美軍主要機載信號情報能力發展現狀及趨勢

曲　珂，韓國強，劉　麗

(中國洛陽電子裝備試驗中心，河南 洛陽 471003)

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美軍主要機載信號情報能力發展現狀及趨勢

曲珂，韓國強，劉麗

(中國洛陽電子裝備試驗中心，河南 洛陽 471003)

信號情報與國家安全息息相關。近年來，美陸海空軍都在加強機載信號情報能力建設。梳理了美軍主要機載信號情報能力的發展現狀，分析其面臨的挑戰，預測其未來的發展趨勢。

美軍；信號情報；發展 ；挑戰

0　引言

信號情報是美國最重要的情報來源之一，是情報的一種，由用任何手段傳遞的通信情報、電子情報及外國儀器信號情報單獨或聯合構成。第二次世界大戰、朝鮮戰爭、越南戰爭以及近幾場現代局部戰爭都證明了信號情報對實時作戰的重要價值。與衛星等其它平臺相比，機載信號情報飛機具有行動靈活和效費比高的特點。在目前形勢下，雖然不少國家大幅度削減了軍費開支，但機載信號情報系統的研發并未受到限制。由此可見，機載信號情報系統在軍方心目中的地位。

1　美軍主要機載信號情報能力發展現狀

信號情報起源于第二次世界大戰。20世紀60年代時，具備機載信號情報能力的國家相當有限。到1964年9月，美國的機載信號情報飛機的數量超出了北約的總和。經過50多年的發展，美軍機載信號情報系統已經形成了由有人駕駛飛機、無人機構成的空中偵察系統，能夠提供強大的信號情報能力；具有實時偵察、監視、目標捕獲、戰損評估、作戰管理能力；通過數傳/通信系統可實時傳輸靜止圖像和視頻運動圖像，并能與武器系統交換數據，提供戰場態勢圖。

1.1主要有人駕駛信號情報飛機

毫無疑問，美國是有人駕駛信號情報平臺的最大用戶，主要包括美陸軍的RC-12“護欄”、海軍的EP-3E“白羊座”和空軍的RC-135“鉚釘”系列飛機等。

1.1.1陸軍

RC-12“護欄”是美陸軍的主要信號情報飛機，能夠完成通信情報和電子情報任務。最新的“護欄”系統包含4套便攜式陸基通用傳感器系統(GR/CS)，可控制機載情報搜集傳感器并對搜集到的數據進行分析處理。其機載部分裝備在一系列經過大幅改裝的“空中大王”飛機上。目前，美陸軍擁有33架最新裝配的RC-12X偵察機。這些飛機由RC-12K/N/P/Q改裝而成，裝配了增強型空地數據鏈、小型高精度定位輔助系統、地理定位輔助系統、X多用戶交互式數字分析系統信號處理器和機載信號情報組件，具備高頻通信情報偵察能力，可提高戰場態勢感知能力和特殊信號處理能力。此外，美陸軍還開展了名為“增強型中空偵察與監視系統”(EMARSS)的新項目，將為旅級戰術部隊提供全天時、全天候、近實時的詳細戰場信息。它攜載的傳感器包括Wescam公司的MX-15光電/紅外全動視頻系統和信號情報系統，它們通過衛星數據鏈與地基情報數據庫或分布式通用地面系統相連。

1.1.2海軍

EP-3E“白羊座”電子偵察機是美海軍機載信號情報能力的核心。美海軍現有的EP-3E都基于P-3“獵戶座”(Orion)飛機機體，隸屬于惠得貝島的第10巡邏偵察機聯隊，裝備有高靈敏度接收機和高增益天線，可對目標區域大縱深范圍內的多種輻射信號進行偵察，向全球范圍內的美軍艦隊和戰區指揮官提供近實時的戰術信號情報支持。美海軍現共有16架EP-3E信號情報飛機，其中8架EP-3E還加裝了AN/AAS-52光電傳感器，從而具備了多源情報偵察能力。美軍艦隊嚴重依賴于這種偵察機提供的情報信息，它們為在波斯尼亞的北約部隊、在韓國的聯合部隊、在“南方觀察”/“北方觀察”行動中的聯合部隊以及各盟軍部隊提供了情報支持。

