美国海军指挥控制系统研究

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

㊀收稿日期:2020⁃01⁃09;修回日期:2020⁃01⁃13
㊀作者简介:杨建涛,男,1977年生,高级工程师,硕士,研究方向:信息处理及系统总体技术㊂
美国海军指挥控制系统研究
杨建涛
(中国电子科技集团公司第二十八研究所,南京210007)
摘㊀要:指挥控制系统是联合作战体系中战斗力的倍增器㊂为指导海军指挥信息系统的研制,阐述了美军指挥体系,研究了美军指挥信息系统㊂介绍了美海军指挥信息系统部署㊁发展㊂重点分析了海上全球指控系统㊁舰队作战指挥中心系统㊁ 宙斯盾 作战系统等美海军典型系统组成和功能㊂给出了美海军指挥信息建设对海军的启示㊂关键词:联合作战;海军指挥控制系统;GCCS⁃M
中图分类号:G350㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文献编号:1009⁃0401(2020)01⁃0027⁃06
ResearchonUSnavalcommandcontrolsystem
YANGJian⁃tao
(No.28ResearchInstituteofCETC,Nanjing210007)
Abstract:Thecommandcontrolsystemisacombatboosterinthejointoperationsystem.Inordertoguidethedevelopmentofthenavalcommandinformationsystem,theUSnavalcommandsystemisdiscussed,andthecommandinformationsystemisstudied.Thedeploymentanddevelopmentofthe
USnavalcommandinformationsystemareintroduced,withanemphasisonthecompositionandfunctionsofsuchtypicalsystemsastheglobalcommandcontrolsystem(GCCS),thenavalfleet
commandcenter(NFCC),andtheAegiscombatsystem.TheenlightenmenttotheUSNavyisgiventhroughtheconstructionofthecommandinformationsystem.
Keywords:jointoperations;navalcommandcontrolsystem;GCCS⁃M
0㊀引㊀言
海军是海上作战行动的主体力量,担负着保卫国
家海上安全㊁领海主权和维护海权的任务㊂现代战争形态发生了变化,联合作战已成为信息化条件下的基本战争形态,而指挥信息系统成为联合作战的重要支撑㊂本文对美海军多年来建设的指挥控制系统(简称指控系统)作了研究㊁梳理㊂美军经过长期建设发展,已建立了覆盖全球的指控系统,包括联合指控系统和陆㊁海㊁空等各军种的各类指控系统,建立了强大的指挥体系,构建了高效㊁联合的指控系统,且在近年来爆发的几次局部战争中得到了充分试验㊂
1㊀美军指挥体系
美国武装力量的现役部队主要由陆军㊁海军㊁海军
陆战队㊁空军和海岸警卫队组成㊂美军的统帅机构由总统㊁国家安全委员会㊁国防部及其所属的参谋长联席会议(简称参联会)和陆㊁海㊁空3个军种部以及各联合司令部组成㊂总统兼任武装部队总司令,掌握最高指挥权㊂总统通过国防部领导和指挥全军㊂进攻性战略武器和核武器的使用权集中在总统手中㊂国家安全委员会是最高决策机构,由总统领导,成员有副总统㊁国务卿和国防部长㊂参联会主席㊁国家情报局长和总统国家安全事务助理为顾问,并列席会议㊂
