美国海军目标监视系统—海上情报、监视与侦察

美国海军目标监视系统——海上情报、监视与侦察

2012年06月28日作者：知远

舰船是最早也是最富有创造性的情报、监视与侦察使用者之一，其中部分原因在于海上、海里和海洋上空总是存在多种危险。必须利用信号情报迅速探测并破译敌方的通信。必须识别其他飞机和舰船。必须迅速探测、跟踪和打击来袭导弹。必须应付来自传统的潜艇或非传统的水下潜航器的水下威胁。

简而言之，舰船可能比车辆或飞机有更多的空间用于情报、监视与侦察能力，但它要得到最好的情报、监视与侦察也需要更多的空间。美军正在为甚至小型舰船和潜艇寻求尖端的情报、监视与侦察。海上情报、监视与侦察必须面对诸多独特的挑战。

波音公司业务发展副总裁杰夫•布朗表示，波音电子和任务系统公司在海上情报、监视与侦察领域拥有十分牢固的地位，这主要是由于该公司在2010年8月收购了ARGON ST公司。

作为指挥、控制、通信、计算机、作战、情报、监视与侦察的一部分，波音公司为美海军几乎所有战舰提供舰上信号情报利用设备。

在成功为海军交付舰上信号情报利用设备增量E后，3年前，波音公司赢得随后的舰上信号情报利用设备增量F。在小批量初始生产后，该公司进入了为海军战舰全速生产增量F 的阶段。这些设备的安装需要用５年时间，之后，美海军将有130-150个平台具备舰上信号情报利用设备增量E或F。

舰上信号情报利用设备增量F系统利用最新的战场可编程门阵列、嵌入的处理和服务器网络技术获取、识别、定位和分析信号。

布朗表示，“我们还将该系统的使用延伸到我们的一些国际盟友，如澳大利亚等。我们还在与一些美国海军最密切的海上伙伴进行谈判。”美国海岸警卫队和美国潜艇部队一样使用着同一系统的一种变型。

波音公司了解到在濒海活动舰船市场，即在200海里范围内巡游的、进行捕鱼、拦截和搜救的船只对此表现出越来越浓厚的兴趣。布朗指出，“他们使用着众多商业现货技术系统，同时认为他们需要尖端的情报、监视与侦察。舰上信号情报利用设备增量F的能力满足了这一增长的需求。”

布朗很确信，波音公司－ARGON ST团队有合适的产品满足新的信号情报需求。他解释道，“我们对于如何在开放的体系架构下实现数据共享进行了研究，并研究了如何在舰船的环境中实现这一目的，以及如何加强可扩容性。”

布朗承认，对舰载情报、监视与侦察系统不必有对空中情报、监视与侦察系统相同的体积、重量和能量要求。“但这些因素也要考虑，比如重量、空间和天线等。这些要求没有无人航空器要求的那么严格，但也存在。”

此外，使用方便这一点也很重要。1997年项目开始时，海军希望其所有空中、水面或潜艇平台上的情报、监视与侦察系统给操作者同样的感受。所以ARGON ST公司为全部平台提供了相同的界面、任务下达和训练模式。

布朗表示，“这些传感器是商业现货技术。我们的独特之处在于如何利用软件对他们进行整合。这项工作的中心就是信号情报，ARGON ST公司目前拥有的最好的信号情报。”

对于测定水面危险，HGH公司的360度线扫描全景红外相机拥有能够不间断地以每秒一周超过360度的速率旋转的冷却式高分辨率热传感器，所以即使是在黑暗中或恶劣气候中，也不会遗漏任何情况。HGH（北美洲）红外系统公司总经理瓦内萨•库特耶称，“我们制定了复杂的探测和跟踪算法，尤其是针对海上环境。”全景图像可以连接到舰船导航设备，从而提高跟踪的效率，并提供绝对轨迹位置。

库特耶称，360度旋转红外摄像机是唯一的一种具备高分辨率又不会发生图像失真和拼接现象、探测距离远、视野又如此开阔的热成像相机。“它具备光雷达的功能，而且能够识别雷达无法发现的目标。”由于雷达无法探测到海盗的小型木制船只，法国海军为在也门湾执行反海盗任务的护卫舰加装了HGH传感器。这些传感器可以探测到导航雷达无法发现的6公里处的6米长的小船。

HGH相机已成功实现在5级海洋状态下2.5-4英尺的大浪中，以及6级海洋状态下4-6英尺巨浪中保持稳定。商业现货技术已经在极热天气状况下持续运行了几年。

库特耶称，HGH相机适用于执行安全任务的船只，比如海盗探测或导航支持。与雷达不同的是，HGH传感器是被动的，所以可以执行秘密任务。他们也可以用于护卫舰、巡逻艇和直升机母舰等战舰或者用于跟踪毒品运输和控制移民活动的海关巡逻艇。

