反艦導彈協同攻擊近岸目標數據鏈技術

馬登武，鄧 力，曲曉燕

（海軍航空工程學院兵器科學與技術系，山東 煙臺 264001）

近岸海區作戰已成為未來海上的基本作戰樣式之一，所謂近岸海上目標，主要是指在港灣停泊或在距海岸數千米海域內航行的艦船[1-2]。由于近岸海域與陸岸復雜地物背景對導彈的使用影響很大，使得反艦導彈攻擊近岸目標存在很大的局限性[3-4]。目前反艦導彈配備的厘米波末制導雷達，在技術原理上是利用目標回波能量、距離和角度信息，實現對目標的捕獲、跟蹤，使其對海上艦船與陸岸回波的距離分辨率約為數千米，角度分辨率約為3°~5°。毫米波雷達對海上艦船與陸岸回波的距離分辨率、角度分辨率要優于厘米波末制導雷達，但仍不具備將港口停泊艦船與陸岸地物有效區分開的能力[5]。激光和電視制導方式，雖然對目標分辨率高，但受雨、霧和雪不良氣候條件影響大，且不能全天候作戰，也不是打擊近岸目標理想的末制導導引頭。

1 攻擊近岸目標策略與技術保障能力

1.1 技術策略

鑒于打擊在港灣停泊和在近岸航行的艦船在未來海上作戰具有的重要性，各國海軍一直在注重發展具備這種打擊近岸目標能力的反艦導彈。當前主要通過紅外成像末制導和人在回路技術，提高導彈打擊近岸和陸上目標的能力。

1)采用紅外成像末制導技術有效分辨攻擊目標。作為一種光學探測設備，紅外成像導引頭可以在復雜地物環境下，有效區分出陸岸目標和海上艦船，對陸岸復雜背景下停泊或航行的艦船具備很高的分辨能力；且具有抗干擾能力強、能夠夜間和準全天候使用的優點。因此，配備紅外成像導引頭的導彈不僅能夠有效攻擊在近岸海域航行的艦船，而且對在港灣和錨地停泊的艦船也有很強的打擊能力，是一種較為理想的打擊近岸和陸上目標的末制導導引頭。

2)采用人在回路技術提高導彈的命中精度[6]。在導彈飛行的末段，對導彈適時地進行人工干預控制。因此，導彈需要使用彈載圖像指令傳輸系統，通過彈用數據鏈，與導彈載機進行雙向數據通信。載機通過機載數據吊艙接收、處理導彈發送的目標區紅外圖像，傳輸給機載導彈火控系統，供武器控制人員識別和選擇目標，并發出相應的導彈捕控指令，通過機載數據吊艙傳輸給導彈，導彈按照捕控指令搜索目標，選擇攻擊目標。當導彈鎖定攻擊目標時，將自動跟蹤導向目標，對目標實施精確打擊。

圖1 紅外成像/人在回路反艦導彈基本作戰方式

1.2 戰術策略

如何將這一類型的導彈使用好，從而提高作戰效能，這又是一個值得研究的戰術策略。未來信息化戰爭是體系之間的對抗，構建體系是提高戰斗力的主要途徑，而武器裝備的協同作戰是作戰體系的主要特征[7]。雖然，紅外成像/人在回路反艦導彈作為一種遠程精確制導的高技術武器裝備，成為以“遠程精確打擊近岸海上目標”的重要手段；但是，在信息化體系作戰中取得優勢不僅僅取決于遠程精確打擊，同時也取決于整個指揮、控制、通信和情報的有效整合及發揮，取決于全天候、不間斷地獲取、傳遞和處理信息的能力以及對信息資源的合理利用，取決于對戰場行動的實時協調指揮，即戰爭勝負取決于作戰體系的整體對抗能力[8-9]。只有多種力量綜合使用、各種武器系統優勢互補，才能發揮整體威力、取得“1+1>2”的系統效應。在這種情況下，單個武器已經很難充分發揮其應有的作用。因此，多枚反艦導彈協同攻擊近岸海上目標，是有效提高體系作戰的整體對抗能力一種新的作戰樣式。