美国国防体制是总统和国防部长统一领导下的军事行政和作战指挥双轨制㊂军事行政系统由总统和国防部长通过国防部长办公厅㊁军种部(含军种参谋部)统管各军种部队的行政管理㊁部队建设㊁战备训练㊁兵役动员㊁武器采购㊁后勤事务等㊂作战指挥系统由总统和国防部长(国家指挥当局)通过参联会对各联合司
72 第40卷㊀第1期2020年3月
雷达与对抗
RADAR&ECM
Vol.40㊀No.1Mar.2020
令部乃至作战部队实施作战指挥㊁控制㊁协调和联合训练与演习,形成 总统和国防部长 军种部长 军种部队 为主线的行政领导链和 总统和国防部
长 作战司令部 下属作战部队 为主线的作战指挥链,如图1所示

图1㊀美海军作战指挥体系图
㊀㊀美海军指挥体制遵循军政㊁政令分开的原则㊂美军海上作战指挥体系主要分为舰队(战役)㊁编队(战术)㊁单舰3级,如图2所示

图2㊀美海军作战指挥体系图
2㊀美海军指控系统
2.1㊀美海军作战力量
美国海军分为海军部队㊁海军陆战队,都归美国国
防部下辖的美国海军部,设立海军作战部长和海军陆战队司令㊁海岸警卫队司令,并对文人领导的海军部负责㊂按兵种可分为作战舰艇部队㊁陆战两栖部队㊁航空兵部队㊁海上勤务部队和岸基部队等5个兵种,其中作战舰艇部队㊁航空兵部队㊁海上勤务部队和岸基部队隶属海军部队,陆战两栖部队属于海军陆战队㊂
海军部队的作战部队分成两大舰队群,即太平洋舰队和大西洋舰队,变为6个作战舰队,第2舰队(大西洋)㊁第3舰队(太平洋)㊁第4舰队(加勒比海)㊁第5舰队(印度洋)㊁第6舰队(地中海)㊁第7舰队(横须贺)㊂
2.2㊀美海军指控系统
美国海军的指控系统按指挥层次分为舰队级指控
系统㊁编队级指控系统与本舰指控系统㊂舰队级指控系统为岸基系统,负责将来自全球指控系统(GCCS)㊁海洋监视情报系统㊁潜艇及其他信息源传输来的信息
进行综合,然后将相关区域的海洋监视情报㊁敌情威胁㊁环境数据以及各种作战指令发送到海上编队的战术旗舰指挥中心(TFCC)㊂编队级指控系统装备于海上舰队的指挥舰和航母之上,负责编队指挥㊁舰载机群的作战协调及各方面作战的协调㊂[1]本舰指控系统又称为作战管理系统,用于掌握编队海域信息,进行威胁判断和武器分配㊂上述这些系统都分别安装在美国海军的各级指挥中心内,其组成及相互关系如图3㊁图4所示㊂考虑到部分系统已退役或年代久远,以下选取典型系统作介绍㊂
82 雷达与对抗㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2020年㊀㊀第1期
图3㊀
美国海军作战指挥中心组成及层次示意图
图4㊀美海军指控系统组成图
2.2.1㊀海上全球指控系统
GCCS⁃M是美国海军装备的主要指控系统,是
GCCS的海军战术实现系统,也是美海军部队网(FORCEnet)C4ISR战略的重要构件㊂它为海上㊁岸上㊁战术/机动用户提供海战指挥与控制能力,使各级指挥员能够获得近实时的共用态势图,计划㊁引导和控制部队的战术作战㊂GCCS⁃M的服务对象包括海军作战部长㊁舰队总司令㊁各编队舰队司令㊁战术司令部/合成作战指挥官㊁舰种司令㊁海战全权负责司令㊁特遣部队司令㊁两栖特遣部队司令㊁登陆部队司令㊁舰艇指挥官/战术行动官㊁联合特遣部队指挥官以及其他业务指挥官,如指挥与控制战司令㊂[6]为了支持联合特遣部队与海军海上作战的需求,GCCS⁃M与岸基和海基平
