基于GIG的預警雷達網體系結構研究?

吳周喜 彭 海

（95022部隊 汕頭 515800）

1 引言

信息化戰爭突破了陸、海、空、電四維空間，開辟了一個全新的戰場—第五維戰場，即電磁戰場。它不僅改變了戰爭形態和作戰樣式，而且改變了“戰場”這個詞的概念，使雷達網預警系統成為立體防空中的“第五維屏障”。電磁領域的角逐、信息控制權的較量，牽引雷達兵從機械化戰爭的后臺走向信息化戰爭的前臺。預警雷達網情報系統是國家防空體系的重要組成部分。隨著現代科學技術的飛速發展，空襲兵器的突防能力和破壞威力空前增強，國家防空的戰略意義日益突顯，近年來發生的一系列高科技局部戰爭都充分表明，預警雷達網情報系統在現代防空作戰中具有極其重要的地位和作用。及時、準確、連續、有效的雷達網情報信息，是取得防空作戰勝利的極其重要因素之一［1］。

本文首先對全球信息柵格理論進行了闡述，在此基礎上，對GIG預警雷達網體系結構的需求進行了分析，最后，構建了基于GIG的一體化預警雷達網體系結構模型。該體系結構模型的構建對于提高指揮所在復雜電磁環境下的快速反應能力和整體作戰指揮能力具有一定的指導意義。

2 全球信息柵格概述

美國國防部提出了建設全球信息柵格（Global Information Grid，GIG）的設想。其目的是將美軍分布在全球的計算機網、傳感器網和作戰平臺網組成一個大系統，實現全球范圍內時域和空域的一致以及各分系統的協同，保證在未來戰場上將正確的信息、以正確的時間、正確的格式、傳送到正確的指戰員。

2.1 全球信息柵格的定義

全球信息柵格是指全球互連的、端對端的能根據戰斗人員、決策人員和支援人員的要求來收集、處理、存儲、分發和管理信息的信息能力以及相關過程和人員的集合［2］。

2.2 全球信息柵格的構成

GIG系統由基礎、通信、計算、全球應用和使用人員五層構成。其中基礎層包括體系結構、頻譜分配、政策制定、條令規范、體系標準、工程技術管理；通信設施層包括光纖通信、衛星通信、國防信息系統網、無線電臺網、移動用戶業務和遠程接入節點點等；計算設施層包括Web服務、中心文件庫的軟件開發、電子郵件和百萬級中心的認證服務等；全球應用層包括全球指揮控制系統、全球戰斗支持系統、日常事務處理應用程序和醫療保障系統等；使用人員層包括陸、海、空軍以及其他戰場人員。

2.3 全球信息柵格的特征

GIG主要包括七種基本功能，即處理、存儲、傳輸、人和GIG交互、網絡管理、信息分發管理和信息保障。這些功能被歸納為四大類：計算、通信、表述和網絡運行。由于GIG是一個全球性互聯的、端到端、可互操作的大系統，因此，構成GIG所有的系統應能在系統間實現“即插即用”功能［3］。

GIG的特點主要體現在：它是一個安全網格，能向所有相關用戶提供端到端的無縫隙連接；能滿足國防部和情報部門的作戰需求，從和平時期的商業支持到各種級別沖突的支持；能與武器系統融合；能夠支持戰略、戰役、戰術以及總部、營地、哨所直至單兵的信息需求；戰術上和功能上更接近真實；信息和帶寬方面滿足作戰要求；能夠防范所有威脅。

3 GIG預警雷達網體系結構需求分析

基于GIG構建的雷達網預警系統是一個一體化的軍事系統，由情報收集分系統、情報融合分發系統和指揮控制分系統組成，并統一進行組織管理，以實現預警中情報信息的綜合報知、高度共享。

3.1 預警雷達網體系結構的構建是打贏信息化戰爭的必要條件

雷達網預警體系的構建作為信息化戰爭中獲取信息的主要途徑，是打贏信息化戰爭的必要條件。隨著雷達兵地位和作用日益突出以及信息化武器裝備的快速發展，現代戰爭對雷達網預警體系的建設提出了更高的要求。一是現代信息化戰爭要求雷達網預警體系必須提高“四抗”能力。特別是加強復雜電磁環境影響下對隱身飛機、巡航導彈及各種低空、超低空飛行武器的探測能力，以提高雷達預警體系的生存能力，更好地發揮作戰效能。二是要提高雷達網預警體系對抗能力。目前，雷達網預警系統均有自成體系、各自為政的特點，致使現有探測資源不能充分發揮其應有的威力和效能，造成探測資源的巨大浪費。為了滿足信息化戰爭的情報需求，迫切要求雷達網預警體系實施整體探測、整體對抗、整體保障，以便發揮現有裝備的整體效能。