為了實現協同攻擊目的，可將反艦彈群中的成員分為探測成員、決策成員、攻擊毀傷成員、戰術誘騙成員和通用(備用)成員等不同角色[10]，如圖2所示。

圖2 反艦導彈協同攻擊作戰方式

在反艦導彈協同攻擊中，探測成員獲得目標或目標區域的跟蹤信息，并且發送給彈群中的其他成員；決策成員能夠與遠程指控中心實時交互，快速接收整個彈群應采用的突防和攻擊決策方案，并通過彈群間的通訊子網將相關參數發送給其他成員；攻擊毀傷成員實時接收探測成員和智能決策成員發來的信息，并最終完成對目標的攻擊；誘騙成員在彈群突防的關鍵階段釋放誘騙能量源，吸引目標艦艇的防空火力，從而提高彈群中其它成員的突防概率；當某一其他類型的成員不能正常工作時，通用(備用)成員可按照預先設定的權限交接規則接替原成員繼續工作。

反艦導彈在協同攻擊近岸海上目標過程中接受遠程人工設定參數或操控指令，并向遠程指控中心實時回傳狀態信息和傳感器圖像。遠程指控中心通過對狀態信息分析，確定導彈性能狀態；通過對傳感器圖像進行人工識別和目標選擇。

1.3 技術保障能力

反艦導彈遂行攻擊近岸目標的作戰任務在很大程度取決于其協同作戰的實現程度。因此，導彈武器系統要實現有效的協同，必須具備以下關鍵技術保障能力：

1)強大信息交互能力[10]；

2)實時航跡規劃或航跡局部修改的能力[11]；

3)利用數據融合技術的自動目標識別與跟蹤能力[6]；

4)速度控制能力[8]。

上述4 種能力中，強大信息交互能力—— 穩定、高效和安全的數據鏈系統是完成近岸目標攻擊必須具備的首要能力。無論是運用紅外成像/人在回路技術實現精確打擊近岸海上目標的技術策略，還是協調多枚反艦導彈的作戰從而提高對具備體系特征的目標打擊效能的戰術策略，數據鏈都在其中起到非常關鍵的作用。彈與彈之間、彈與遠程指控中心之間信息共享、分工協作、能力互補，都是通過數據鏈實現的。

2 彈載數據鏈

數據鏈利用無線信道在反艦導彈作戰平臺的指揮控制系統或戰術平臺之間，構成一體化的數據通信網絡，按照規定的信息格式，實時、自動、保密地傳輸和交換各種作戰數據，實現情報資源共享，提供敵方攻擊區域統一、準確、及時的作戰態勢，使作戰人員迅速、正確地做出決策，實現“發現即摧毀”。

2.1 組成和類型

1)組成。反艦導彈上的數據鏈系統主要負責協同信息、環境信息和目標信息這3 個方面信息的傳遞和交換。它的組成一般包括發射平臺上的數據系統、加密解密裝置、數據終端設備和收發裝置等[12]，如圖3 所示。

圖3 反艦導彈數據鏈系統組成

①數據系統。將反艦導彈要發送的各種信息，按照約定的消息格式生成消息；同時處理從鏈路中接收的消息。

②加密解密裝置。消息發送前對信息加密；接收消息時，則進行解密。

③數據終端設備。按照約定的通信協議控制數據收發；控制反艦導彈加入或者退出數據鏈。

④收發裝置。應用天線將經過調制的信息發射出去，同時接收其他反艦導彈或遠程指控中心發射過來的信息。

2)類型。對于反艦導彈而言，建立數據鏈就是在導彈與導彈、導彈與遠程指控中心之間組網以實現數據的傳輸交換和處理。反艦導彈在協同攻擊近岸海上目標中，數據鏈系統根據與其交換信息的平臺類型主要采用以下2 種形式：

①網絡數據鏈。各枚導彈上都安裝有數據鏈，彼此之間組成網絡，可以互相通訊進行數據交換。同時，彈上計算機和戰區內各種指揮控制系統、作戰平臺的計算機系統組成戰術數據傳輸/交換和信息處理網絡。

