孫杜娟，李 玉，張 浩

(海軍大連艦艇學(xué)院，遼寧 大連 116018)

信息化海戰(zhàn)場背景下,海上大型編隊具有作戰(zhàn)平臺多、用頻裝備多、電磁信息類型、功率和頻譜域值廣的特點[1-3]。戰(zhàn)時,編隊內(nèi)通信、雷達、電子對抗、導(dǎo)航等電子裝備一旦盲目使用,將產(chǎn)生大量的電磁輻射,造成兩方面的影響:一是電磁輻射會被敵方偵察到,使其洞悉我作戰(zhàn)意圖;二是電磁輻射會對編隊或友軍用頻裝備產(chǎn)生干擾,制約裝備性能的正常發(fā)揮[4-6]。

因此,為了保障編隊各類用頻裝備和武器系統(tǒng)在海戰(zhàn)場復(fù)雜電磁環(huán)境下的作戰(zhàn)能力,達成隱蔽機動與快速進攻的作戰(zhàn)需求,提升海上大型編隊的綜合作戰(zhàn)能力,必須加緊建設(shè)海上大型編隊電磁輻射管控體系。

1 海上大型編隊電磁輻射管控體系需求分析

1.1 海上大型編隊電磁輻射管控主要作用

1)合理規(guī)劃頻譜資源,滿足用頻裝備頻譜需求,提高頻譜利用率

戰(zhàn)前收集編隊各平臺、支援力量、友軍的用頻需求,合理規(guī)劃頻譜資源,以滿足編隊C4ISR系統(tǒng)用頻需求,并避免用頻沖突。通過頻譜規(guī)劃,提高頻譜利用率,使有限的頻譜資源發(fā)揮更大的作戰(zhàn)效能,并確保輻射管控計劃中每個用頻裝備的頻譜需求都能有所反映。

2)實時監(jiān)控計劃執(zhí)行情況,處理用頻沖突或干擾,確保編隊用頻系統(tǒng)電磁兼容

戰(zhàn)時實時監(jiān)視編隊內(nèi)輻射管控計劃的執(zhí)行情況,掌握編隊頻譜使用情況,偵察和監(jiān)視敵方頻譜使用情況,查找并處理違規(guī)使用頻譜的行為和裝備,接收頻率干擾情況報告并處理,確保編隊內(nèi)部用頻系統(tǒng)的電磁兼容。

3)實時監(jiān)測并發(fā)布戰(zhàn)場電磁輻射態(tài)勢,為指揮官作戰(zhàn)指揮決策提供依據(jù)

戰(zhàn)時,實時感知編隊所處海戰(zhàn)場電磁環(huán)境中的電子信號參數(shù)和頻譜信息,形成戰(zhàn)場電磁輻射態(tài)勢并通過編隊通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)布態(tài)勢信息,并借助輔助決策系統(tǒng)為指揮員展開信息進攻和防御決策提供戰(zhàn)場電磁輻射態(tài)勢數(shù)據(jù)支撐。

4)采集數(shù)據(jù),管理數(shù)據(jù)庫,為頻譜規(guī)劃、使用以及干擾處理提供數(shù)據(jù)依據(jù),為作戰(zhàn)評估提供數(shù)據(jù)支持

在平時、戰(zhàn)前和戰(zhàn)時不斷采集編隊內(nèi)、我方其他兵力、其他國家等的電磁信號參數(shù)、裝備數(shù)據(jù)、兵力部署等信息以及海戰(zhàn)場環(huán)境數(shù)據(jù),保存編隊輻射管控的歷史數(shù)據(jù),并構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫。在編隊輻射管制計劃過程中提供數(shù)據(jù)輸入,并為處理編隊的用頻沖突和干擾提供歷史參考,為評估工作提供數(shù)據(jù)輸入。

1.2 海上大型編隊電磁輻射管控關(guān)鍵任務(wù)

1)戰(zhàn)前準(zhǔn)備階段的輻射管控任務(wù)

編隊?wèi)?zhàn)前準(zhǔn)備階段的輻射管控任務(wù)具體包括:第一,為編隊指揮員制定作戰(zhàn)計劃,提供海戰(zhàn)場的電磁環(huán)境數(shù)據(jù)、己方用頻裝備數(shù)據(jù)、敵方可能運用的用頻裝備數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)參考;第二,基于作戰(zhàn)計劃擬制輻射管控計劃,包括通信用頻計劃、雷達用頻計劃等;第三,對指揮控制系統(tǒng)、通信導(dǎo)航系統(tǒng)、雷達火控系統(tǒng)、敵我識別系統(tǒng)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)等進行電磁電磁兼容性分析,制定裝備部署方案。