台上的众多联合作战指控系统及军种专用指控系统实施了集成或接口连接,并不断加强GCCS⁃M基线能力与武器系统和作战引导系统的集成㊂这有助于战斗群/特混舰队指挥官及时获得所需信息,提高战斗力㊂GCCS⁃M支持各指挥阶层的决策制定,具有多源信息管理㊁显示㊁分发㊁多源数据融合㊁分析决策工具和部队协同等功能㊂GCCS⁃M近实时运作,完成海军的所有任务(如战略威慑㊁海上控制㊁兵力投送等),同时不断更新部队位置及其他态势感知数据,为岸基和海基指挥员提供共用作战图(COP)㊂GCCS⁃M的系统视图如
图5所示

图5㊀GCCS⁃M系统视图
㊀㊀GCCS⁃M有4级配置,包括岸基节点以及海上部队㊁群队㊁单元等3类节点㊂
岸基GCCS⁃M主要部署于海上作战中心(MOC),主要支持舰队司令的作战需求㊂它向海上编队㊁潜艇
92 杨建涛㊀㊀美国海军指挥控制系统研究
提供近实时的目标定位数据,并支持海上巡逻机(MPA)的实时作业㊂
海上部队级GCCS⁃M为编号舰队司令㊁战术指挥官/合成作战司令(OTC/CWC)㊁两栖特遣部队司令(CATF)㊁登陆部队司令(CLF)提供部队一级的态势感知㊁指控手段,主要部署于航母㊁两栖攻击舰㊁两栖指挥舰等大型水面作战平台㊂
海上群队级GCCS⁃M为海上作战群队提供超视距(OTH)战术态势图,同时能够上报本地战术态势图,主要部署于导弹巡洋舰㊁导弹驱逐舰等平台㊂
海上单元级GCCS⁃M主要部署于护卫舰㊁船坞登陆舰等平台,也主要用以获取岸基㊁舰队等提供的态势保障,同时上报本平台掌握的态势产品㊂2.2.2㊀海上战术指控(MTC2)
海上战术指控(MTC2)是GCCS⁃M的后续系统,是一个纯软件项目,将交付战术级指控能力及目前任何联合指控工作所不支持的海上作战级能力㊂MTC2未来将与 海军战术云(NTC) 项目保持一致,并利用CANES通用计算环境㊁敏捷核心服务(ACS)㊁传统的一体化舰载网络系统(ISNS),以便部署到海军所有岸基和海基指挥层级㊂MTC2旨在为海军人员和装备提供一套海上应用,作为 应用商店 概念的一部分,提升海军指挥结构的态势感知,改进任务需求规划㊁执行㊁监控及评估能力㊂它将填补海军战术和作战规划㊁决策与执行的能力缺口㊂2009年开始,海军研究局与C4I项目执行办公室合作,共同发起一项改进型科技开发倡议 指控快速原型统一体(C2RPC),为MTC2等项目提供新能力组件,目前已完成了信息系统能力开发文件(IS⁃CDD)和能力Drop1(C2RPC以Drop形式交付技术成果)需求文件㊂Drop1中定义的能力在2018年作为MTC2Build1部署㊂
作为GCCS⁃M的后续发展,MTC2保留了GCCS⁃M4.1系统的能力,填补海军战术和作战规划㊁决策与执行的能力缺口,提高部队任务分配及需求的态势感知㊁规划㊁执行㊁监控和评估能力㊂2.2.3㊀舰队级指控系统
(1)舰队作战指挥中心系统(NFCC)
舰队指挥中心(NFCC)不仅是美航母打击群舰队级的指控系统,也是美海军战术指控系统的主要岸上组成部分和岸基指挥链的核心节点㊂美国海军舰队指挥中心对海军全球指控系统㊁海洋监视信息系统㊁潜艇及其他信息源传输来的信息进行综合处理和显示,向海军战术旗舰指挥中心提供有关区域信息,如海洋监视报告㊁威胁摘要㊁环境数据㊁任务支援信息㊁特殊报警信号㊁特殊战术数据㊂
NFCC的主要功能包括,(1)一体化作战指挥功能,用于实现战区一体化指挥官的命令和策略,把作战准备㊁后勤支援㊁战术级海军以及海军陆战队兵力分配给由一体化指挥官直接指挥的联合部队指挥官,准备㊁评估㊁颁布和管理计划㊁命令及战术决策㊁评估和预测战术态势,对完成的行动和任务进行再现和评估,此外支持各种指挥支援活动,包括运输计划㊁搜救行动和平民灾难救助;(2)信息收集及处理功能,为舰队指挥中心提供信息的汇集和分析㊁判定功能,舰队指挥中心是来自很多信息源的数据和信息的汇集点,通过对大量不同信息源的输入信息进行判定,为岸基司令官进行作战资源分配提供前提信息㊂