②人在回路數據鏈。人在回路實際上就是，通過數據鏈將反艦導彈獲取的戰場景象或數據傳輸回來，以便作戰人員正確識別目標；作戰人員可以通過數據鏈把遠程指控中心實時規劃的航跡傳給飛行中的導彈；在導彈自動跟蹤目標過程中，一旦目標丟失，可以通過人工參與來重新搜索、截獲、直至命中目標。人在回路不等于人在現場，導彈把飛越敵區捕獲到目標的有關信息通過數據鏈傳輸到遠程指控中心，遠程指控中心的操作者通過比較接收到的信息和已有的信息，判斷導彈是否正確跟蹤目標。同時協同攻擊彈群還能通過數據鏈反饋目標損傷評估信息。

2.2 數據鏈的作用

反艦導彈協同攻擊近岸海上目標中數據鏈是鏈接導彈與導彈、導彈與遠程指控中心的中介，是實現信息的鏈式運動的橋梁，是獲得信息優勢，提高導彈快速反應能力和彼此之間協同作戰能力，從而實現導彈智能化的關鍵設備[13]。因此，數據鏈技術應用在導彈中具有重大作用和重要意義，它可以幫助導彈完成通訊、指控和精確制導。

1)用于導彈指控、精確制導，增強“人—彈”配合。攻擊近岸海上目標將是體系與體系之間在爭奪制信息權方面的激烈對抗。由于近岸背景相對復雜，而自動目標識別(ATR)技術目前尚不能解決一切隨機問題，因而在近岸作戰中難以充分發揮反艦導彈的作戰效能。而“人在回路”的精確制導技術的應用，通過人工參與來觀察、選擇、鎖定目標，然后轉入彈上自動跟蹤，或直接操縱導彈攻擊目標，大大提高了對目標的命中精度和毀傷概率。

2)用于導彈間通訊，保障協同作戰。打擊近岸海上目標的主要武器不再是常規的槍炮，而是多平臺、協同作戰的各類精確制導武器，反艦導彈是其典型的代表。在這種情況下，單個武器、單枚導彈已經不能充分發揮其應有的作用，多武器、多導彈間的協同作戰將變得越來越重要。而數據鏈是實現導彈間協同作戰的重要保障，因為通過數據鏈可以在多枚導彈之間搭建起信息共享的橋梁，使其彼此像“心靈相通”一樣協同作戰。

3 數據鏈關鍵技術

數據鏈是在數字通信技術發展基礎上，利用各種先進的調制解調技術、糾錯編碼技術、通信組網及網絡管理、信息融合技術、遠距離光學通信、實時圖像傳輸和自動目標識別等技術，所形成的一種適應指揮控制系統計算機之間數據通信需求的新型裝備。數據鏈系統傳輸的主要信息是實時的格式化作戰數據，包括各種目標參數及各種指揮引導數據。在數據鏈的實施中，正是數據鏈網絡管理技術、數據鏈安全技術保證數據安全、高效地傳輸。

3.1 數據鏈網絡管理技術

數據鏈網絡管理是數據鏈系統的重要組成部分，對數據鏈系統的正常運行至關重要。網絡管理主要負責設置數據鏈網絡運行參數、監視導彈當前位置與戰場狀況、控制并維護網絡的正常操作。作戰人員可以通過數據鏈網絡管理系統不斷修改作戰參數以適應作戰變化，從而使其指揮與控制網保持最佳性能和狀態。

數據鏈網絡管理的主要目的是提高數據鏈網絡的可靠性和運行效率，是通信鏈路系統的重要支持系統之一。數據網絡管理內容主要包括網絡的展開和動態規劃(網絡拓撲設計、頻率設計與分配、資源配置方案)、網絡及設備運行狀態的監視、故障的檢測、定位、網絡破壞情況下數據流向調整、網絡數據的統計、記錄、網絡的保密計劃及頻率更改計劃等。因此，網絡管理水平的高低對通信鏈路功能的影響非常大。同時，數據鏈網絡管理是數據交換的關鍵，良好的數據鏈網絡管理能確保相關的數字信息及時傳送至導彈和遠程指控中心。數據網絡管理的多面性造成數據網絡管理的復雜性，成為鏈路數據網絡管理的一個關鍵點。

