36-航空数据链建设及展望

航空数据链建设及展望

徐 丹 刘作良

(空军工程大学电讯工程学院 西安 710077)

摘 要 分析了现代战争中的发展动态及现状,在此基础上提出了未来数据链的发展方向及主要技术特点,并结合综合性飞行任务的功能要求提出了系统的功能原理框图。

关键词 战术数据链;抗干扰;通信网络

中图分类号 TN919

Construction and Prospect for Aero Tactical Data Link

Xu Dan Liu Zuoliang

(The Telecom munication Engineering Insti tute,Air Force Engineering University,Xi an 710077)

Abstract The development station in modern war is outlined in this paper,and the development di rection and main technical features are analyzed on this basis,also proposes the principle figure combined with multiple-mission of our troop.

Key words tactical data link,anti-interference,communication network

Class number TN919

1 引言

当今蓬勃兴起的世界新军事变革,以信息和信息技术为重要基础,以系统集成为基本方式,以有效控制为主要目标,正在并将继续推动战争形态、战争力量和战略格局等诸多方面的变革。享有数字化战场中枢系统!之称的数据链,是实现信息资源共享,从而最大程度地提高武器平台作战效能的有效手段。它能够实现机载、陆基和舰载战术数据系统之间的数据信息交换,可以形成点对点数据链路和网状数据链路,实现作战区域内各种指挥控制系统和作战平台系统的数据传输、交换和信息处理,为作战指挥人员和战斗人员提供作战数据和完整的战场战术态势图。

2 数据链的发展动态和现状

到目前为止,美国已经研制出了Link I、Link II、Link III、Link4、Link11、Link16等多种战术数据链并装备了部队,现在美国又在着手研制和完善Link16A和Link22。下面主要分析目前应用较多的几种典型战术数据链[1]。

目前美国军方使用较多的是Link4A。由于它符合战术数字信息链路(TADIL)C规范,因此在美国国内,Link4A等同于TADIL C。它可提供数字化的舰对空、空对舰以及空对空战术通信,其中包括:航空母舰自动舰上降落系统、空中交通管制、空中拦截控制、攻击控制、地面控制轰炸系统、航空母舰惯性导航系统。通过Link4A数据链能够实现以下的主要功能:(1)一个控制员控制多架飞机,能够对在两个控制台间进行转换的飞机进行信息传输,同时能够引导攻击机;(2)接收和显示由战斗机下行传送的超出舰船雷达视距的目标数据;(3)接收水面舰船向飞机提供机载雷达盲区的威胁目标信息;(4)对在航空母舰和海岸之间执行作战空中巡逻任务的飞机进行控制;(5)Link4A可靠性较高、易于维护和操作、链接时间短。但它也存在一些问题,如保密性不够好,抗干扰能力也不强。

27

总第153期2006年第3期 舰船电子工程

Ship Electronic Engineering

Vol.26No.3

收稿日期:2005年9月12日,修回日期:2005年10月17日

Link11又称为战术数字信息链A(TADIL-A),于1964年开始在美国海军服役,它是采用网络通信技术和一种标准的报文格式在飞机、陆基和舰艇战术数据系统之间交换数字信息。其功能基本同于Link4A,完成不同作战单元之间的信息交换,其特点是采用模拟音频信号传输数据和话音信号。Link11工作在HF和UHF波段。战术数据系统接收来自雷达、导航系统和操纵员的传感器数据,这些战术信息是有明确定义的报文结构,数字式报文输入到一个缓冲器,用于输入或输出而存储在计算机内存区域,然后,经过加密的数据被传送到数字终端机上,数字终端机把这种数据从数据格式转换成相应的模拟音频信号,发射时用音频信号作为调制信号调制载频。Link11在美国海军和空军得到了广泛的使用。装备有Link11的飞机平台有E-

2C预警机、S-3A反潜机、P-3C反潜巡逻机及E -3预警机等,海军采用Link11的有鲟鱼!级和洛杉矶级!核动力潜艇。此外,陆军的控制中心也装备了Link11设备。

