林錦順，徐建敏，詹 毅，盧勝軍，吳獻(xiàn)忠

（中國電子科技集團(tuán)公司第三十六研究所，浙江嘉興314001）

0 引言

衛(wèi)星通信是當(dāng)今軍事斗爭信息化浪潮中最重要的軍事信息系統(tǒng)組成部分，世界各國都將其作為承載國防、政治、外交和經(jīng)濟(jì)等信息傳輸?shù)牟豢扇鄙俚暮诵囊兀悦绹鵀槔?，?jù)文獻(xiàn)報道，“美軍70%以上通信、80%以上的情報偵察與監(jiān)視、90%以上的武器制導(dǎo)……都依賴于空間系統(tǒng)”，其中信息傳輸必須靠通信衛(wèi)星完成。

衛(wèi)星通信的重要作用決定了軍事衛(wèi)星通信的技術(shù)發(fā)展極為迅速，眾多衛(wèi)星給世界各國提供了基于太空的豐富通信資源，在持續(xù)不斷的經(jīng)營下，目前已經(jīng)形成了以專用軍事衛(wèi)星和租用民用衛(wèi)星為主，以抗干擾、反偵察毫米波衛(wèi)星通信先進(jìn)技術(shù)為核心的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)體系，執(zhí)行各類戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)層面的通信、指揮、控制、偵察、監(jiān)視、預(yù)警、態(tài)勢、情報等任務(wù)。毫米波軍事衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)體系的復(fù)雜化表現(xiàn)在以下幾個方面：技術(shù)體制多樣化，既有常規(guī)點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)通信，也有以空中IP路由的空間互聯(lián)網(wǎng)和空間數(shù)據(jù)鏈等通信新體制；既有寬帶大容量通信衛(wèi)星和專用窄帶通信衛(wèi)星，也有專用的抗干擾受保護(hù)通信衛(wèi)星；既有空地通信，也有星間鏈路通信；既有一般未加密鏈路，也有整體加密鏈路；使用頻段迅速由傳統(tǒng)UHF、L、S、X、Ku向Ka和EHF擴(kuò)展；星上處理、點(diǎn)波束、擴(kuò)頻、跳頻、突發(fā)、DAMA等抗偵察抗干擾技術(shù)被廣泛應(yīng)用。

由于這些原因，以往單一以某個對象、某個通信衛(wèi)星系統(tǒng)偵察為目的的偵察裝備研制方式在經(jīng)濟(jì)可承受性、偵察措施有效性等諸多方面存在極大的困難，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能應(yīng)對現(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境的需求。針對衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜體系情況，應(yīng)從偵察目標(biāo)體系著手，站在總體和頂層的角度，應(yīng)用體系偵察的思路，對應(yīng)于不同的應(yīng)用目的，以綜合、開放的方法研究優(yōu)化偵察措施?？梢姡w系偵察是破解當(dāng)前軍事通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)偵察的有效方法。

1 毫米波衛(wèi)星通信系統(tǒng)

1.1 毫米波衛(wèi)星概況

毫米波抗干擾衛(wèi)星作為軍事通信衛(wèi)星的補(bǔ)充與改進(jìn)，是美新一代高度安全和抗干擾的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，將為美國的戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)力量在各種級別的沖突提供安全可靠且具有很強(qiáng)抗干擾能力的全球衛(wèi)星寬帶通信，是美國軍事衛(wèi)星通信體系的重要組成部分，為陸軍、空軍、海軍、特種部隊、戰(zhàn)略導(dǎo)彈部隊、戰(zhàn)略防御、戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御和空間對抗等提供服務(wù)。

AEHF、WGS和GBS軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)廣泛采用了擴(kuò)譜、高速跳頻、信道編碼和加密等低截獲概率、低檢測概率和高抗干擾性能的新型通信體制，極大地提高了這些軍事衛(wèi)星通信系統(tǒng)的安全性、可靠性和戰(zhàn)場生存力。

1.2 毫米波衛(wèi)星組成

為滿足未來的軍事通信需求，美軍正在大力發(fā)展新的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，采取了后向兼容、逐漸過渡，充分利用商用系統(tǒng)的策略，衛(wèi)星、終端、控制和計劃編制分系統(tǒng)都將采用最新技術(shù)，以確保最佳的性價比。美軍未來軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)通常分為寬帶型、保護(hù)型和窄帶型三種。寬帶系統(tǒng)突出的是大容量；保護(hù)型系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)抗干擾性、隱蔽性和核環(huán)境下的生存能力，窄帶系統(tǒng)則側(cè)重向那些需要語音或低數(shù)據(jù)速率通信的用戶和那些處于機(jī)動或其它不利情況下（由于終端容量、天線尺寸、環(huán)境等限制）的用戶提供支援。