目前,NFCC主要部署在弗吉尼亚州诺福克的大西洋舰队司令部㊁珍珠港的太平洋舰队司令部㊁美国华盛顿特区的海军司令部㊁英国伦敦的美驻欧海军司令部㊂
(2)舰队(岸基)反潜作战中心系统
反潜作战中心系统主要用于岸基反潜机㊁派出的潜艇等反潜作战,融合各作战平台㊁部署各国重要水道的水下探测系统的情报,进行反潜派出兵力的计划拟制㊁行动指挥㊁水下态势融合,并协调航母编队㊁潜艇的反潜作战行动㊂
反潜作战指控系统是装备在岸基或海基平台上,通过运用声呐㊁声呐浮标处理器㊁反潜战飞机和反潜战火控系统,对水下㊁海上㊁水面的反潜战目标进行侦察㊁防御和打击的信息系统平台㊂目前,反潜作战指挥系统可以分为岸基和海基两类,其中岸基系统为反潜作战中心(ASWOC),用于支援岸基P⁃3反潜战飞机,通过海洋监视信息和其他反潜战飞机送回的数据为基础进行任务计划㊂海基系统为装备航空母舰上的反潜战模块,其功能与反潜作战中心非常接近,用于在航母上支援舰载S⁃3飞机作战,并控制航母载反潜直升飞机,向反潜战指挥官提供所需的信息㊂[2]
ASWOC性能特征:具备快速保密通信能力,ASWOC可直接与声呐监视系统节点直接通信,也可以通过一条专用保密链路与反潜战部队司令㊁其他ASWOC以及NFCC进行通信㊂该数字链路以2400bit/s的速度进行工作,用于传送数字和图形信息㊂2.2.4㊀编队级指控系统
美国海军 旗舰数据显示系统 (FDDS)是支持战斗群指挥官进行大范围作战的编队级指挥系统㊂最早的一型于1983年开始装备服役㊂由美国优利系统公司主承包的第1套增强型系统于1989年在 萨拉托
03
雷达与对抗㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2020年㊀㊀第1期
加 号航母上服役,到目前为止已有20多套装备服役使用㊂FDDS帮助战斗群指挥官计划㊁指挥和监视大范围海上作战,在两栖作战时FDDS还支持两栖作战㊂
FDDS还可支持编队的对空战指挥官㊁对海战指挥官㊁反潜战指挥官以及对陆攻击指挥官等作战㊂
FDDS通过卫星通信网获得全球 海洋监视信息系统 (OSIS)的支持,保持系统的超视距战术图像㊂增强型FDDS与联合作战战术系统(JOTS)项目融合㊂FDDS与JOTS基本采用相同的工作站㊂JOTS是更完善的FDDS软件的一个子集,在FDDS中采用了一些双屏工作站和相连的打印机㊂增强型FDDS采用的软件结构支持 数据处理管理器 (DMP)和多台DTCII工作站间的分布式处理,其中DMP负责通信㊁信息处理和数据相关处理,DTCII实现辅助决策和人机对话㊂2.2.5㊀本舰指控系统
(1)先进作战指挥系统(ACDS)
美国于1981年开始研制的先进作战指挥系统(ACDS)是一个具有增强能力的战术数据处理和目标指示系统,与Mk14武器指挥系统(WDS)㊁MARK68和86射击指挥系统㊁鱼叉舰对舰导弹以及巡洋舰/驱逐舰上的Mk114和Mk116水下火控系统及航母上的Mk23目标捕获系统(TAS)接口连接㊂ACDS与全分布式的SSDS(舰艇自防御系统)集成,成为美国海军非 宙斯盾 舰的标准作战系统㊂[3]ACDS的功能包括:(a)跟踪自动化㊂自动航迹相关㊁电子侦察信息与雷达信息相关㊁自动多源识别和分类㊁自动多链路坐标方格定位㊁本舰和远程截获的电子侦察信息全自动互联和跟踪㊂
(b)特混舰队和本舰的互操作能力㊂通过综合来自舰载传感器和武器㊁非本系统的信息源㊁11号数据链㊁4A数据链㊁16号链的数据,提供空中㊁陆地和海上战术图像㊂