P-8A“海神”反潛機是美海軍2013年服役的最新型噴氣式反潛巡邏機，集對潛、對海及對陸偵打功能于一身，網絡化、自動化水平較高，可執行反潛、反艦、情報、監視與偵察和打擊任務。

此外，美海軍于2010年2月接收了改進了先進傳感器的第50架MH-60R“海鷹”多用途海上直升機，有利于進一步提高其信號情報能力。MH-60R裝備有AN/AQS-22低頻可調聲納，雷錫昂公司的AAS-44前視紅外雷達、洛·馬公司的電子支援設備和數據鏈。

1.1.3空軍

美空軍的主要機載信號情報平臺是RC-135系列信號情報偵察飛機、U-2S偵察機和裝備“高級偵察兵”系統的C-130E/H飛機。

美空軍擁有24架RC-135信號情報偵察飛機，配屬美空軍第55聯隊。在這24架RC-135飛機中，有17架RC-135V/W“鉚釘”、2架RC-135U“作戰輸送”、3架RC-135S“眼鏡蛇球”。

RC-135V/W“鉚釘”飛機能夠對整個電磁頻譜中的信號進行探測、識別和定位。該機裝備有大量的先進情報搜集設備，可以監控敵人的電子活動。飛機通過數據鏈和語音與戰區空中控制系統集成在一起。精確的告警數據可通過戰術數字信息鏈路從“鉚釘”飛機傳輸給機載預警與控制系統平臺。“鉚釘”飛機一直在通過“基線”系統升級來提高性能、改進裝備。美空軍計劃在2010——2015財年間將“鉚釘”的系統分別升級到“基線”8、9、10。裝備“基線”8系統的偵察機改進了信息搜集技術，用戶界面更加友好，系統變得更加可靠并且具有更加快速的自動化信息傳播能力。“基線”8包含了基于衛星通信的遠程飛機定位和網絡中心協同目標系統。遠程飛機定位系統提高了對截獲數據的脫機分析和處理能力，網絡中心協同目標系統將各種設備連接起來從而使之前互不兼容的多種情報來源協同工作。基線9增加了改進的處理器等，而基線10則將在基線9的基礎上進行更多的改進。

RC-135U用于偵察輻射源和武器系統“細微”的技術參數數據，由這種飛機來提供“開發雷達預警機、電子戰系統、威脅模擬器系統和任務計劃所需的參數”，這些數據包括功率、脈沖和極化數據等。

RC-135S負責搜集有關國家的導彈試驗情報。自“沙漠風暴”行動以來，該型偵察機已被用作戰場中的彈道導彈探測手段。

目前，美空軍還裝備有34架U-2S高空偵察機。該機具備多功能偵察手段，能實施可見光、紅外、合成孔徑雷達等偵察任務，并具備對雷達、無線電通信、電磁輻射源信號進行電子偵察的能力。據五角大樓提交的2015財年國防預算案，決定全部退役U-2偵察機，可能由“全球鷹”取代。

美空軍還裝備有3套完整的機載“高級偵察兵”信號情報系統，安裝在標準的C-130E/H戰術運輸機中。裝載該系統的C-130E/H可偽裝成戰術運輸機，在更低的飛行高度和速度下進行偵察，以及更靠近目標進行偵察，可以對敵方雷達、微波塔樓、蜂窩電話、衛星地面站和其他通信鏈接進行探測、跟蹤和定位。其中，“利用”的方式可能包括向敵方信息網絡注入錯誤信息流、控制敵無線通信及植入可挖掘/竊取敵計算機中信息的算法包。

