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聯(lián)合作戰(zhàn)的重要形式是分布式網(wǎng)絡(luò)化作戰(zhàn)，信息是爭(zhēng)奪的核心資源，是決定戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的關(guān)鍵因素[1]。戰(zhàn)場(chǎng)信息優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在信息感知、處理和共享等方面。常規(guī)的作戰(zhàn)模式，作戰(zhàn)平臺(tái)的目標(biāo)信息感知主要依靠平臺(tái)自身的傳感器。為了提高感知能力，總是注重自身傳感器探測(cè)能力的提高。但受到傳感器自身?xiàng)l件或研制的限制，往往困難很大。同時(shí)，就更大范圍戰(zhàn)場(chǎng)而言，即使單平臺(tái)傳感器探測(cè)能力很強(qiáng)，覆蓋的范圍仍有限，若不能實(shí)現(xiàn)信息共享，很難保障整體作戰(zhàn)效果。

在現(xiàn)代對(duì)海作戰(zhàn)中，敵方艦艇目標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)視和跟蹤成為對(duì)敵有效殺傷的有力保障和制勝的關(guān)鍵。聲納是探測(cè)水面目標(biāo)的有效手段之一。聲納分為主動(dòng)和被動(dòng)兩類。主動(dòng)聲納可向目標(biāo)水域發(fā)射聲波，然后由水聽器接受來自目標(biāo)的回波，根據(jù)聲納的位置和聲波從目標(biāo)反射回來的時(shí)間經(jīng)確定目標(biāo)的距離和方位。被動(dòng)聲納有定向(矢量)和非定向(標(biāo)量)兩種。標(biāo)量聲納僅能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)噪音，矢量聲納利用空間兩點(diǎn)處聲壓有限差分來近似得到聲壓梯度，不僅能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)也能測(cè)出其方位。由于聲納可以在水下持續(xù)的探測(cè)和跟蹤艦船目標(biāo)，并且隱蔽性好，不容易被敵方發(fā)現(xiàn)，因此，隨著聲納自身技術(shù)的發(fā)展，在未來信息化聯(lián)合作戰(zhàn)中將會(huì)得到越來越多的應(yīng)用。

傳統(tǒng)艦船目標(biāo)探測(cè)手段的局限性

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，敵方艦艇為了躲避岸基炮火和導(dǎo)彈的攻擊，通常游弋在距海岸線幾百甚至上千公里處，針對(duì)對(duì)海作戰(zhàn)，傳統(tǒng)的目標(biāo)信息保障手段具有很多局限性。

(1)傳統(tǒng)目標(biāo)信息保障能力較弱

傳統(tǒng)對(duì)遠(yuǎn)海船只的監(jiān)視只能依賴偵察衛(wèi)星或偵察機(jī)。衛(wèi)星偵察的問題是：重訪周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天，而一次偵察目標(biāo)的時(shí)間較短。飛機(jī)偵察的問題是：飛行高度較低，受地球曲率影響，探測(cè)距離較短。因此，對(duì)于二波次后續(xù)打擊缺少快速的目標(biāo)信息指示，無法形成高效、實(shí)時(shí)的多波次攻擊能力。

(2)傳統(tǒng)目標(biāo)信息保障手段易受到敵方干擾和打擊

敵方可能對(duì)衛(wèi)星偵察、偵察機(jī)等實(shí)施干擾、致盲和摧毀，并且通過編隊(duì)電磁靜默管制，防止對(duì)海上目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)定位。因此戰(zhàn)時(shí)惡劣保障條件下，對(duì)目標(biāo)情報(bào)保障提出了更高的要求。

(3)彈載傳感器探測(cè)時(shí)間短

導(dǎo)彈彈載傳感器主要包括光學(xué)相機(jī)、雷達(dá)等，其探測(cè)精度和時(shí)效性好，對(duì)目標(biāo)探測(cè)、威脅評(píng)估和打擊效果探測(cè)具有重要意義。但是，彈載傳感器的生存周期與導(dǎo)彈一樣，作用時(shí)間較短，僅幾分鐘，不能進(jìn)行連續(xù)的目標(biāo)跟蹤，無法滿足對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的持續(xù)探測(cè)。