作為新的轉(zhuǎn)型通信體系結(jié)構(gòu)（TCA）的一部分，美軍計劃在今后十年用寬帶填隙衛(wèi)星（WGS）、窄帶的移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)（MUOS）和受保護(hù)的先進(jìn)極高頻（AEHF）系統(tǒng)來替換相應(yīng)的舊系統(tǒng)。就寬帶通信而言，美國正在實(shí)施寬帶填隙衛(wèi)星項(xiàng)目及先進(jìn)寬帶系統(tǒng)，并將最終取代國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)（DSCS）。這些新衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒數(shù)千兆比特，是現(xiàn)有衛(wèi)星傳輸能力的10倍。保護(hù)通信將使用全球極高頻系統(tǒng)，它由先進(jìn)極高頻系統(tǒng)和先進(jìn)極地系統(tǒng)組成。預(yù)計這些系統(tǒng)提供的通信容量將是現(xiàn)有保護(hù)衛(wèi)星的通信容量的10倍。窄帶通信需求現(xiàn)在由UFO（特高頻后繼星）星座支持，未來將被先進(jìn)窄帶系統(tǒng)，即移動用戶目標(biāo)系統(tǒng)（MUOS）所取代。作為轉(zhuǎn)型通信衛(wèi)星的先進(jìn)寬帶系統(tǒng)（AWS），將取代寬帶填隙衛(wèi)星系統(tǒng)（WGS），其吞吐量超過10 Gbs，它與AEHF衛(wèi)星系統(tǒng)、先進(jìn)極地衛(wèi)星（APS）交織在一起為寬帶和受保護(hù)用戶形成一個集成的網(wǎng)絡(luò)中心——“系統(tǒng)中系統(tǒng)”。

1.3 毫米波衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)主要特點(diǎn)

從軍事通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的分析可知，其具有以下主要特點(diǎn)：

1）系統(tǒng)高度穩(wěn)定

衛(wèi)星通信回路靈活，信道性能穩(wěn)定，通信質(zhì)量好，可靠性高，此外毫米波衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)建有完善的運(yùn)營管理、監(jiān)視、測控、評估手段，能保障高度穩(wěn)定運(yùn)行。

2）網(wǎng)絡(luò)冗余度高

毫米波衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)一般具有多重冗余衛(wèi)星或轉(zhuǎn)發(fā)器資源，可提供業(yè)務(wù)冗余保障。對關(guān)鍵鏈路，除建有多種不同頻段地空鏈路，還建有地空交叉頻段鏈路和星間鏈路，提供多重網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，多重網(wǎng)絡(luò)互為備份。

3）反偵察能力強(qiáng)

毫米波通信衛(wèi)星普遍采用點(diǎn)波束、自適應(yīng)調(diào)零技術(shù)、寬帶直接序列擴(kuò)頻和CDMA技術(shù)、寬帶高速跳頻、多層次加密保護(hù)、突發(fā)、采用復(fù)雜協(xié)議和利用民用衛(wèi)星信道隱蔽通信等措施。

2 體系偵察技術(shù)分析

2.1 偵察平臺與途徑

2.1.1 偵察平臺

目前，從偵察平臺分析，可用于對軍事通信網(wǎng)絡(luò)偵察的平臺包括陸基、空基和天基平臺，這些平臺在構(gòu)成了軍事通信網(wǎng)絡(luò)偵察的基本要素，各平臺具有以下偵察能力：

1）陸基平臺

陸基平臺包括固定式偵察平臺和機(jī)動式偵察平臺。

固定式偵察平臺可完成對下行鏈路偵察；機(jī)動式偵察平臺包括車載和艦載兩種平臺，可完成對下行鏈路偵察；多個陸基平臺協(xié)同可完成對透明轉(zhuǎn)發(fā)器衛(wèi)星地面站的定位。

2）空基平臺

空基平臺包括機(jī)載平臺和臨近空間等飛行器，可完成對小范圍區(qū)域地球站上行鏈路信號偵察和定位。

3）天基平臺

天基平臺包括低軌偵察衛(wèi)星或低軌飛行器和高軌偵察衛(wèi)星。

低軌偵察衛(wèi)星可完成對地球站偵察和定位；高軌偵察衛(wèi)星可完成對高軌通信衛(wèi)星地空鏈路的點(diǎn)波束、區(qū)域波束、全部上行通信鏈路的偵察和定位，可完成對星間鏈路的偵察。