2)戰(zhàn)時實施階段的電磁輻射管控任務(wù)

編隊?wèi)?zhàn)時實施階段的輻射管控任務(wù)具體包括:第一,實時監(jiān)測海戰(zhàn)場電磁頻譜并評估,為編隊指揮員提供電磁輻射態(tài)勢,輔助其指揮決策;第二,實時采集頻譜數(shù)據(jù),為指揮控制系統(tǒng)、通信導(dǎo)航系統(tǒng)、雷達火控系統(tǒng)、敵我識別系統(tǒng)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)等提供電磁頻譜數(shù)據(jù)、目標(biāo)坐標(biāo)等信息;第三,實時監(jiān)視電磁輻射管控計劃的執(zhí)行情況,糾正違規(guī)操作的裝備和人員;第四,協(xié)調(diào)雷達、通信、電子戰(zhàn)等系統(tǒng)的使用,處理電磁沖突和干擾問題。

3)戰(zhàn)后清理及評估階段的電磁輻射管控任務(wù)

編隊?wèi)?zhàn)時清理及評估階段的輻射管控任務(wù)具體包括:第一,采集海戰(zhàn)場電磁環(huán)境數(shù)據(jù),我方、敵方和地方的本階段用頻裝備數(shù)據(jù)信息;第二,進行電磁輻射管控效果評估,形成評估報告;第三,為指揮員進行作戰(zhàn)評估提供數(shù)據(jù)。

4)退出戰(zhàn)場階段的電磁輻射管控任務(wù)

編隊退出戰(zhàn)場階段的輻射管控任務(wù)具體包括:第一,為編隊提供退出戰(zhàn)場階段的輻射管控計劃;第二,監(jiān)控編隊通信導(dǎo)航、雷達火控、電子戰(zhàn)裝備等是否依照輻射管控計劃中的退出戰(zhàn)場階段計劃內(nèi)容,調(diào)整用頻參數(shù);第三,進行數(shù)據(jù)處理、錄入與數(shù)據(jù)庫維護。

5)為訓(xùn)練及試驗實施電磁輻射管控

編隊訓(xùn)練和系統(tǒng)裝備試驗同樣需要進行輻射管控,編隊訓(xùn)練中的電磁輻射管控具體包括:第一,在編隊訓(xùn)練展開前,基于訓(xùn)練方案,擬制編隊輻射管控計劃;第二,在編隊訓(xùn)練過程中,實時監(jiān)視電磁輻射管控計劃的執(zhí)行情況,采集相關(guān)數(shù)據(jù),處理用頻沖突問題;第三,在訓(xùn)練結(jié)束后,進行電磁輻射管控評估并生成報告,為編隊訓(xùn)練考核評估提供數(shù)據(jù)等依據(jù)。

在編隊試驗中的電磁輻射管控具體包括:第一,在試驗開始前,基于試驗方案,擬制編隊輻射管控計劃;第二,在試驗過程中,實時監(jiān)視電磁輻射管控計劃的執(zhí)行情況,采集相關(guān)數(shù)據(jù),處理用頻沖突問題;第三,在試驗結(jié)束后,進行電磁輻射管控評估并生成報告,為試驗結(jié)果分析與評估提供數(shù)據(jù)等輔助。

1.3 海上大型編隊電磁輻射管控體系核心需求

編隊電磁輻射管控的需求,就是為了在未來信息化海戰(zhàn)場條件下掌握“制電磁權(quán)”,使得編隊各作戰(zhàn)單元、各作戰(zhàn)裝備的綜合性能都能得到最大限度發(fā)揮所必需的頻譜資源以及相應(yīng)的管控手段。

