預(yù)警機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息體系發(fā)展研究

時間:2022-12-13 09:10:59

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預(yù)警機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息體系發(fā)展研究

【摘要】預(yù)警機(jī)作為重要的空基預(yù)警探測與指揮控制節(jié)點(diǎn),在網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著重要的角色,隨著未來復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境對網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)能力要求不斷升級,網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)對預(yù)警機(jī)在互聯(lián)互通能力、寬帶抗強(qiáng)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(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的協(xié)同作戰(zhàn)、機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)防護(hù)和攻擊以及有人/無人機(jī)協(xié)同四個方面分析了國外網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀,接著立足預(yù)警機(jī)在網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中的使命要求,對涉及的主要關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】預(yù)警機(jī);信息系統(tǒng);網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建;機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)

Reviewofthedevelopmentofnetworkinginformation-centri上世紀(jì)90年代末期開始,美軍為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)構(gòu)想,為更好地滿足現(xiàn)代戰(zhàn)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(xié)同、聯(lián)合作戰(zhàn)、指揮協(xié)同等方面的作戰(zhàn)需求,對空基平臺信息系統(tǒng)進(jìn)行了不斷改進(jìn)和能力提升,包括寬帶數(shù)據(jù)鏈技術(shù)(如SCDL、TCDL、MP-CDL等),武器協(xié)同數(shù)據(jù)鏈技術(shù)(如CEC、IFDL等),機(jī)載通信節(jié)點(diǎn),以及與此相關(guān)的軟件無線電技術(shù)和綜合航空電子信息系統(tǒng)技術(shù)等[1-4]。

一、國外網(wǎng)絡(luò)信息系體系發(fā)展現(xiàn)狀

1.1多平臺協(xié)同能力發(fā)展現(xiàn)狀

2004年美國空軍發(fā)表了網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)計(jì)劃——支持作戰(zhàn)平臺之間深度協(xié)同的C2星座網(wǎng),作為美國空軍實(shí)施的支持網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)和《聯(lián)合構(gòu)想2020》的關(guān)鍵計(jì)劃。為支撐多平臺、多源、分布式網(wǎng)絡(luò)化、空間化的指揮控制、武器協(xié)同,情報偵察的空天地協(xié)同作戰(zhàn)能力,美空軍正在發(fā)展一種新型網(wǎng)絡(luò)化多偵察平臺數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)——網(wǎng)絡(luò)中心協(xié)同式目標(biāo)指示(NCCT);并進(jìn)行有人/無人機(jī)之間的協(xié)同作戰(zhàn)研究和試飛試驗(yàn);同時,開發(fā)以IFDL、TTNT為典型的用于傳感器、武器平臺之間協(xié)同的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),以CDL、TCDL、MP-CDL為典型的寬帶情報分發(fā)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。

1.2機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)(ACN)技術(shù)

機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)(ACN,AirborneCommunicationNode)是一種模塊化的規(guī)模大小可變并可編程重組的自主式多任務(wù)載荷,作為星座網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈整合系統(tǒng)[5][6]。機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)技術(shù)最早是由美國國防高級研究計(jì)劃局(DARPA)于1998年提出,旨在為美軍及其盟軍提供廣泛的戰(zhàn)區(qū)機(jī)載中繼無線通信服務(wù)。2002年DARPA決定擴(kuò)大ACN計(jì)劃,進(jìn)一步支持具有自組織特點(diǎn)的ADHoc戰(zhàn)術(shù)信息網(wǎng)絡(luò),成為“自適應(yīng)C4ISR節(jié)點(diǎn)”,即AJCN。AJCN是一種基于模塊化、可裁剪架構(gòu)的多任務(wù)、多功能/可重配置的C4ISR負(fù)載,該系統(tǒng)將繼續(xù)為機(jī)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(jìn),美國空軍于2005年提出了戰(zhàn)術(shù)機(jī)載目標(biāo)網(wǎng)關(guān)(OG)的風(fēng)險降低/演示驗(yàn)證項(xiàng)目——戰(zhàn)場機(jī)載通信網(wǎng)關(guān)(BACN),BACN繼承了AJCN的主要功能特點(diǎn),包括通信中繼、SIGINT與EA、多任務(wù)軟件框架、平臺獨(dú)立性(載荷模塊化、尺寸大小可變,可以搭載多種平臺)等特點(diǎn),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(wǎng)絡(luò)防護(hù)和攻擊能力

