預警機網絡信息體系發展研究

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【摘要】預警機作為重要的空基預警探測與指揮控制節點，在網絡信息系統中擔負著重要的角色，隨著未來復雜戰場環境對網絡信息系統能力要求不斷升級，網絡信息系統對預警機在互聯互通能力、寬帶抗強能力，以及多鏈快速接入能力等方面提出了更高要求。本文首先從網絡信息系統的協同作戰、機載通信節點、網絡防護和攻擊以及有人/無人機協同四個方面分析了國外網絡信息系統發展現狀，接著立足預警機在網絡信息系統中的使命要求，對涉及的主要關鍵技術進行了分析。

【關鍵詞】預警機；信息系統；網絡構建；機載通信節點

Reviewofthedevelopmentofnetworkinginformation-centri上世紀90年代末期開始，美軍為實現網絡中心戰構想，為更好地滿足現代戰爭中多平臺/多種類的探測器/傳感器之間的信息資源共享、武器協同、聯合作戰、指揮協同等方面的作戰需求，對空基平臺信息系統進行了不斷改進和能力提升，包括寬帶數據鏈技術（如SCDL、TCDL、MP-CDL等），武器協同數據鏈技術（如CEC、IFDL等），機載通信節點，以及與此相關的軟件無線電技術和綜合航空電子信息系統技術等[1-4]。

一、國外網絡信息系體系發展現狀

1.1多平臺協同能力發展現狀

2004年美國空軍發表了網絡中心戰計劃——支持作戰平臺之間深度協同的C2星座網，作為美國空軍實施的支持網絡中心戰和《聯合構想2020》的關鍵計劃。為支撐多平臺、多源、分布式網絡化、空間化的指揮控制、武器協同，情報偵察的空天地協同作戰能力，美空軍正在發展一種新型網絡化多偵察平臺數據融合系統——網絡中心協同式目標指示（NCCT）；并進行有人/無人機之間的協同作戰研究和試飛試驗；同時，開發以IFDL、TTNT為典型的用于傳感器、武器平臺之間協同的數據鏈系統，以CDL、TCDL、MP-CDL為典型的寬帶情報分發數據鏈系統。

1.2機載通信節點（ACN）技術

機載通信節點（ACN，AirborneCommunicationNode）是一種模塊化的規模大小可變并可編程重組的自主式多任務載荷，作為星座網的數據鏈整合系統[5][6]。機載通信節點技術最早是由美國國防高級研究計劃局(DARPA)于1998年提出，旨在為美軍及其盟軍提供廣泛的戰區機載中繼無線通信服務。2002年DARPA決定擴大ACN計劃，進一步支持具有自組織特點的ADHoc戰術信息網絡，成為“自適應C4ISR節點”，即AJCN。AJCN是一種基于模塊化、可裁剪架構的多任務、多功能/可重配置的C4ISR負載，該系統將繼續為機載平臺（有人和無人）提供通信中繼和橋接功能，同時還增加了信號情報（SIGINT）和電子攻擊（EA）功能。隨著需求的改進，美國空軍于2005年提出了戰術機載目標網關（OG）的風險降低/演示驗證項目——戰場機載通信網關（BACN），BACN繼承了AJCN的主要功能特點，包括通信中繼、SIGINT與EA、多任務軟件框架、平臺獨立性（載荷模塊化、尺寸大小可變，可以搭載多種平臺）等特點，此外還增加了CDMA蜂窩基站的功能，其概念如圖2所示。

1.3無線網絡防護和攻擊能力

美軍將網絡攻擊方式分為被動攻擊、主動攻擊、物理臨近攻擊、內部人員攻擊和分發攻擊。但就能力而言，美軍已具有通過網絡欺騙敵方的能力、以及欺騙、破壞以及摧毀敵有線和無線網絡的能力。美軍正在采取一系列新舉措，建設全方位的網絡信息安全防范體系。2002年，美軍在布什總統的支持下，著手組建了網絡戰聯合功能構成司令部（JFCCNW），主要任務之一就是針對無線戰場通信網絡開展對抗技術研究：研究以接入方式為主的無線網絡對抗方法，采用多機分布式的“以網制網”攻擊手段，重點開發“癱網”和“騙網”能力，并在此基礎上拓展至“控網”的能力。同時，針對無線網絡終端研究安全可信技術，建立“信任鏈”，保障機載終端的性能可靠可信，并發展無線環境中身份認證能力，實現全網系的身份認證。

1.4有人/無人機協同作戰的平臺應用

隨著無人機在幾次局部戰爭中取得極大成功后，世界各國就在不斷探索無人機作戰應用模式，特別是發展有人作戰飛機對無人機的測控和協同作戰。典型項目包括機載有人/無人系統技術項目（AMUST）、波音公司有人駕駛戰斗機與無人機協同飛行能力研究、英國奎奈蒂克公司有人機控制多架無人機試驗等。目前，機載無人機測控技術已經應用到直升機平臺中，實現直升機對無人機Level4的控制，包括接收無人機圖像、數據以及對無人機進行飛行、載荷控制。在ApacheBlockIII中，裝備了無人機戰術通用數據鏈組件（UTA），采用雙向TCDL寬帶數據鏈，實現Apache飛行員對無人機的飛行路徑控制、操縱傳感器設備捕獲和跟蹤目標，并指示和打擊目標。