1)計劃編制需求

編隊在遂行作戰(zhàn)任務(wù)時,通常都涉及多平臺的多部用頻裝備的同時使用問題,造成編隊高度飽和的用頻裝備間的互相干擾。因此,要求在戰(zhàn)前快速制定編隊輻射管控計劃。首先,電磁輻射管制計劃的編制必須基于編隊的作戰(zhàn)計劃,符合編隊指揮員作戰(zhàn)意圖,能夠達成快速機動和隱蔽作戰(zhàn)的需求;第二,輻射管控計劃必須充分考慮編隊所有平臺用頻裝備的用頻需求,確保裝備作戰(zhàn)效能最大程度的發(fā)揮;第三,計劃編制過程中要注意與各個部門等進行協(xié)調(diào),共同制定輻射管制計劃;第四,依據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢和作戰(zhàn)階段、任務(wù)的變化,實時調(diào)整輻射管制計劃。

2)態(tài)勢監(jiān)控需求

信息化海戰(zhàn)場條件下,戰(zhàn)況瞬息萬變,為了保證編隊在整個作戰(zhàn)過程中的“制電磁權(quán)”,必須對編隊所在海戰(zhàn)場實施監(jiān)控。首先,必須針對海戰(zhàn)場電磁輻射態(tài)勢進行監(jiān)測,掌握當(dāng)前的頻譜占用情況,并向指揮員以及情電部門等進行通報;第二,必須針對編隊內(nèi)輻射管控計劃的執(zhí)行情況進行監(jiān)控,處理計劃執(zhí)行不力的情況;第三,針對編隊內(nèi)用頻裝備使用情況進行監(jiān)控,協(xié)調(diào)處理用頻沖突問題;第四,針對敵方用頻情況和針對我方的干擾情況,通報敵方裝備用頻參數(shù)以輔助電子戰(zhàn)系統(tǒng)主動實施干擾,通報敵方干擾情況以輔助雷達、通信、導(dǎo)航等系統(tǒng)采取抗干擾活動。

3)評估決策需求

編隊電磁輻射管控是一個復(fù)雜的問題,涉及大量評估決策任務(wù)。首先,戰(zhàn)前計劃制定階段,評估編隊電磁輻射管控計劃的有效性、可執(zhí)行性、可靠性等內(nèi)容,并進行決策;第二,在作戰(zhàn)過程中,依據(jù)敵我雙方作戰(zhàn)平臺及武器系統(tǒng)的電磁頻譜使用能力和使用情況進行評估,并輔助指揮員進行決策,實現(xiàn)編隊輻射管控能力最大程度的發(fā)揮;第三,戰(zhàn)后就編隊電磁輻射管控效能進行評估,查找問題。

4)數(shù)據(jù)管理需求

編隊電磁輻射管控的態(tài)勢監(jiān)控系統(tǒng)采集到大量敵我雙方以及海戰(zhàn)場的數(shù)據(jù),在計劃編制階段也會采集到編隊所有平臺裝備的用頻數(shù)據(jù)。針對上述數(shù)據(jù):第一,必須要確保對所有數(shù)據(jù)的有效管理,確保數(shù)據(jù)的安全性;第二,作戰(zhàn)時必須確保數(shù)據(jù)的共享性和可靠傳輸,使編隊指揮員以及各部門能夠依據(jù)其需要調(diào)用數(shù)據(jù),掌握戰(zhàn)場態(tài)勢變化并做出決策;第三,確保平時數(shù)據(jù)也能夠被合法用戶獲取,為理論研究提供依據(jù)。

2 海上大型編隊電磁輻射管控體系整體設(shè)計

2.1 海上大型編隊電磁輻射管控體系結(jié)構(gòu)

需求研究結(jié)果表明,編隊輻射管控體系必須達成編隊電磁輻射管控計劃編制、戰(zhàn)時電磁環(huán)境頻譜監(jiān)控、輔助決策與評估功能。因此,本文將海上大型編隊電磁輻射管控設(shè)置為三個主要的系統(tǒng):電磁輻射管控計劃系統(tǒng)、電磁輻射管控監(jiān)控系統(tǒng)、電磁輻射管控決策評估系統(tǒng)和電磁輻射管控數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),如圖1所示。

2.2 海上大型編隊電磁輻射管控體系功能

1)電磁輻射管控計劃系統(tǒng)

電磁輻射管控計劃系統(tǒng)的主要功能包括:戰(zhàn)前,在收集編隊管控需求的基礎(chǔ)上,依據(jù)編隊作戰(zhàn)計劃,結(jié)合編隊海戰(zhàn)場電磁輻射監(jiān)控、評估結(jié)果以及數(shù)據(jù)庫提供的歷史數(shù)據(jù),協(xié)調(diào)編隊用頻,編制編隊輻射管控計劃;戰(zhàn)時,根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢變化以及實際輻射管控效果,對編隊輻射管控計劃進行動態(tài)調(diào)整。