(4)固定聲納探測(cè)距離有限

目前，固定聲納對(duì)于水面目標(biāo)的有效探測(cè)距離不超過兩百公里，但是，敵方艦艇的距離一般大于幾百公里，艦艇所在海域?qū)儆跀撤絿?yán)密監(jiān)視的水域，聲納無法正常布放，為了保證能夠長(zhǎng)時(shí)間工作和探測(cè)的隱蔽性，其只能布撒在海岸線附近，因此，傳統(tǒng)固定聲納使用方式只能起到近海防御的作用，而不能完成對(duì)處于遠(yuǎn)海的敵方艦艇的有效探測(cè)。

基于彈載聲納浮標(biāo)的目標(biāo)信息保障系統(tǒng)內(nèi)涵

基于彈載聲納浮標(biāo)的目標(biāo)信息保障系統(tǒng)結(jié)合水下信息系統(tǒng)探測(cè)隱蔽性和工作時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，利用反艦導(dǎo)彈自身搭載多個(gè)小型聲納浮標(biāo)，在導(dǎo)彈飛行過程中的特定區(qū)域投放。聲納浮標(biāo)入水后動(dòng)態(tài)自組網(wǎng)，對(duì)敵方艦艇目標(biāo)進(jìn)行被動(dòng)定位，并將探測(cè)信息通過無線鏈路擇機(jī)回傳，同時(shí)對(duì)于進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的后波次攻擊導(dǎo)彈，依靠導(dǎo)彈數(shù)據(jù)鏈，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)打擊的輔助引導(dǎo)。

系統(tǒng)工作過程如下：

(1)采用偵察衛(wèi)星、偵察機(jī)或其它探測(cè)手段確定艦船的大致位置，作為動(dòng)態(tài)布放聲納浮標(biāo)的前提條件;

(2)反艦導(dǎo)彈攻擊目標(biāo)并將多個(gè)(至少三個(gè))聲納浮標(biāo)布放到目標(biāo)附近區(qū)域;

(3)多個(gè)浮標(biāo)利用無線信道動(dòng)態(tài)自組網(wǎng)，聯(lián)合測(cè)定敵方艦船目標(biāo)位置，并持續(xù)實(shí)時(shí)跟蹤;

(4)浮標(biāo)將目標(biāo)探測(cè)結(jié)果通過衛(wèi)星、高空浮空器或飛機(jī)中繼傳回地面指揮系統(tǒng);

(5)地面指揮系統(tǒng)形成新一輪多波次打擊作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃、完成導(dǎo)彈諸元解算、裝訂和導(dǎo)彈發(fā)射;

(6)后續(xù)波次導(dǎo)彈飛臨目標(biāo)海域，進(jìn)入無線自組織網(wǎng)絡(luò)作用范圍后，通過導(dǎo)彈數(shù)據(jù)鏈自動(dòng)加入無線自組網(wǎng)絡(luò);

(7)無線自組織網(wǎng)絡(luò)將新的定位信息通過導(dǎo)彈數(shù)據(jù)鏈傳送至導(dǎo)彈，結(jié)合導(dǎo)彈末制導(dǎo)信息，輔助引導(dǎo)導(dǎo)彈武器精確打擊目標(biāo);

(8)浮標(biāo)可實(shí)現(xiàn)在附近海域?qū)撤侥繕?biāo)1~2天的持續(xù)探測(cè)和信息回傳。系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

圖1基于彈載聲納浮標(biāo)的目標(biāo)信息保障系統(tǒng)原理示意圖

基于彈載聲納浮標(biāo)的目標(biāo)信息保障系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

①靈活機(jī)動(dòng)