(c)显示支持㊂数字地图显示和综合情报数据库;战术态势处理和显示;防空㊁反舰㊁反潜战区的决策图;多链路空中截获;自动状态板㊂
(d)提供条令控制的武器对目标的实时反应㊂交战规则的自动实施,特殊目标的威胁评估,自动和半自动武器指令,区域防御作战的半自动舰队指令,全部多链路空中拦截,操作手规定的报警和特殊航迹识别的判定,具有修改交战规则的能力㊂
(e)嵌入式模拟虚拟训练㊂系统研制方正致力于采用VM总线为基础的商用处理器来降低系统的成本㊁占用空间和重量,并增加容量,使得ACDS⁃1可用于其他海上㊁空中和陆上平台,以及陆基战术作战中心㊁控制和报知中心和训练基地㊂
(2)舰艇自防御系统(SSDS)
舰艇自防御系统(SSDS)逐渐集成了ACDS的功能,成为海军舰艇本舰作战系统的核心,将舰艇平台上的所有硬杀伤(导弹系统和快速反应火控系统)和软杀伤(诱骗)武器系统㊁雷达等传感器综合在一起,实现对反舰巡航导弹的分层防御能力㊂
1997年10月, 阿希兰 号船坞登陆舰正式成为美国第1艘装备SSDS⁃Mk1系统的舰艇㊂1998年底,SSDS计划进行了重新调整,新系统称作SSDS⁃Mk2型,要实现各部分之间达到比原先更好的配置㊂SSDS⁃Mk2保留了Mk1的大部分硬件设备,并配备了更多的传感器,增加了ACDS的部分功能(指挥保障㊁空中交通管制㊁战斗数据链管理㊁电子战以及全系统的目标跟踪㊁分类和识别),同时集成了协同作战系统(CEC),增强了SSDS⁃Mk1在编队协同作战方面的能力㊂[4]SSDS采用嵌入式作战原则,能够对来袭导弹威胁作出综合响应,提供从战术辅助决策到使用软㊁硬杀伤武器交战等能力,具有目标跟踪与威胁级别判断能力和对反舰导弹的分层防御能力,可使航母和两栖舰能够对付愈加致命的反舰巡航导弹(ASCM)的威胁㊂(3) 宙斯盾 作战系统
宙斯盾 作战系统是一个集传感器㊁武器系统㊁计算机㊁软件和显示系统为一体的综合海上作战系统,装备了 宙斯盾 作战系统的舰船可执行多种任务,如防空㊁弹道导弹防御㊁反潜㊁水上防御㊁海军对岸水上火力支援及发射战斧巡航导弹打击目标等㊂经过反导改装的反导型 宙斯盾 舰在新的软件协调下可以反巡航导弹㊁反弹道导弹甚至反卫星作战㊂
宙斯盾 系统由多个分系统组成,其中侧重于作战指挥功能的有指挥决策系统及显示系统㊂指挥与决策系统是全舰的指控中心,利用Link11㊁Link14和Link16接收并处理来自舰上和舰外传感器的信息,以及来自AN/SLQ⁃32电子战系统的数据,并进行目标识别和分类㊁威胁评估,确定目标优先顺序和分配火力,然后指挥武器控制系统遂行接战,此外也负责协调与控制整个 宙斯盾 作战系统的运作㊂该系统可完成对空㊁对海㊁对潜和反导的作战指挥,并能指挥协调与友舰的协同作战㊂此外,在 宙斯盾 的作战室内有一套显示系统,由4个大屏幕显示器组成,向指挥官提供综合显示和战术信息㊂该显示系统目前推行采用与商业规范兼容的开放式架构,正逐步用具备强大运算能力的图形工作站UYQ⁃70取代原有设备,为未来 宙斯盾 系统迈向全分布式结构提供基础㊂UYQ⁃70是美
13
杨建涛㊀㊀美国海军指挥控制系统研究
国海军各种下一代舰载平台的标准工作站㊂迄今为止, 宙斯盾 作战系统已有8种基线型号(即0 7型)㊂基线7型是目前重点发展的型号㊂它在能力方面的提升包括集成了CEC和战术弹道导弹防御能力㊁采用基于COTS硬件的全分布式体系结构㊁引导探测器㊁标准3导弹㊁先进电子战系统㊁先进的战术支持㊁舰炮支援㊁MK50鱼雷等㊂基线7型又分为Block1和
Block2两种,而Block2将能在更多的需求环境中拦截目标,具有完全的CEC能力㊂[5]