3.2 雷達組網技術為提高體系“四抗”能力提供有力支撐

雷達組網是利用網格技術把分布在各地的各種預警力量有效連接起來，并通過數據融合技術、指揮控制平臺等技、戰術手段的綜合應用，實現各預警探測力量的互連互通，實現情報資源的全面共享。通過應用雷達組網技術，對局部區域多部常規程式雷達進行科學合理的部署，集成多部雷達優勢，并接入空基雷達、無源雷達、超視距雷達、氣球載雷達、特種探測雷達和其他技偵單位的情報，以擴大預警的有效空間覆蓋范圍，有效提高“四抗”能力，使雷達網覆蓋區域更加嚴密，在復雜電磁戰場環境影響下，提高了雷達網探測體系的整體作戰性能。

3.3 綜合集成思想為提高體系對抗能力提供最佳途徑

綜合集成思想是指將構成大系統的各部件、子系統、分系統，采用系統工程的科學方法進行綜合集成，以組成滿足一定功能的大系統。一體化聯合雷達網預警體系建設過程必須將綜合集成思想貫穿始終，以有效地提高雷達網預警體系的整體對抗能力。具體地講，一是探測資源的綜合集成。將各種雷達探測裝備、指揮控制、通信、計算機等各類設施連接起來，形成一個互連互通的整體，實現空情態勢的共享。二是情報資源的綜合集成。指對區域內的多源情報信息，按其用途和性能進行分類，并進行數據融合處理，以形成統一的空海態勢情報，實現情報資源的有效管理，極大地提高雷達網預警體系的情報質量。

4 GIG預警雷達網體系結構模型

基于GIG的一體化預警雷達網體系結構是將各軍兵種分散配置的預警衛星、預警飛機、海空軍預警雷達、電子對抗部隊等先進的情報資源信息獲取設備進行綜合集成，并統一組織管理，以實現預警中情報信息的綜合報知、高度共享，最終提高預警中來襲目標的預警能力以及對一體化聯合作戰的情報信息支援能力。GIG技術以其特有的特點，在一體化聯合空情預警體系的構建中有著無可比擬的優勢［4］。

4.1 功能設想

1）良好的互連、互通、互操作能力

基于GIG技術的一體化預警雷達網體系結構，應能依靠GIG技術實現系統內所有情報節點、情報中心節點、情報用戶節點之間的互連、互通、互操作，大大提高空情信息獲取、處理、分發和使用的自動化，克服原來預警探測系統“煙囪式”布局的局限性。

2）情報資源與端用戶能夠實現隨遇入網、即插即用

依托GIG情報信息網，利用IP網絡技術，使現有多種雷達情報源和其他情報信息能夠有效接入、就近入網，預警機、機動雷達、機動指揮所等新型裝備能夠隨遇入網，實現情報信息的全方位收集；同時，系統應具備信息“即插即用”的能力，從而使各種情報源、情報使用單位能不受地域、天候和時間的限制，實現信息資源的無縫隙鏈接［5］。

3）空情情報信息的網絡共享，按需分發

信息作戰條件下，空情用戶非常復雜，對情報的具體要求也各不相同，新型系統建立后能實現各種情報信息的網絡共享，使新老情報保障系統以及情報用戶系統具有申請注冊、定制需求、接受服務等能力，解決多用戶快速接入、不同用戶不同保障要求問題，從而能夠把恰當的情報送給恰當的情報需求用戶，提高情報保障的有效性。

4）較強的情報信息安全保密能力

系統應采用深層防護、多層設置，在網絡、鏈路、計算機環境和基礎設施等每一個環節，都具有高度的防護能力，以保障信息傳輸、處理和使用的安全、可靠和保密［8］。

4.2 結構框圖

基于GIG構建的雷達網空情預警系統是一個一體化的軍事系統，由情報收集分系統、情報融合分發系統和指揮控制分系統組成，其流程如圖1所示。

1）情報收集分系統是一體化預警雷達網體系結構的初級環節，主要由各種預警探測力量組成。包括海空軍常規雷達、氣球載雷達、預警飛機、特種探測設備、目力觀察哨、電子對抗及技術偵察部隊等。情報收集分系統主要負責情報的收集、上報，并將情報傳入服務器。依托GIG網，每個預警單元能夠按照互聯互通、信息共享的要求，實現多路由器的數據傳輸，相鄰預警單元及友鄰部隊之間有完善的有線、無線傳輸網，實現預警域、全時域目標的綜合獲取能力。