1.2主要無人駕駛信號情報飛機

無人機在現代戰爭中的應用越來越廣，其中一些具備了信號情報能力，在情報偵察領域的作用日益明顯。無人機的大量部署和有效應用顯著提升了美軍部隊態勢感知能力。

1.2.1陸軍

鑒于無人機在近幾場戰爭中的卓越表現，美陸軍已經啟動了信號情報無人機項目，于2011年2月發布了戰術信號情報有效載荷(TSP)工程與制造研發項目的信息征集書，隨后將其安裝到陸軍新型MQ-1C“灰鷹”無人機上，提高陸軍的信號情報獲取能力。TSP將為作戰人員提供“全面的電子輻射源圖像，并能探測、識別、定位和復制各種輻射源，包括高價值目標”。2012年6月，美陸軍部署了首個列裝12架無人機的“灰鷹”無人機滿編連F/227連。“灰鷹”系統將為F/227連提供每周7天、每天24小時的偵察/監視/目標截獲、精確打擊和通信中繼能力，而且該連運用“灰鷹”系統并不需要依賴于傳統的地面控制站。

1.2.2海軍

近期，美海軍大量發展無人機系統，而且取得了豐碩的成果。其中，MQ-4C“人魚海神”作為廣域海上監視(BAMS)項目的無人機，是“全球鷹”無人機的改進型號，在海上情報、監視和偵察、數據搜集與分發等方面具備優良的性能，能大大提高美海軍對戰場的態勢感知能力。其攜帶的情報載荷包括多功能主動傳感器有源電子掃描陣列雷達、MTS-B多頻譜目標系統、AN/ZLQ-1電子支援措施系統以及自動識別系統。目前，美海軍計劃部署68架MQ-4C無人機，并將在全球范圍內的5個地點進行部署，與P-8A飛機配合，將成為美海軍海上偵察監視的中堅力量。

1.2.3空軍

在無人信號情報平臺的部署方面，美空軍實力最強。目前已部署的主要信號情報飛機有“全球鷹”、“捕食者”、“死神”。

RQ-4“全球鷹”是一種高空長航時大型航空器，目前是美國乃至世界最大、技術最先進的無人機。該機裝有合成孔徑雷達、光電/紅外偵察系統、電子偵察系統、自衛告警干擾系統等設備，可全天候執行圖像和信號情報搜集任務。在阿富汗戰爭中，“全球鷹”無人機執行偵察任務60多次，累計飛行1200多小時，提供敵方目標情報、監視和偵察圖像300000多張，被譽為阿富汗戰場上的“圖像信息處理器”；在伊拉克戰場上，“全球鷹”無人機完成了16次偵察任務，飛行時間300多小時，收集光電圖像、紅外圖像、合成孔徑雷達圖像4800多幅。美國“全球鷹”無人機已開始在亞太地區執行信號情報偵察任務。

MQ-1“捕食者”是由美國通用原子公司研制的中空長航時戰術偵察無人機，主要用于小區域或山區的偵察、監視工作，為特種部隊提供詳細的戰場信息。該機裝備有光電、紅外偵察設備、GPS導航設備和具有全天候偵察能力的合成孔徑雷達。在伊拉克和阿富汗戰爭中，美軍已經全面認識了“捕食者”的近距離空中支援能力，地面部隊對其需求很大。

MQ-9“死神”是美國通用原子公司在MQ-1“捕食者”基礎上發展而來的無人機，主要執行近距離空中支援、戰區監視、偵察和定點清除任務。它搭載有多種光學、紅外、微光監視系統以及合成孔徑雷達，可為空中作戰中心和地面部隊收集、傳輸動態圖像，具有很強的對敵監視及對地面目標攻擊能力，并能在作戰區域停留數小時，更加持久地執行任務。隨著美國將戰略重心東移至亞太地區，延長無人機的續航時間顯得格外重要。據報道，通用原子航空系統公司根據合同為美空軍提供部分能夠延長MQ-9續航時間的組件，將其飛行時間延長7～8個小時，那么“死神”的續航時間約為35小時，未攜帶武器時主要執行情報搜集任務。