系統(tǒng)可以在敵方目標(biāo)出現(xiàn)后，依靠導(dǎo)彈平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)快速布放和探測(cè)，保證導(dǎo)彈多波次攻擊的時(shí)效性，使導(dǎo)彈兼?zhèn)浯驌艉吞綔y(cè)功能。

②探測(cè)范圍廣

系統(tǒng)可以在一兩百公里范圍內(nèi)完成對(duì)運(yùn)動(dòng)中的航母、驅(qū)逐艦等大型作戰(zhàn)艦艇的探測(cè)，敵方艦只速度越快，探測(cè)精度越高。

③持續(xù)探測(cè)時(shí)間長(zhǎng)

聲納浮標(biāo)可以漂浮在海面數(shù)天，完成區(qū)域內(nèi)目標(biāo)的持續(xù)探測(cè)與跟蹤，并不容易被敵方發(fā)現(xiàn)，成為深入敵方區(qū)域的“偵察兵”。

④快速信息共享

系統(tǒng)動(dòng)態(tài)構(gòu)建無線組織網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)各浮標(biāo)、進(jìn)入網(wǎng)內(nèi)導(dǎo)彈的高速信息交互，以及和地面指揮系統(tǒng)的信息分發(fā)與共享。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

(1)聲納探測(cè)技術(shù)

被動(dòng)聲納探測(cè)目標(biāo)與海情和目標(biāo)的航速、排水量有關(guān)，如果目標(biāo)靜止或低速航行，則探測(cè)距離很小?？紤]到戰(zhàn)場(chǎng)探測(cè)的隱蔽性和探測(cè)精度，目標(biāo)保障系統(tǒng)選擇被動(dòng)矢量聲納探測(cè)技術(shù)。

被動(dòng)矢量聲納探測(cè)需要研究以下三個(gè)問題：

①信號(hào)處理技術(shù)：包括波形設(shè)計(jì)技術(shù)、聲音信號(hào)處理、多態(tài)聯(lián)合探測(cè)技術(shù)、信息融合算法等;

②探測(cè)器技術(shù)：包括新型換能材料、大功率換能器等;

③小型化技術(shù)：包括結(jié)構(gòu)小型化和重量輕質(zhì)化，適應(yīng)彈載結(jié)構(gòu)和重量的要求。

(2)彈載聲納浮標(biāo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)

聲納浮標(biāo)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要綜合考慮多種因素：

①浮標(biāo)為達(dá)到預(yù)定的探測(cè)精度指標(biāo)，需要滿足其內(nèi)部的傳感器及天線的布局安裝要求;

②浮標(biāo)利用導(dǎo)彈投放，因此重量受到導(dǎo)彈運(yùn)載能力約束、體積受限于導(dǎo)彈彈體結(jié)構(gòu)安裝艙內(nèi)的空間約束;

③浮標(biāo)投放后經(jīng)歷減速過程直至墜落水面，在觸及水面的瞬間會(huì)產(chǎn)生巨大的沖擊，該沖擊作用會(huì)破壞浮標(biāo)的主體結(jié)構(gòu)和內(nèi)部敏感元件，所以必須要使浮標(biāo)減速，同時(shí)落水后還應(yīng)能正常浮起。在減速方案上應(yīng)采用尾裙減速、降落傘減速等多種技術(shù)途徑相結(jié)合的方式;

④浮標(biāo)需要承受飛行時(shí)的熱環(huán)境條件、防水密封條件等。

聲納浮標(biāo)包括矢量水聽器、深度穩(wěn)定器、定位/通信機(jī)等基本部分組成，每枚導(dǎo)彈搭載3-4枚。為克服飛行時(shí)的力熱環(huán)境，外部包覆耐熱外殼，入水時(shí)拋耐熱外殼。浮標(biāo)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

圖2彈載聲納浮標(biāo)結(jié)構(gòu)示意圖

(3)浮標(biāo)投放技術(shù)