美軍將網(wǎng)絡(luò)攻擊方式分為被動攻擊、主動攻擊、物理臨近攻擊、內(nèi)部人員攻擊和分發(fā)攻擊。但就能力而言,美軍已具有通過網(wǎng)絡(luò)欺騙敵方的能力、以及欺騙、破壞以及摧毀敵有線和無線網(wǎng)絡(luò)的能力。美軍正在采取一系列新舉措,建設(shè)全方位的網(wǎng)絡(luò)信息安全防范體系。2002年,美軍在布什總統(tǒng)的支持下,著手組建了網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)聯(lián)合功能構(gòu)成司令部(JFCCNW),主要任務(wù)之一就是針對無線戰(zhàn)場通信網(wǎng)絡(luò)開展對抗技術(shù)研究:研究以接入方式為主的無線網(wǎng)絡(luò)對抗方法,采用多機(jī)分布式的“以網(wǎng)制網(wǎng)”攻擊手段,重點(diǎn)開發(fā)“癱網(wǎng)”和“騙網(wǎng)”能力,并在此基礎(chǔ)上拓展至“控網(wǎng)”的能力。同時,針對無線網(wǎng)絡(luò)終端研究安全可信技術(shù),建立“信任鏈”,保障機(jī)載終端的性能可靠可信,并發(fā)展無線環(huán)境中身份認(rèn)證能力,實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)系的身份認(rèn)證。

1.4有人/無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)的平臺應(yīng)用

隨著無人機(jī)在幾次局部戰(zhàn)爭中取得極大成功后,世界各國就在不斷探索無人機(jī)作戰(zhàn)應(yīng)用模式,特別是發(fā)展有人作戰(zhàn)飛機(jī)對無人機(jī)的測控和協(xié)同作戰(zhàn)。典型項(xiàng)目包括機(jī)載有人/無人系統(tǒng)技術(shù)項(xiàng)目(AMUST)、波音公司有人駕駛戰(zhàn)斗機(jī)與無人機(jī)協(xié)同飛行能力研究、英國奎奈蒂克公司有人機(jī)控制多架無人機(jī)試驗(yàn)等。目前,機(jī)載無人機(jī)測控技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到直升機(jī)平臺中,實(shí)現(xiàn)直升機(jī)對無人機(jī)Level4的控制,包括接收無人機(jī)圖像、數(shù)據(jù)以及對無人機(jī)進(jìn)行飛行、載荷控制。在ApacheBlockIII中,裝備了無人機(jī)戰(zhàn)術(shù)通用數(shù)據(jù)鏈組件(UTA),采用雙向TCDL寬帶數(shù)據(jù)鏈,實(shí)現(xiàn)Apache飛行員對無人機(jī)的飛行路徑控制、操縱傳感器設(shè)備捕獲和跟蹤目標(biāo),并指示和打擊目標(biāo)。

二、預(yù)警機(jī)在網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中的使命地位

網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中的典型平臺有預(yù)警機(jī)、無人預(yù)警偵察機(jī)、飛艇、指揮通信飛機(jī)、轟炸機(jī)、加油機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、無人機(jī)以及各種天基、陸基平臺等。通過分析當(dāng)前國外網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)應(yīng)用模式,基于預(yù)警機(jī)的網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)大致包括六個方面的典型應(yīng)用模式。一是組建空天、空地組網(wǎng);通過預(yù)警機(jī)構(gòu)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(wǎng);通過在預(yù)警機(jī)平臺上加裝空地、空空、空星地寬帶通信設(shè)備,構(gòu)建戰(zhàn)場空基骨干通信網(wǎng)絡(luò),提供空基組網(wǎng)信息服務(wù)能力。三是建立空基協(xié)同作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)。通過預(yù)警機(jī)實(shí)現(xiàn)空中ISR平臺、三代/四代戰(zhàn)斗機(jī)平臺、無人機(jī)平臺之間的協(xié)同態(tài)勢感知、協(xié)同攻擊、協(xié)同防御等能力;四是建立空基指揮控制信息網(wǎng);通過預(yù)警機(jī)提升和發(fā)展空基指揮控制信息系統(tǒng),使空中平臺成為空基指揮通信中心和樞紐,構(gòu)建空基指揮信息保障網(wǎng)絡(luò)。五是提升信息戰(zhàn)環(huán)境中的空基網(wǎng)絡(luò)防護(hù)和攻擊能力;基于預(yù)警機(jī)平臺發(fā)展專用空中網(wǎng)絡(luò)防護(hù)和攻擊平臺或搭載網(wǎng)絡(luò)防護(hù)和攻擊載荷,實(shí)現(xiàn)空基的網(wǎng)絡(luò)攻防能力。六是建立遠(yuǎn)程作戰(zhàn)空基信息保障體系。通過在預(yù)警機(jī)上加裝機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)的中繼和網(wǎng)關(guān)設(shè)備,使預(yù)警機(jī)成為空基通信中心和樞紐,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程戰(zhàn)場戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)與骨干通信網(wǎng)絡(luò)的接入和互聯(lián),從而構(gòu)建空基信息保障網(wǎng)絡(luò)。