2)電磁輻射監(jiān)測系統(tǒng)

電磁輻射監(jiān)測系統(tǒng)的主要功能包括:戰(zhàn)前,監(jiān)視編隊作戰(zhàn)海域的電磁環(huán)境、敵方電磁頻譜使用情況以及編隊電磁頻譜使用情況,結(jié)合數(shù)據(jù)庫中提供的敵方部署情況、歷史用頻參數(shù)等數(shù)據(jù),形成作戰(zhàn)海域電磁輻射態(tài)勢;戰(zhàn)時,實時監(jiān)控海戰(zhàn)場電磁環(huán)境、敵方電磁頻譜使用情況以及編隊電磁頻譜使用情況,對敵方用頻參數(shù)和對我方實施的干擾等情況進行通報,處理編隊用頻沖突和計劃執(zhí)行不利情況,并形成作戰(zhàn)海域電磁輻射態(tài)勢,并將采集的敵方、編隊和海戰(zhàn)場的電磁輻射相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集提交數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)和計劃系統(tǒng),為各系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)信息。

3)電磁輻射管控決策評估系統(tǒng)

電磁輻射管控決策評估系統(tǒng)的主要功能包括:戰(zhàn)前,對編隊作戰(zhàn)海域電磁輻射態(tài)勢進行評估,并將評估結(jié)果輸入計劃系統(tǒng);戰(zhàn)時,依據(jù)海戰(zhàn)場電磁輻射態(tài)勢協(xié)助指揮員進行決策,并依據(jù)作戰(zhàn)階段需要對管控效果進行評估;戰(zhàn)后,對編隊輻射管控總體效果進行評估,并輔助指揮員進行其他評估任務(wù),將評估結(jié)果提交數(shù)據(jù)庫等。

4)電磁輻射管控數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

電磁輻射管控數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要功能包括:戰(zhàn)前,管理歷史數(shù)據(jù)、監(jiān)控系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)、管控計劃編制時采集的用頻需求和作戰(zhàn)計劃的數(shù)據(jù),為輻射管控計劃編制提供歷史數(shù)據(jù);戰(zhàn)時,為各系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持,并管理實時數(shù)據(jù);戰(zhàn)后,為決策評估系統(tǒng)進行評估提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

3 海上大型編隊電磁輻射管控體系運行流程

整體而言,海上大型編隊電磁輻射管控體系的運行流程包括組織計劃、戰(zhàn)場管控和評估反饋等三個基本環(huán)節(jié)。

3.1 組織計劃

編隊電磁輻射管控計劃的制定由以下幾個步驟組成:

第一步,明確政策法規(guī),并依據(jù)作戰(zhàn)任務(wù)需求對其進行修訂;

第二步,收集輻射管控需求，這些需求來自于編隊各個平臺的通信、雷達、電子對抗等系統(tǒng)；

第三步,形成作戰(zhàn)海域電磁輻射態(tài)勢。涵蓋作戰(zhàn)海域的地域及環(huán)境信息以及已知的頻譜使用信息,所需數(shù)據(jù)來源于數(shù)據(jù)庫和輻射管控監(jiān)控系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)；

第四步,獲取頻譜資源，與上級頻譜管理部門進行協(xié)調(diào),并基于前面采集的管控需求,獲取支持編隊作戰(zhàn)所需的頻譜資源，在作戰(zhàn)過程中,頻譜資源需求可能是不斷變化的,因此這個過程將貫穿于編隊整個作戰(zhàn)周期；

第五步,制定輻射管控計劃，根據(jù)編隊作戰(zhàn)計劃、管控需求、頻譜資源、電磁輻射態(tài)勢信息,協(xié)調(diào)雷達、通信、電子戰(zhàn)、導(dǎo)航等系統(tǒng)的用頻,制定輻射管控計劃。

結(jié)合美軍經(jīng)驗,在計劃編制階段過程中,編隊各部門間將相互協(xié)調(diào)、共同開發(fā)編隊頻率限制表,來保護編隊指揮控制網(wǎng)絡(luò)、被我方征用的敵方通信網(wǎng)絡(luò)以及生命安全頻率等需要受到保護、不得干擾的頻率[7-8]。輻射管控計劃中包括了對編隊頻率限制表中頻率的管控。