2　美軍機載信號情報能力發展面臨的挑戰

盡管美軍發展機載信號情報能力的歷史悠久，且其重要性也日益凸顯，但其目前的發展仍面臨著諸多挑戰，如成本、任務平衡、信息過載、信號探測與處理等問題。

2.1成本問題

與防御領域的大多數經費支出一樣，機載信號情報系統的成本現在和將來都會是其設備采購或經費調整的一個主要因素。比如，RC-135V/W“鉚釘”是美空軍最重要的空中偵察工具，美空軍曾撥款6.932億美元維持其“鉚釘”機隊在2013～2017財年的有效作戰能力。對機載信號情報的迫切需求與經濟現實形成了鮮明對比，昂貴的成本在許多情況下將阻礙現有用戶對其進行升級或購買新型裝備，即便是美國這樣經濟實力強大的國家也一樣。

2.2任務平衡問題

除了技術創新，未來系統研發的重點必將是在理想狀態和實際所能達到的狀態之間尋求平衡。在軍費預算受壓縮的情況下，機載信號情報任務載荷的發展也將面臨諸多的平衡，如：是否需要兼顧其電子情報和通信情報能力，是否需要實時信號情報處理結果，對平臺的續航能力和作戰高度有何要求，多傳感器還是單傳感器更能滿足需求，等等，這些問題都需要系統考慮。

2.3信息過載問題

美軍信號情報載機數量的增加，續航時間的延長和傳感器性能的提升，隨之而來的便是海量信息，海量信息給美國軍方帶來了一個新問題：信息過載。美軍目前已經越來越難以及時處理有人駕駛飛機、無人機、偵察機器人等各種平臺傳回來的海量信息。為改變這種現狀，美軍已開始著手探尋大數據時代的情報處理方法。

2.4信號探測與處理問題

商業和軍事技術的發展推動著輻射源爆炸式增長，其復雜性也在不斷增加。隨著全譜信息感知需求的不斷增長，信息感知的頻段不斷加寬，從長波到短波，從超短波到微波，一直到毫米波、太赫茲。而且，偵察信號越來越復雜，調制方式種類繁多。眾多復雜的信號加大了信號探測與處理的難度。

3　美軍機載信號情報能力未來發展趨勢

信號情報是美軍保持其信息優勢的一個重要手段，也是情報建設的重點。雖然冷戰結束后一度受經費限制，信號情報的發展受到了影響，但自“9·11”之后其重要性得到了重新認識，特別是近幾場戰爭的經驗使美軍認識到，在作戰中掌握信號情報優勢對戰爭的勝利十分必要，因此逐步加大了對信號情報的投入，其發展勢頭十分迅猛。綜合分析美軍機載信號情報能力的發展現狀和未來戰場復雜環境變化需求，美軍機載信號情報能力未來發展趨勢主要包括以下幾點。

3.1戰術情報支援能力進一步增強

美軍早期的電子情報飛機主要針對戰略電子情報進行偵收，同時兼顧戰術情報的獲取。但通過近十多年美軍電子情報飛機的發展趨勢來看，機載信號情報搜集活動已從過去單一的戰略活動開始轉向融合了戰術行動在內的多元化軍事行動，偵收到的電子情報、通信情報、遙測情報等除了繼續滿足戰略情報分析部門的需求外，還要能夠在戰術環境中實時或近實時地向作者人員通報他們所面臨的威脅和敵方意圖。其戰術情報偵察和戰場電子支援的功能在加強，美軍在使用過程中也在逐步強化其電子戰支援能力。資料顯示，美空軍的RC-135“鉚釘”電子偵察飛機目前執行的任務中約有90%以上屬戰術級偵察任務，且經常是直接支援地面部隊或空中戰斗機執行戰斗任務。