三、網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)

3.1多平臺互聯(lián)互通能力

首先,預(yù)警機(jī)作為空中核心通信節(jié)點(diǎn),需要與空中不同平臺進(jìn)行互聯(lián)互通,包括與殲擊機(jī)、無人機(jī)為代表的空中作戰(zhàn)平臺的協(xié)同通信能力,特別需要實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的測控能力,擴(kuò)展預(yù)警機(jī)任務(wù)作戰(zhàn)模式,實(shí)現(xiàn)預(yù)警機(jī)與無人機(jī)的協(xié)同。其次,為構(gòu)建空基寬帶骨干網(wǎng)絡(luò)建立高速數(shù)據(jù)傳輸通道,大容量情報分發(fā)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(shù)據(jù)的空地、空空傳輸,鏈路傳輸速率突破Mbps量級是基于預(yù)警機(jī)多平臺互聯(lián)互通的發(fā)展需要。最后,多手段遠(yuǎn)程通信能力,如具備多手段(衛(wèi)星通信、短波通信、中繼通信等)的超視距話音、數(shù)據(jù)通信能力,實(shí)現(xiàn)全域覆蓋,支持至少1路的超視距寬帶數(shù)據(jù)傳輸,滿足大于1千公里的遠(yuǎn)程作戰(zhàn)需求,也是多平臺互聯(lián)互通能力的發(fā)展需求。

3.2強(qiáng)抗干擾能力

抗強(qiáng)干擾能力包括兩方面,一是通信頻譜動態(tài)感知與管理能力,二是基于頻譜動態(tài)接入的多鏈抗干擾能力。通信頻譜動態(tài)感知與管理能力,要求網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)具備頻譜的動態(tài)感知和實(shí)時頻率管理能力,達(dá)到大幅增強(qiáng)頻譜分配的戰(zhàn)場適應(yīng)性,實(shí)現(xiàn)頻譜管理、頻譜監(jiān)測與用頻裝備的三網(wǎng)合一,以及增強(qiáng)聯(lián)合作戰(zhàn)頻譜協(xié)調(diào)。基于頻譜動態(tài)接入的多鏈抗干擾能力是結(jié)合認(rèn)知無線電設(shè)計(jì)思想,通過感知通信環(huán)境的變化而采用不同的通信頻率接入方式,實(shí)現(xiàn)主動的抗干擾策略,有效提高通信/數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的抗干擾能力,保證傳輸?shù)母呖煽啃浴?/p>

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(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)鏈接入與訪問機(jī)制,完成用戶消息在各種鏈路間的中繼、路由、轉(zhuǎn)發(fā),實(shí)現(xiàn)消息格式的自動轉(zhuǎn)換,向上層用戶屏蔽底層鏈路細(xì)節(jié),支持端到端的IP通信。網(wǎng)絡(luò)成員身份識別與入侵檢測能力要求網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)防御可能遭受的敵方基于網(wǎng)絡(luò)層和信息層的入侵、攻擊、破壞或欺騙,保證基于預(yù)警機(jī)為中心的數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)絡(luò)在復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境下的安全可用、可靠、可信。

四、結(jié)束語

隨著網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的發(fā)展,預(yù)警機(jī)在網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中扮演了越來越重要的角色,相應(yīng)地,針對網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的對抗技術(shù)也在迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)需要面臨一些新的威脅和挑戰(zhàn)。本文首先從網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的協(xié)同作戰(zhàn)、機(jī)載通信節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)防護(hù)和攻擊以及有人/無人機(jī)協(xié)同等方面分析了國外網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀,強(qiáng)調(diào)了預(yù)警機(jī)在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)統(tǒng)中擔(dān)負(fù)的空中預(yù)警探測中心、指控控制中心、情報收集、處理分發(fā)中心、通信中心系統(tǒng)控制中心作用。最后給出為適應(yīng)未來網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)發(fā)展要求,在多平臺互聯(lián)互通、大帶寬抗強(qiáng)干擾,以及多鏈綜合接入管理等能力發(fā)展方向上的技術(shù)發(fā)展需求。

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作者:王明昊 李宏宏 單位:中國電子科學(xué)研究院