3.2 戰(zhàn)場管控

如圖2所示,在編隊電磁輻射管控的戰(zhàn)場管控環(huán)節(jié),是通過電磁輻射監(jiān)測、控制管理、數(shù)據(jù)服務(wù)和分析決策等四個子環(huán)節(jié)來實現(xiàn)的,并基于編隊信息共享網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實現(xiàn)信息傳遞、共享。

1)編隊電磁輻射監(jiān)測

主要由電磁輻射管控監(jiān)測系統(tǒng)實施,監(jiān)測對象包括:戰(zhàn)場頻譜態(tài)勢、編隊電磁輻射(包括計劃執(zhí)行、頻譜使用、是否存在沖突等)、敵方電磁輻射(包括頻譜使用、對編隊實施的干擾情況等)、通信網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、保護頻率是否受擾等,并形成實時海戰(zhàn)場電磁輻射態(tài)勢。

2)編隊電磁輻射控制管理

主要由電磁輻射管控監(jiān)測系統(tǒng)及管控計劃系統(tǒng)完成,具體任務(wù)包括:協(xié)調(diào)己方用頻沖突、向相關(guān)部門通報敵方干擾情況以及根據(jù)戰(zhàn)場態(tài)勢調(diào)整輻射管控計劃等。

3)編隊輻射管控分析決策

主要由電磁輻射管控?fù)?jù)側(cè)評估系統(tǒng)與輻射管控監(jiān)測系統(tǒng)完成,具體任務(wù)包括:當(dāng)前電磁輻射態(tài)勢生成、電磁輻射管控效果進行評估(以決定是否需要調(diào)整管控計劃)以及輔助指揮員進行決策等。

4)編隊輻射管控數(shù)據(jù)服務(wù)

主要由電磁輻射管控數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)完成,具體任務(wù)包括:管理歷史數(shù)據(jù)、實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、由計劃編制階段搜集的輻射管控需求數(shù)據(jù)等,并對上述多源數(shù)據(jù)進行融合處理。

3.3 評估反饋

編隊作戰(zhàn)的各個環(huán)節(jié)都是緊密結(jié)合、相互影響的,需要在各個階段進行評估反饋,根據(jù)編隊輻射管控指標(biāo)體系,做出以下判斷:

第一,當(dāng)前的輻射管控計劃是否可滿足作戰(zhàn)任務(wù)需求;

第二,目前的輻射管控效果是否達成預(yù)期目標(biāo),如果存在問題應(yīng)當(dāng)如何調(diào)整;

第三,根據(jù)本次作戰(zhàn)的輻射管控評估結(jié)果,反映出當(dāng)前編隊輻射管控體系的哪些方面存在問題且如何改進;

第四,編隊哪些部門或者裝備系統(tǒng)在輻射管控實施過程中有待改進的內(nèi)容;

注意,每次評估反饋結(jié)果都應(yīng)提交編隊指揮員以及上級部門,并留存檔案。

4 結(jié)束語

本文針對海上大型編隊電磁輻射管控體系構(gòu)建展開研究。首先,從編隊電磁輻射管控的作用、任務(wù)以及體系的核心需求出發(fā),深入分析海上大型編隊電磁輻射管控的需求;然后,基于需求分析結(jié)果構(gòu)建海上大型編隊電磁輻射管控體系,給出體系的整體結(jié)構(gòu)以及電磁輻射管控計劃系統(tǒng)、電磁輻射管控監(jiān)控系統(tǒng)、電磁輻射管控決策評估系統(tǒng)、電磁輻射管控數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等四個主要系統(tǒng)的關(guān)鍵功能;最后,給出海上大型編隊電磁輻射管控體系在組織計劃、戰(zhàn)場管控和評估反饋三個環(huán)節(jié)的運行流程。

后續(xù)將針對輻射管控體系的關(guān)鍵技術(shù)展開進一步研究,例如:編隊內(nèi)部用頻規(guī)劃與沖突消除技術(shù);海戰(zhàn)場電磁頻譜態(tài)勢聯(lián)合監(jiān)控體系的設(shè)計與實現(xiàn);基于海戰(zhàn)場頻譜態(tài)勢的作戰(zhàn)輔助決策等。

本文為推進我海上大型編隊輻射管控體系建設(shè),提升我海上大型編隊綜合作戰(zhàn)能力,為我軍輻射管控體系整體建設(shè)提供參考。