浮標(biāo)投放時(shí)機(jī)關(guān)系到浮標(biāo)的落點(diǎn)區(qū)域和浮標(biāo)間的距離，需要滿足兩方面要求：

①浮標(biāo)落水點(diǎn)在聲納可探測(cè)范圍內(nèi)，距離目標(biāo)越近，探測(cè)精度越高;

②多個(gè)浮標(biāo)之間距離不能超過極限值，使浮標(biāo)能在水中組成探測(cè)陣列。

由于浮標(biāo)與母彈分離后無動(dòng)力，僅在氣動(dòng)力、重力作用下運(yùn)動(dòng)，為一自由飛行彈道，因此需要結(jié)合母彈的彈道數(shù)據(jù)合理選擇投放時(shí)機(jī)和相對(duì)速度，并根據(jù)浮標(biāo)氣動(dòng)外形和減速方式確定落點(diǎn)位置，以滿足上述要求。同時(shí)還需要考慮投放方式，使得母彈的打擊精度不受投放影響。

(4)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)及數(shù)據(jù)鏈技術(shù)

主要研究三個(gè)方面：

①動(dòng)態(tài)無線組網(wǎng)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)的組建無需依賴于任何預(yù)先架設(shè)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。節(jié)點(diǎn)開機(jī)后就可以快速、自動(dòng)地形成一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)采用無中心結(jié)構(gòu)，所有節(jié)點(diǎn)完全對(duì)等，沒有中心控制站，節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)加入和離開網(wǎng)絡(luò)。任何節(jié)點(diǎn)的故障不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。

②中繼回傳技術(shù)

利用導(dǎo)航衛(wèi)星、中繼衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、飛機(jī)、浮空器等多平臺(tái)，完成浮標(biāo)的信息回傳。各種通信體制均能適應(yīng)和自動(dòng)調(diào)整，同時(shí)系統(tǒng)可采用擴(kuò)頻通信技術(shù)、跳頻跳時(shí)技術(shù)以及專用的密鑰設(shè)備等技術(shù)措施，具備保密和抗干擾能力。

③專用數(shù)據(jù)鏈信息格式及應(yīng)用技術(shù)

通過格式化信息的實(shí)時(shí)傳輸，減少數(shù)據(jù)處理、分析等環(huán)節(jié)，加快信息流速度，使格式轉(zhuǎn)換的時(shí)延和精度損失減至最小。同時(shí)要兼顧戰(zhàn)術(shù)指揮以及武器協(xié)同控制，兼顧戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈與武器協(xié)同數(shù)據(jù)鏈的功能，信息格式定義要涵蓋兩方面的應(yīng)用需求。

(5)新型反航母作戰(zhàn)指揮控制技術(shù)

采用聲納浮標(biāo)后，信息的快速反應(yīng)也必然帶來反航母作戰(zhàn)指揮控制方法的變化。主要研究以下三個(gè)方面：

①指揮控制系統(tǒng)的快速響應(yīng)：包括快速信息接入和共享和快速的導(dǎo)彈發(fā)射指揮控制;

②快速的任務(wù)規(guī)劃：包括在導(dǎo)彈發(fā)射前和導(dǎo)彈飛行過程中基于新型目標(biāo)保障系統(tǒng)的快速火力規(guī)劃、制導(dǎo)規(guī)劃、突防規(guī)劃等功能，支撐快速波次打擊;

③快速的諸元計(jì)算及彈道計(jì)算。

結(jié)束語(yǔ)

基于彈載聲納浮標(biāo)的目標(biāo)信息保障系統(tǒng)為對(duì)海作戰(zhàn)中敵方艦船的有效探測(cè)與跟蹤提出了一種新的思路。由于作戰(zhàn)雙方資源的不對(duì)稱性，謀求單一技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)對(duì)敵方艦船的絕對(duì)有效對(duì)抗是不現(xiàn)實(shí)的，因此對(duì)海作戰(zhàn)裝備必須向多元化、體系化、信息化配置發(fā)展。