巧妙地對這些要素進(jìn)行綜合設(shè)計，可達(dá)成軍事通信網(wǎng)絡(luò)偵察優(yōu)化的體系架構(gòu)。

2.1.2 偵察途徑

從衛(wèi)星通信的特有情況出發(fā)，結(jié)合地空天平臺的能力，可以采用下列途徑實(shí)現(xiàn)對衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的偵察。

1）利用地空天綜合一體化專用偵察系統(tǒng)實(shí)施長期偵察

情報的基礎(chǔ)是偵察，偵察對于情報的生成具有至關(guān)重要的作用。由于偵察必須依靠時間積累，實(shí)施長期連續(xù)偵察分析非常重要。對于衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，陸基、空基、天基偵察系統(tǒng)各自都存在偵察局限，需要將三者結(jié)合，組成綜合一體化偵察系統(tǒng)。陸基、空基、天基綜合一體化偵察系統(tǒng)通過協(xié)作融合，完成頻譜監(jiān)視、體制和協(xié)議分析、網(wǎng)絡(luò)分析、軍民屬性分析、重要性分析、使用情況分析、地球站位置分析、態(tài)勢分析等多層次的工作。

2）空、天、地聯(lián)合偵察途徑

分布在空、天、地的通信衛(wèi)星偵察設(shè)備需要對通信信號進(jìn)行長期有效的監(jiān)視監(jiān)控，其中，陸基偵察設(shè)備需要按要求完成衛(wèi)星通信下行信號的偵察效果監(jiān)視監(jiān)控，空、天基偵察設(shè)備需要按要求完成衛(wèi)星通信上行信號的偵察效果監(jiān)視監(jiān)控。聯(lián)合偵察通過對上下行鏈路通信信號目標(biāo)進(jìn)行截獲、分選、識別、解調(diào)、定位等，并根據(jù)目標(biāo)信號頻率（集）、幅度、調(diào)制樣式、通信信號指紋特征、語音特性、鏈路協(xié)議、比特信息特征、方位、脈內(nèi)細(xì)微特征等技術(shù)參數(shù)，利用相關(guān)數(shù)據(jù)庫知識，采用數(shù)據(jù)分類、歸并和相關(guān)算法，得出各目標(biāo)的信號類型、用途、作戰(zhàn)平臺、所屬部隊以及組網(wǎng)關(guān)系等信息，用于目標(biāo)屬性及個體判定。通過數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)對通信衛(wèi)星的有效偵察。

2.2 偵察體系結(jié)構(gòu)分析

對衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)偵察體系結(jié)構(gòu)分析要從現(xiàn)階段情況，從需求方面、技術(shù)方面和裝備方面三方面開展研究。

1）在需求方面，應(yīng)具有對當(dāng)今先進(jìn)軍事通信衛(wèi)星偵察能力，包括衛(wèi)星參數(shù)、技術(shù)體制、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、地球站定位、用戶屬性和重要程度等，應(yīng)具有對軍事租用民用通信衛(wèi)星用戶偵察識別能力，包括屬性鑒別、重要程度等，應(yīng)具備對作戰(zhàn)對象國家或地區(qū)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)組成、運(yùn)作方式、活動規(guī)律、作戰(zhàn)使用方式、反偵察抗干擾措施、應(yīng)對偵察反應(yīng)等先驗(yàn)知識和后驗(yàn)分析推斷能力。

2）在技術(shù)方面，需要研究并掌握多項(xiàng)高新技術(shù)，如對衛(wèi)星通信信號層精確偵察定位技術(shù)、對衛(wèi)星通信網(wǎng)協(xié)議分析識別技術(shù)、體系偵察總體技術(shù)等。

3）在裝備方面，從體系偵察總體結(jié)構(gòu)方面看，體系偵察裝備應(yīng)主要包括衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)偵察分系統(tǒng)，專用軍事通信衛(wèi)星偵察分系統(tǒng)，通用衛(wèi)星通信偵察分系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)分析分系統(tǒng)，綜合情報、態(tài)勢、決策和效果評估分系統(tǒng)，指揮控制分系統(tǒng)，包括其它情報支援系統(tǒng)等，如圖1所示。

3 結(jié)束語

目前，軍事衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)展成專用軍事通信衛(wèi)星結(jié)合租用民用衛(wèi)星的形式，是具有多種通信體制、多種抗干擾措施、多種網(wǎng)絡(luò)等的復(fù)雜體系，單一偵察手段很難應(yīng)對這種困難。本文研究了毫米波衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)構(gòu)成和特點(diǎn)，從體系研究的角度出發(fā)分析了偵察的措施和途徑，提出了體系偵察架構(gòu)，指出體系偵察是在有限資源情況下偵察復(fù)雜軍事衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的有效途徑。由于衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，還需要加強(qiáng)對衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)的研究。