近岸作戰中，數據鏈路的應用特點及不同數據鏈路的組合要求數據鏈路中設備能融合多種技術，具備強大的鏈路設備交互能力，有很高的數據網絡資源的利用率，并能適應不同鏈路的數據網絡信息傳輸需求。這樣就造成數據網絡中鏈路設備的復雜性，繼而造成網絡系統的復雜性，網絡系統的復雜性又決定了數據網絡管理的復雜程度。

數據鏈路中的數據網絡系統可實時收集到大量相互矛盾的、空間和時間關聯性差的數據，通過網絡管理技術，使數據及時在網絡中得到處理和傳輸，以滿足數據實時性要求。如何從大量的傳感器收集的數據中提煉實時有效的數據，在網處理，實現數據和任務同步協調處理，提高傳輸效率，減少數據流量，成為數據鏈網絡管理的又一難點。數據鏈網絡管理通過故障管理、配置管理、性能管理、安全管理，對整個鏈路的所有數據網絡進行統一調度和組合，實現實時數據、圖像和指令的有序收集、處理、傳輸和分配，成為保證數據鏈路功能的關鍵技術之一。

3.2 數據鏈安全技術

近岸作戰中，大量的數據需要收集、處理、傳輸，用于通過數據鏈網絡合理準確打擊敵方目標，從而取得軍事優勢。所以，保護數據的完整性和保密性成為協同攻擊的主要目標。數據信息的保密性涉及整個作戰的成敗，所以，數據信息的保密性是數據鏈中極為重要的一環。沒有數據的保密傳輸，就沒有數據鏈成功應用的可能。數據鏈路通信系統必須在保證己方信息數據安全的同時，還應具有能夠發射欺騙性數據信息以擾亂敵方信息數據鏈工作，攔截、阻擊敵方破壞性信息入侵的功能。

數據鏈網絡在近岸作戰中的安全性影響因素有：

1)強電磁波干擾，使數據鏈網絡無法正常工作。與海上作戰相比，近岸作戰中數據鏈網絡不僅要面對來自艦載電子干擾設備的威脅，同時還要遭到岸基電子設備的人為干擾和復雜地物背景造成的自然干擾。電磁波干擾呈現強度大、頻譜寬、面積廣的特點。

2)岸基和艦基電子設備侵入數據網絡節點，發送錯誤數據，降低數據鏈網絡工作可靠性。

3)通過網絡欺騙技術，擾亂數據鏈網絡運行機制，修改、阻止傳輸數據或將數據傳輸至敵方。

4)利用不同數據鏈之間的連接，從電子防御能力差的數據鏈進入，通過數據轉接進入電子防御能力強的數據鏈實施有效的信息攻擊，從而實現對整個數據鏈網絡的“迂回”攻擊。

對于數據鏈網絡而言，上述安全性影響因素可能產生以下影響：①網絡節點完全不能繼續工作，所有可用的通信鏈路都被阻塞，任意兩個網絡節點之間不能進行通信聯絡；②部分不能繼續工作，只能在網絡中的部分子集中或有限的子集中進行通信。

針對安全性影響因素及其造成的影響，反艦導彈數據鏈應采用擴頻和非擴頻抗干擾技術相結合的安全技術[14-16]。擴頻技術是把信息頻譜展寬進行傳輸的技術，它具有信號頻譜寬、波形復雜、安全隱蔽等顯著特點，大大增加了截獲、監測、測向定位和干擾的難度。典型的擴頻抗干擾技術有提高跳頻速率、變速跳頻、時頻率自適應跳頻、變碼直擴、多進制編碼擴頻技術等。而非擴頻抗干擾技術主要有信源和信道編碼技術、功率控制和天線波束形成與控制技術等。將擴頻和非擴頻技術各自優勢的有效地結合，應用到數據鏈安全技術中去，從而將數據鏈的安全威脅降到最低。