圖1 基于GIG預警雷達網組織體系結構

2）情報融合分發系統是一體化預警雷達網體系結構的中級環節，主要由空情預警中心、雷達兵旅（團）情報中心、雷達兵營情報中心和預警機情報融合單元組成，是利用配發的情報處理系統，對情報搜集分系統所獲取的原始空情數據在一定規則下進行分析、綜合、處理，實現情報的相互補充、相互印證，去掉冗余和錯誤數據信息，將有用的、正確的數據信息分類融合處理，上報到指揮控制系統，并將情報傳入情報分發服務器［9］。

3）指揮控制分系統是一體化預警雷達網體系結構的高級環節，由以計算機為核心的信息技術設備和指揮人員組成。指揮人員依據戰場完整空情態勢，參照雷達網輔助決策系統提供的輔助決策分析，判明敵作戰意圖，根據上級指示，對各預警探測力量進行組織和協調，為情報用戶分發相關情報。它能夠統一協調各預警力量單元，并對情報融合分系統提供的情報進一步綜合處理和實時顯示，使決策者和指揮控制人員實現對戰場態勢全方位立體化的透視。

4.3 實現方案

1）采用民用技術與軍方自主研發技術相結合的手段，加快體系結構建設

網格技術作為近幾年迅速發展起來的一門信息技術，在民用領域已經積累了較豐富的經驗，基于GIG技術構建一體化預警雷達網體系結構，應充分利用現有成熟的民用技術和國外先進技術，以加快系統的建設速度。但這種利用不是不加分析論證地全盤照搬，而要靈活應用，要充分考慮到民用產品可能給未來系統帶來較低的戰場適應性和巨大危險，同時在至關重要的技術問題上，要從現有系統的實際出發，自我設計、自我研發，以保證軍用GIG技術的安全可靠及作戰效能。

2）通過統一標準規范集成實施建設，消除信息孤島

一體化預警雷達網體系結構建設應制定一個統一科學的總體框架，根據全軍信息系統統一標準，按照“自上而下整體設計，由下而上逐級集成”的思路，通過規范統一各種硬件接口、軟件系統的技術標準，達到軟件相同、硬件一致、功能銜接，實現各軍兵種預警力量單元相互鏈接、系統互聯互通、信息資源共享，徹底消除滋生“煙囪式”系統的土壤。

3）加強實驗驗證階段，確保體系結構安全

GIG技術可極大提高預警探測系統的整體作戰能力，但這種高度集成的“全軍一網”的方式也帶來了重大的安全隱患：如各組成部分的高度相關性帶來的安全問題［6～7］；大量的敏感電子設備帶來的安全問題；信息和信息攻擊技術的易獲得性帶來的安全問題；高度開放性和互聯性帶來的安全問題；系統的復雜性帶來的安全問題等。一旦系統被有組織、大規模地成功入侵或破壞，輕則將致局部作戰能力下降，重則將使整個預警系統的戰斗力急劇下降直至癱瘓。因此，在一體化預警雷達網體系組織結構建設過程中，安全論證是各級建設的核心工作，應貫穿于框架的各個層次，以確保一體化預警雷達網組織體系結構的使用安全。

4）貫徹人才同步培養機制，為體系作戰使用奠定基礎

打贏信息化戰爭，既需要高技術武器裝備，更需要高素質的新型軍事人才。基于GIG的一體化預警雷達網體系是一個全新的、信息化程度較高的系統工程，其建設和使用都需要大量的高素質人才。因此，加強一體化預警雷達網組織體系結構建設的同時，應充分發揮院校和訓練機構的作用，培養和造就一大批適應一體化預警雷達網組織體系作戰使用需求的指揮員、參謀人員、技術專家，保持信息化人才與武器裝備系統的協調發展，為一體化預警雷達網組織體系作戰使用奠定堅實的基礎。

5 結語

信息化條件下雷達網預警探測系統的地位日益凸顯，一體化預警雷達網體系結構的構建是贏得制信息權的有效保障［10］。本文構建了基于GIG的一體化預警雷達網體系結構，其體系結構的構建對于提高雷達指揮所在復雜電磁環境下的快速反應能力和整體作戰能力具有一定的指導意義。

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