二、預警機在網絡信息系統中的使命地位

網絡信息系統中的典型平臺有預警機、無人預警偵察機、飛艇、指揮通信飛機、轟炸機、加油機、戰斗機、無人機以及各種天基、陸基平臺等。通過分析當前國外網絡信息系統應用模式，基于預警機的網絡信息系統大致包括六個方面的典型應用模式。一是組建空天、空地組網；通過預警機構建基于空基平臺的多層次、多手段、立體化的空基綜合信息保障體系。二是建立空基骨干通信網；通過在預警機平臺上加裝空地、空空、空星地寬帶通信設備，構建戰場空基骨干通信網絡，提供空基組網信息服務能力。三是建立空基協同作戰網絡。通過預警機實現空中ISR平臺、三代/四代戰斗機平臺、無人機平臺之間的協同態勢感知、協同攻擊、協同防御等能力；四是建立空基指揮控制信息網；通過預警機提升和發展空基指揮控制信息系統，使空中平臺成為空基指揮通信中心和樞紐，構建空基指揮信息保障網絡。五是提升信息戰環境中的空基網絡防護和攻擊能力；基于預警機平臺發展專用空中網絡防護和攻擊平臺或搭載網絡防護和攻擊載荷，實現空基的網絡攻防能力。六是建立遠程作戰空基信息保障體系。通過在預警機上加裝機載通信節點的中繼和網關設備，使預警機成為空基通信中心和樞紐，實現遠程戰場戰術網絡與骨干通信網絡的接入和互聯，從而構建空基信息保障網絡。

三、網絡信息系統發展關鍵技術

3.1多平臺互聯互通能力

首先，預警機作為空中核心通信節點，需要與空中不同平臺進行互聯互通，包括與殲擊機、無人機為代表的空中作戰平臺的協同通信能力，特別需要實現對無人機的測控能力，擴展預警機任務作戰模式，實現預警機與無人機的協同。其次，為構建空基寬帶骨干網絡建立高速數據傳輸通道，大容量情報分發能力，支持圖像、紅外/光電視頻、傳感器原始信號等大容量情報數據的空地、空空傳輸，鏈路傳輸速率突破Mbps量級是基于預警機多平臺互聯互通的發展需要。最后，多手段遠程通信能力，如具備多手段（衛星通信、短波通信、中繼通信等）的超視距話音、數據通信能力，實現全域覆蓋，支持至少1路的超視距寬帶數據傳輸，滿足大于1千公里的遠程作戰需求，也是多平臺互聯互通能力的發展需求。

3.2強抗干擾能力

抗強干擾能力包括兩方面，一是通信頻譜動態感知與管理能力，二是基于頻譜動態接入的多鏈抗干擾能力。通信頻譜動態感知與管理能力，要求網絡信息系統具備頻譜的動態感知和實時頻率管理能力，達到大幅增強頻譜分配的戰場適應性，實現頻譜管理、頻譜監測與用頻裝備的三網合一，以及增強聯合作戰頻譜協調。基于頻譜動態接入的多鏈抗干擾能力是結合認知無線電設計思想，通過感知通信環境的變化而采用不同的通信頻率接入方式，實現主動的抗干擾策略，有效提高通信/數據鏈系統的抗干擾能力，保證傳輸的高可靠性。

3.3多鏈綜合接入管理能力

多鏈綜合接入管理能力包括多鏈接入管理能力和網絡成員身份識別與入侵檢測能力。多鏈接入管理能力要求提供全新的數據鏈接入與訪問機制，完成用戶消息在各種鏈路間的中繼、路由、轉發，實現消息格式的自動轉換，向上層用戶屏蔽底層鏈路細節，支持端到端的IP通信。網絡成員身份識別與入侵檢測能力要求網絡信息系統防御可能遭受的敵方基于網絡層和信息層的入侵、攻擊、破壞或欺騙，保證基于預警機為中心的數據鏈網絡在復雜戰場環境下的安全可用、可靠、可信。

四、結束語

隨著網絡中心戰的發展，預警機在網絡信息系統中扮演了越來越重要的角色，相應地，針對網絡信息系統的對抗技術也在迅速發展，網絡信息系統需要面臨一些新的威脅和挑戰。本文首先從網絡信息系統的協同作戰、機載通信節點、網絡防護和攻擊以及有人/無人機協同等方面分析了國外網絡信息系統發展現狀，強調了預警機在現代網絡信息系統統中擔負的空中預警探測中心、指控控制中心、情報收集、處理分發中心、通信中心系統控制中心作用。最后給出為適應未來網絡信息系統發展要求，在多平臺互聯互通、大帶寬抗強干擾，以及多鏈綜合接入管理等能力發展方向上的技術發展需求。

參考文獻

[1]嚴劍峰.美軍在武器裝備采辦領域推行軍民協同發展的主要做法及啟示[J].軍民兩用技術與產品.2021(1):8-15.

[2]戴輝.武器協同數據鏈發展需求[J].指揮信息系統與技術.2011,2(5):11-14

[3]馮拓宇,劉春義.數據鏈的發展與網絡中心戰[J]飛航導彈.2012(4):41-45

[4]許銳.網絡中心戰中美軍數據鏈體系結構研究[J].導航,2008(1):62-70.

[5]劉海波.機載通信技術的設備與發展[J].艦船電子工程，2014,34(12):18-21.

[6]郝飛.美國空軍指揮控制星座網近期發展概況[J].指揮信息系統與技術,2010,1(2):29-33.

作者：王明昊 李宏宏 單位：中國電子科學研究院