库特耶表示，为提供品质良好的图像供海上使用，必须依靠自动平台实现相机系统的陀螺稳定。“机械稳定无法保证完美的稳定性，所以我们研制了特别的图像处理稳定算法。”

海上情报、监视与侦察面临的另一挑战是在风大浪急的海面探测小型船只。图像处理设备必须能够区分远处的小型船只和远处的海浪，以保持高探测率和几乎为零的假阳性率。库特耶称，“我们为解决这一难题做出了很多努力。”

在高湿度和高盐度雾气这种具有腐蚀性的恶劣的环境中连续运行是另一个海上挑战。库特耶解释，“系统必须是密封的，并且表面进行特殊的涂绘才能承受这种环境。”最后，海上情报、监视与侦察必须承受所有引起舰船振动的因素，包括发动机、风和海浪对船体的冲击。

HGH将其年收入的五分之一以上投入研发使用，并期待今年会有新发展。到2012年底该公司将发布一种新型相机，这种相机的探测和跟踪运算得到改良，并且显示器也根据海上客户的反馈进行了升级。公司也将发布其Cyclope软件3.0版，完成对用户界面的修改。经过修改的用户界面设置更加简化，导航性能进一步加强，并且用户获得访问权限后可根据需要定制显示器。

塞莱斯一体化系统公司是是意大利芬梅卡尼卡集团的一个下属公司，该公司设计制造了大量火力控制、监视和雷达设备供海上使用，这些设备已在海上使用过程中得到验证。

例如，塞莱斯公司生产的Medusa MK4/B是一种轻型光电火力控制系统，它可以执行日夜不间断的监视任务以及枪炮控制。它是基于一种最先进的处理单元和最新型的光电传感器研制而成的。

Medusa MK4/B可以安装4种传感器：黑白电视、激光、红外线和彩色电视。监视器显示目标图像和数据，比如航向、高度、距离、经纬度和时间。其主要功能是光电监视和搜索、目标探测和识别、目标跟踪、枪炮控制和视频重放。

轻型Medusa MK4/L设计用于海上巡逻和国土防御，它把对空间和重量的要求降到最低，却可以执行MK4B除火力控制之外所有的功能。

塞莱斯公司的RAN-30X/I是最先进的X波段海上多模式监视雷达。它可以作为巡逻艇上载的空海联合监视的主要传感器或作为大型水面舰船上载的特殊的防低飞目标传感器。

该型雷达可以探测和跟踪小型空中或水面目标，它可以在天线低速转动时对水平面以上进行探测。天线高速转动时能够保证探测和跟踪杂波环境中实施机动的非常小的目标，它也可以实施防低飞导弹探测。

最后，塞莱斯公司的RAN-40L舰载远程雷达是一种拥有全固态有源阵列天线的三维远程早期预警雷达。它是在塞莱斯公司为北约制造陆基远程雷达的丰富的经验的基础上开发出来的。RAN-40L即使是在强杂波环境中和面对电子反措施时也可以探测到180-400公里范围内的飞机。

FLIR系统公司为海上第一响应器制作了一些热成像和多传感器成像系统。这些传感器可以实现近程和远程监视。

FLIR系统公司的M系列便携式夜视相机起价为2000美元。作为水面上使用最多的夜视系统，M系列便于使用和一体化，它能够弥补其他海上电子器件的缺陷。导航者Ⅱ是一种低成本热成像仪，其设计是为了用于海上导航和防止相撞。导航者Ⅱ能够很容易地发现漂移的碎片、路线标记和其他处于完全黑暗中和低能见度环境中的船只。该公司的“航海者”照相系统非常强大，这是一种稳定的多传感器热成像夜视系统，它具备4种传感器的能力。“航海者”有2个热成像仪，一个用于态势感知、避障和导航的宽视场成像仪，还有一个用于探测远处的危险和其他船只的窄视场成像仪。日光/微光摄像机使舰船可以识别正在靠近的船只和监视近岸安全威胁。最新型的“航海者”具备雷达旋转－提示、视频跟踪和温度指示功能。

SeaFLIR系统是一种轻型多传感器万向节，它拥有用于导航和安全的稳定远程热成像仪。其成像能力可以看到水平线上的目标。

“视频射线”公司市场经理布莱恩•卢兹指出，海上情报、监视与侦察必须应付水下威胁。可以利用远程感知能力做到这一点。他的公司生产几种用以增强远程水下感知能力的辅