3.2注重多傳感器一體化發展

現代戰爭中，戰場上的電磁環境日益復雜，以往那種彼此分立、功能單一的機載信號情報系統已遠不能適應作戰需要。多傳感器平臺是獲得機載信號情報能力的可行方案，即在費用與平臺受限的情況下實現了能力的最大化。一體化和通用化已成為當前信號情報系統發展的重點和未來的發展方向。對于美軍機載電子偵察裝備自身功能而言，除具備傳統的高精度參數測量、測向、定位等基本功能外，還具備瞬時寬帶偵收、快速定位、目標平臺個體識別、多傳感器信息融合、多平臺電子情報信息融合等功能度。據悉，美空軍MC-12W飛機上裝備的是“錦標賽”(Pennant Race)COMINT系統，該系統具有情報收集和機載光電傳感器提示功能；而美陸軍已裝備了COMINT/光電空中監視多傳感器(ARMS)、COMINT/光電中空偵察與監視系統(MARSS)以及COMINT/光電抗IED系統。

3.3數據處理能力不斷加強

科學管理、充分運用機載信號平臺所搜集的數據，已成為一個急需解決的問題。為提高機載信號情報系統數據處理的效能，降低信息過載的影響，美軍方的科研人員和工業界的研究者已開始著手解決這個問題。信號情報傳感器上應用的技術大量地受益于商業應用，例如移動技術和數據服務。高性能FPGA在近十年內已經成熟可用，滿足了實時處理大量被截獲數據的需求。超高速模數轉換器也已可用，使得接收機的解調和處理功能更靠近天線系統，可實現直接采樣接收機或數字下變頻器。而且，固件升級可方便地實施，由此帶來的靈活性可確保信號情報傳感器系統經受住不斷發展的信號環境的考驗。

3.4新型無人機能力備受青睞

信號情報無人機的歷史可以追溯至1960年代中期。當前的技術至少是朝著大規模使用這種航空器的方向發展，無人機將成為未來主要偵察力量和戰場偵察的主角。偵打一體化無人機也從單平臺作戰發展到系統集成與網絡交互支撐、信息保障與偵察打擊一體的新型多平臺、網絡化系統，成為未來戰爭中的一種重要裝備。在奧巴馬總統向國會提交的2013財年美國國防預算申請中，美陸軍計劃采購19架MQ-1無人機，耗資12.35億美元，用于增強態勢感知；空軍列入采購清單的裝備包括24架MQ-9“死神”無人機。此外，根據美國防部發布的《2014財年國防預算優先項目》，其將在機載情報、監視與偵察領域繼續采購MQ-1“捕食者”和MQ-9“死神”無人機，擴大MQ-9作戰半徑；發展無人監視和打擊項目；加入“反介入/區域拒止能力”任務中的情報、監視和偵察項目投資。

4　結束語

隨著電子技術的不斷發展，作戰環境日趨復雜，尤其是作戰任務需求的不斷推進，未來的機載信號情報在戰略預警和戰術支援中的作用必將越來越重大。美軍在維護升級其現有機載信號情報系統的同時，還將更多地依靠無人機并且廣泛研發具有信號情報和其它電子戰功能的無人飛行系統等。美軍新一代作戰飛機F-22、F-35等已具備了信號情報搜集處理能力。密切跟蹤美軍機載信號情報能力的發展與部署動態，對其進行深入研究，具有十分重要的現實意義。■

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The status and future development of U.S. main airborne signal intelligence capability

Qu Ke, Han Guoqiang, Liu Li

(Luoyang Electronic Equipment Test Center of China, Luoyang 471003, Henan, China)

Signal intelligence and national security are closely related. In recent years, U.S. army, navy and air force are strengthening airborne signal intelligence capability. The develop ment situation of U.S. main airborne signal intelligence capability is summarized, and the challenge is analysed, future development is predicted.

U.S. military force; signal intelligence; development; challenge

2015-04-10；2016-06-22修回。

曲珂(1980-)，女，工程師，碩士，主要研究方向為情報研究。

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