Link16又称战术数字信息链路J(TADIL-J),是被美国海军、联合部队和北约部队广泛采用的一种新型战术数据链路,并于1994年开始在美国海军舰艇和飞机上投入使用。Link16在战术数据链路的信息交换方面,很大程度上依然沿用了Link 11和Link4A多年来形成的基本原理,但它在一些技术和操作上有了较大改进,提高了现有战术数据链的能力。Link16的功能和特点是:(1)增强了抗干扰能力;(2)增强了信息安全;(3)增加了数据速率;(4)增加了信息交换的数量和量化率;(5)减小了数据终端的尺寸,允许安装于战斗机和攻击机;

(6)数字化、抗干扰、加密语音;(7)相对导航功能;

(8)精确入网单元定位与识别;(9)无节点组网,增加了网络的灵活性和可靠性。目前,美国海军已装备了Link16系统的舰船有航空母舰、巡洋舰、驱逐舰和两栖攻击舰,飞机有E-2鹰眼!预警机、F-14熊猫!战斗机和F/A-18大黄蜂!战斗机。美国空军中E-3A预警机、E-8联合监视目标攻击雷达系统飞机、空中C3飞机和F-15战斗机使用了Link16终端。美国陆军包括爱国者!战区高空防御系统、地面联合战术系统、陆军战区导弹防御战术作战中心都使用的是改进型JTIDS级终端。美国海军计划到2015年,美国海军装备的JTIDS 平台数量将接近5000个。

Link22是北约组织共同开发的下一代数据链系统,也称为北约组织改进型11号链。Link22有两大设计目标,一是取代Link11;二是在信息格式上与Link16兼容。因此,Link22采用了由Link16衍生出来的信息标准,以及Link16的结构和协议。在Link11改造中研制的一种的数据链。其主要战技特点是:可在HF或UHF频段定频或跳频工作,具有超视距和抗干扰能力,其通信距离为300英里,主要用于海军舰艇的数据传输;采用时分多址或动态时分多址工作方式,增加了网络的灵活性,最大可以支持不同的传输媒介的40个网络同时运行,支持F系列和F/J系列报文的传输与转换;在数据传输方面,Link22同时支持JTIDS和单音Link11的数据传输方式,在UHF波段采用JTIDS体制,传输速率为12.6kbps,在HF波段采用单音Link11的传输体制,传输速率为500至2600bps。

3 未来数据链的发展方向

3.1未来数据链发展的特点

从数据链的发展动态可以看出,战术数据链将朝着接口更加灵活、联接更加广泛、成本更加降低、功能更加强大等一些方向发展。更高的传输速率、更大的传输容量、更好的实时性、更高的保密性、更强的抗干扰能力和抗摧毁能力将是数据链在技术发展上的进一步目标。

从系统的角度看,数据链的发展特点如下:一是由点对点通信向网络发展;二是由单一通信功能向通信、导航、识别综合功能发展;三是作为网络中心战的基础子网,赋予数据链系统更强的功能和更广泛的用途,在网络信息的传输和交换中,数据链作为其中的一个关键性环节,立体化地联结着不同方位和不同地域的作战平台,对这种现代化网络中心战的作战形态、指挥方式、思维模式、管理手段等的发展产生着重要的影响。

3.2未来数据链装备应具有的基本技术特点

∀先进的抗干扰技术体制

在战术抗干扰通信中,应用最多、抗干扰能力最强的技术是跳频、直接序列扩频以及直接序列扩频+跳频技术。DS+FH具有直扩和跳频两者的优点,是一种灵活性高,更具扩展潜力的技术体制。

FH的瞬时功率谱密度较容易被侦收、发现,不具有低截获特性,而DS+FH具有抗侦收、低截获的能力。DS+FH可改变的参数更多,具有更多可选择的抗干扰和组网方式。DS+FH是未来抗干扰通信技术发展的方向,美军新型的抗干扰通信系统J TIDS以及商用CDMA蜂窝移动通信系统都采用这一技术体制。采用DS+FH体制,可实现系统

28

徐 丹等:航空数据链建设及展望 总第153期