(zhàn)爭,誰善于控制、駕馭和運用電磁頻譜,誰就能贏得戰(zhàn)爭主動權(quán)?!鄙踔劣腥诵Q,“21世紀(jì)將是頻譜戰(zhàn)的時代?!?/p>
無形戰(zhàn)爭也有“兵棋”世界
新世紀(jì)之初,中國軍隊把“打贏信息化條件下的局部戰(zhàn)爭”作為軍事斗爭準(zhǔn)備的基點。
“電磁頻譜管理力量隨著軍隊信息化的腳步不斷發(fā)展壯大?!笨倕⒛畴姶蓬l譜管理中心仿真室高級工程師肖凱寧告訴《瞭望東方周刊》。
但在那時,中國在電磁頻譜管理上面臨諸多難題,特別是在頻管仿真領(lǐng)域,既沒有可靠的技術(shù)手段,更沒有具體的實踐經(jīng)驗。
“我軍這么多武器裝備,它們發(fā)出的電磁信號會不會互相干擾?一旦打起仗來,在這方面又會出現(xiàn)哪些問題?我們要考慮各種可能?!毙P寧說。
事實證明,在解放軍演訓(xùn)場上,也曾發(fā)生過多起武器裝備用頻不當(dāng)引發(fā)電磁干擾、導(dǎo)致武器裝備性能降級的事例。
邁出關(guān)鍵性第一步的,是電磁頻譜特性綜合測試分析平臺?!斑@個平臺就像CT掃描儀一樣,可以對用頻武器裝備的頻譜參數(shù)等幾十項指標(biāo)進行精細‘體檢,解決了長期以來頻譜特性測不準(zhǔn)、測不全的問題?!笨倕⒛畴姶蓬l譜管理中心副主任姜華對本刊記者說。
這一開創(chuàng)性的成果,獲得了軍隊科技進步一等獎。
但是,信息化戰(zhàn)爭是體系與體系的對抗,涉及陸海空天等多類用頻武器系統(tǒng)。想要把全軍的裝備都集中起來,難度極大,成本極高,在迅速變革的世界軍事潮流中,更承擔(dān)不起時間的代價。
這些問題推動解放軍頻管仿真手段實現(xiàn)了第二次跨越:將武器裝備電磁頻譜“數(shù)字化”,裝入計算機中,初步搭建了全軍第一家頻管數(shù)字仿真平臺,并在此基礎(chǔ)上,搭建出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的解放軍電磁頻譜版的“兵棋”推演系統(tǒng)。
“有了這個系統(tǒng),就可以根據(jù)頻譜參數(shù)和實際需要的戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)背景,在電腦中解決復(fù)雜電磁環(huán)境下武器裝備精準(zhǔn)化、科學(xué)化用頻問題?!毙P寧說,“例如,我們可以模擬一支艦艇編隊。在電磁頻譜方面,艦船之間會形成怎樣的干擾,需要拉開多大的距離,裝備的頻率如何選擇,都可以通過模擬來推演。”
在這支部隊的努力下,中國軍隊正在逐步搭建裝備用頻規(guī)則。他們先后采集了400余型武器裝備的頻譜參數(shù),通過精細化仿真實驗分析,編制了3大類、80余種武器裝備的用頻規(guī)則,這些規(guī)則頒布實施后,將為部隊備戰(zhàn)打仗提供科學(xué)依據(jù)。
更為重要的是,這支部隊從源頭上開始梳理解放軍電磁頻譜管理工作。所有武器裝備立項論證需要審核用頻參數(shù),領(lǐng)取“準(zhǔn)生證”;研制定型需要認(rèn)證頻譜參數(shù),頒發(fā)“出生證”;批量生產(chǎn)需要抽檢頻譜參數(shù),發(fā)放“健康證”。
“這些參數(shù)都需要我們仿真室來測試、分析和驗證?!笨倕⒛畴姶蓬l譜管理中心仿真室高級工程師胡莉瓊說。
國家重要戰(zhàn)略資源的守護者
盡管這是一支年輕的部隊,但面臨的使命任務(wù)可謂艱巨。
2013年6月,神舟十號飛船發(fā)射在即。緊要關(guān)頭,指揮大樓上負責(zé)接收主、副著陸場搜救直升機信號的北斗導(dǎo)航系統(tǒng),卻被不明信號侵占干擾,信息無法回傳。
這意味著陸場搜集直升機將失去北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的定位支持,很有可能無法找到返回艙。
總參某電磁頻譜管理中心仿真室臨危受命,連續(xù)蹲守14個小時進行監(jiān)控和數(shù)據(jù)仿真分析,終于確定了干擾信號來源,并成功進行規(guī)避。
某新型導(dǎo)彈試射前,負責(zé)監(jiān)控導(dǎo)彈發(fā)射階段飛行軌跡的測控雷達突然“失明”。
還是由仿真室出馬排查問題。經(jīng)過篩查和定位,他們在方圓幾十公里內(nèi),先后找到3個干擾源,解決了問題。
“電磁頻譜在10kHz~3GHz區(qū)間為最優(yōu)頻譜,但這一范圍應(yīng)用趨于飽和,發(fā)展空間受限?!狈抡媸抑魅未迍P說,“所以電磁頻譜既是一種稀缺的自然資源,也是決定國家發(fā)展和戰(zhàn)爭勝負的重要戰(zhàn)略資源。”
根據(jù)法律規(guī)定,在軍用無線電固定設(shè)施電磁環(huán)境保護范圍內(nèi),禁止建造、設(shè)置影響軍用無線電固定設(shè)施使用效能的設(shè)備和電磁障礙物體,不得從事影響軍用無線電固定設(shè)施電磁環(huán)境的活動。
“電磁環(huán)境不像其他軍事設(shè)施,它是無形、無界、無人的?!贝迍P說,“對它的保護,不是僅僅圈一個柵欄那么簡單。一些造福社會、服務(wù)百姓的重大工程,也需要我們通過各種手段,讓大家各行其道,實現(xiàn)軍地共同發(fā)展?!?/p>
2012年5月,國家級科研專項民航空地寬帶通信系統(tǒng)取得重大進展。這意味著,在飛機上自由地打電話、視頻聊天將成為現(xiàn)實。
但有關(guān)部門審核時發(fā)現(xiàn),承載該系統(tǒng)的電波區(qū)間,已有軍地多種重要信息系統(tǒng)。一旦投入使用,不僅將與現(xiàn)有系統(tǒng)互相干擾,也將帶來國土安全和飛行安全的隱患。
兼容的任務(wù)仍然落在仿真室這支新型作戰(zhàn)力量上。課題組以“拉長時域、放大細節(jié)”為思路,先后突破了十余項關(guān)鍵技術(shù)。涉及軍民系統(tǒng)互相干擾的問題,目前已經(jīng)成功解決。