但是在一些特殊情況下，即使采用擴頻和非擴頻抗干擾技術相結合的安全技術，也難以始終有效地抵御強大的人為干擾或自然干擾。致使數據鏈網絡通信能力降低，部分數據流丟失，差錯率和時間延遲增大。這時可以采取變換數據鏈網絡結構手段，因為對于通信網絡而言，在干擾強度相同的情況下，干擾機對于網絡結構的不同，其對網絡的干擾效果也大不一樣。特別是對于動態變化的反艦導彈數據鏈網絡，可以引入Ad hoc 相關技術，通過靈活組網應對特殊情況下的干擾。

4 總結

反艦導彈由于采用紅外成像/人在回路等技術，使導彈具備了對近岸海上目標實施精確打擊能力。同時，反艦導彈采用協同攻擊的戰術將綜合提高導彈群的突防、電子對抗、搜捕目標能力，從而進一步提高作戰效能，減少導彈的發射彈量。無論是實現“人在回路”還是完成協同攻擊，良好的信息交互能力——數據鏈安全、高效地運行是前提。因此，對反艦導彈協同攻擊近岸海上目標中數據鏈相關技術的研究具有重要的意義。

[1] 劉輝建, 江言林, 丁海燕. 反艦導彈打擊近岸目標研究[J]. 艦船電子工程, 2007,27(5):56-58.

[2] 沈培志, 李建, 楊濤. 反艦導彈打擊近岸目標能力研究[J]. 艦船電子工程, 2010,30(3):4-7.

[3] 王文亮, 張效義. 反艦導彈協同作戰智能化發展趨勢[J]. 艦船電子工程, 2010,30(10):1-5.

[4] 吳福初, 潘長鵬, 劉衛東. 智能反艦巡航導彈系統攻擊效能評估[J]. 戰術導彈技術, 2007,9(4):15-20.

[5] 江言林, 陳雪俫. 末制導雷達變搜索扇面角攻擊近岸目標的研究[J]. 戰術導彈技術, 2008,10(6):55-57.

[6] 江言林, 劉鐵軍, 陳雪俫. 用于攻擊近岸目標的反艦導彈技術發展[J].飛航導彈, 2009,39(9):20-22.

[7] 林濤, 劉永才, 關成啟, 等. 飛航導彈協同作戰使用方法探討[J]. 戰術導彈技術, 2005,7(2):8-12.

[8] 郭光, 王峰, 李曉. 艦空導彈協同使用樣式探討[J]. 飛航導彈, 2008,38(9):25-28.

[9] 肖增博, 雷虎民, 夏訓輝. 多導彈協同作戰關鍵技術研究與展望[J]. 飛航導彈, 2008,38(6):24-26.

[10] 唐江, 謝曉方, 孫濤, 等. 智能反艦導彈協同攻擊策略研究[J]. 飛航導彈, 2011,41(11):57-61.

[11] 沈建鋒, 劉興明, 吳凌華, 等. 多平臺反艦導彈協同航跡規劃[J]. 戰術導彈技術, 2009,11(2):62-66.

[12] 胡悅. 淺析美軍四代機武器數據鏈[J]. 探測與定位, 2010,7(4):47-57.

[13] 張波, 陳旭情, 李永翔. 戰術導彈數據鏈及其對抗技術[J]. 飛航導彈, 2007,37(2):12-1.

[14] 齊忠杰, 張利鋒. 數據鏈武器協同作戰應用研究[J]. 無線電通信技術, 2009,35(5):51-54.

[15] 曹乃森, 孫亞偉, 張軍. 對美軍Link16 數據鏈的干擾可靠性分析與實現[J]. 現代防御技術, 2010,38(3): 53-57.

[16] 孫繼銀, 付光遠, 車曉春, 等. 戰術數據鏈技術與系統[M]. 北京: 國防工業出版社, 2007:85-91.