宙斯盾 作战系统的升级情况总体上是以 基线(Baseline) 形式来呈现,目前已发展到基线9型㊂随着早期基线版本的老化,美国海军启动了 宙斯盾 现代化(AMOD)计划来为系统升级,具体借助 先进能力建设(ACB) 流程(舰船自防御系统(SSDS)同样采取ACB流程进行更新升级),通过安装新型作战系统软件,实现巡洋舰和驱逐舰的现代化,以便对抗新威胁,适应不断变化的水上环境㊂
3㊀主要启示
3.1㊀加强顶层设计
着眼海军未来发展战略,美国海军充分认识到加强顶层统一规则的重要性,超前规划,科学设计,在理论创新㊁装备建设㊁编制调整和人才培养等各个方面协调一致,同步推进㊂基于能力需求,建立明晰㊁一致㊁灵活的顶层框架,展现体系目标图像和对抗能力,描述能力体系与装备体系㊁技术体系的映射关系和影响因素,逐步形成指挥信息系统顶层设计能力㊂3.2㊀政㊁令分离,机制灵活
围绕任务动态组织运用作战力量㊂行政上由海军作战部负责海军的后勤训㊁练和装备保障等,作战上由战区司令部统一指挥海军部队,作战部队按照任务编组,按照执行作战㊁训练㊁演习和某项特定的任务进行特混编组,形成混合舰队,对联合海上作战部队实施战役㊁战术指挥,实现基于任务的联合作战指控㊂3.3㊀采取网络化㊁服务化架构
借助统一的基础架构平台,实现作战能力模块的服务化部署,其他指挥系统能够根据作战任务需要远程调用这些服务,构成面向任务㊁动态构建的指控能力㊂
3.4㊀融入联合
美海上作战力量通过C4I系统实现融入联合㊂因此,C4I系统的发展规划与国防信息系统体系规划一脉相承,舰载C4I系统的技术体制也与整个国防信息系统体系相一致,并形成了横跨联合㊁海军以及其他军种的信息共享环境㊂GCCS⁃M㊁DCGS⁃N是GCCS㊁DCGS信息系统族的一部分,能够支撑联合作战指挥机构,其他军种指挥机构间的联合指控㊁联合情报处理等作战活动㊂
3.5㊀可持续发展
美海军指挥信息系统无论是从C2到C4ISR系统的发展,还是从 平台为中心 向 网络为中心 的跨代发展过程中,都十分重视系统能力的持续发展,在原有系统功能基础上不断扩充新功能,系统体系能力不断提升㊂
4㊀结束语
为巩固其世界军事强国地位㊁维持领先信息优势,美军建设了大量指挥信息系统,在指挥信息系统建设方面一直处于世界领先位置㊂本文着重介绍了美军指挥体系㊁美海军指挥信息系统㊂在此基础上,分析了美海军指挥信息系统的发展历程㊁功能组成及部署情况,并着重指出网络化㊁服务化技术是联合情报信息系统的主要特点㊂信息技术发展日新月异,大数据㊁云计算等新技术正在逐步被引入军事领域,构建适应联合作战背景下的作战能力提升需求已成为需面对的新课题㊂
参考文献:
[1]㊀吉祥,吴振锋,王芳.美军联合情报保障体系及其信息系统发展[J].指挥信息系统与技术,2015,
6(4):7⁃13.
[2]㊀高永生,李守悌.国外海军陆上指挥系统主要装备介绍和分析[J].舰船科学技术,1996(1):
26⁃27.
[3]㊀王小非.美军指控系统发展及其对我海军舰载指控系统建设的启示[J].舰船电子工程,2010,13
(5):14⁃18.
[4]㊀闵绍荣,黎洪生.未来舰艇作战系统总体设计模式研究[J].舰船电子工程,2001,24(1):5⁃8.[5]㊀尤晓航.国外典型C4I及武器系统[M].北京:国防工业出版社,2008.
[6]㊀李忠国,常歌.美军武器装备综合集成建设启示[J].指挥信息系统与技术,2012,3(5):2⁃4.
23
雷达与对抗㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2020年㊀㊀第1期。

相关文档
最新文档