《美军海战战场综合电子信息系统概况及其启示.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《美军海战战场综合电子信息系统概况及其启示.pdf（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、总第1 7 2 期2 0 0 8 年第1 0 期舰船电子工程S h i pE l e c t r o n i cE n g i n e e r i n gV 0 1 2 8N o 1 05 5美国海战场综合电子信息系统概况及其启示。刘湛李孝明(武汉数字工程研究所武汉4 3 0 0 7 4)摘要美军综合电子信息系统是由多个信息系统综合集成的、为诸军种联合作战提供信息作战能力的一体化军事信息系统。首先描述了美军建设一体化C 4 I S R 系统的总框架，美国海军C 4 I S R 体系的建设、主要的电子信息系统和美国海军一体化C 4I S R 系统的发展趋势。最后就我国海战场综合电子信息系统的发展
2、进行了简单探讨。关键词海战场；aI s R；一体化；综合电子信息系统中图分类号E 8 3 7S u m m a r i z a t i o na n dE n l i g h t e n m e n to fA m e r i c a nI n t e g r a t e dE l e c t r o n i c a lI n f o r m a t i o nS y s t e mi nS e aB a t t l e f i e l dL i uZ h a nL iX i a o m i n g(W u h a nD i g i t a lE n g i n e e r i n gI n
3、s t i t u t e，W u h a n4 3 0 0 7 4)A b s t r a c tT h ei n t e g r a t e de l e c t r o n i e a li n f o r m a t i o ns y s t e mo fA m e r i c a na r m yi si n t e g r a t i v em i l i t a r ym u l t i-i n f o r m a t i o ns y s t e mw h i c hi su s e dt Op r o v i d ei n s t a n t a n e o u si n f
4、 o r m a t i o na n do n u pw a r f a r ea b i l i t yf o rc o m b i n e dm a n o e u v e ro fv a r i o u sa r m ys e r v i c e s I nt h i sp a p e r，t h eg e n e r a lf r a m e w o r ko fi n t e g r a t i v ec 4I S R E Ws y s t e mo fA m e r i c a na r m yi sf i r s t l yd i s c u s s e d，t h e nt
5、h ed e v e l o p m e n tt r e n do ft h el e a d i n ge l e c t r o n i c a li n f o r m a t i o ns y s t e ma n di n t e g r a t i v eC 4I S R E Ws y s t e mo fA m e r i c a nn a v yi sa n a l y z e d L a s t l y，s o m es u g g e s t i o n sa b o u td e v e l o p i n gC h i n e s ei n t e g r a t e
6、 de l e c t r o n i c a li n f o r m a t i o ns y s t e mo fs e ab a t t l e f i e l da r ep r o p o s e d K e yw o r d ss e ab a t t l e f i e l d，C 4I S R，i n t e g r a t i o n，i n t e g r a t e de l e c t r o n i c a li n f o r m a t i o ns y s t e mC l a s sN m b 计E 8 3 71引言多军兵种的联合、协同作战是未来战争的主要作
7、战方式。为保证军事力量在整个军事行动和军事领域范围内对敌有压倒性优势，美国要求其各作战部队具备强大的信息优势，而各类作战信息系统的互通、互联和互操作则是获得这种信息优势的关键所在，为了达到目的，美国国防部加强了综合电子信息系统体系的建设。海湾战争后，美国海、陆、空三军提出了建设一体化的C 4 I(指挥、控制、通信、计算机、情报)系统的要求，设计了美军综合C 4 I 系统的总框架，提出了一系列跨世纪的新信息体系结构 1|。2美军建设一体化C 4 I S R 系统的总框架美国防部在1 9 9 5 年国防报告中提出了建设一体化C 4 I 系统，在此基础上又在1 9 9 7 年国防报告中提出了构建一体
8、化C 4 I S R 系统，即建设一体化的C 4 I S R 系统，把监视(S)和侦察(R)综合进了C 4 I 系统中 z l。在信息技术的推动下，信息战呼唤这样的收稿日期：2 0 0 8 年3 月1 5 日，修回日期：2 0 0 8 年4 月2 8 日作者简介：刘湛，男，助理工程师，硕士。李孝明，男，工程师，硕士。万方数据刘湛等：美国海战场综合电子信息系统概况及其启示总第1 7 2 期C 4 I S R 系统，必须要有以指挥控制系统为核心的一体化C 4 I S R 系统，确保诸兵种联合作战的协同指挥。美军一体化C 4 I S R 系统由以下1 2 个领域组成：1)“勇士”C 4 I S R
9、计划(C 4 I F T W)。它是美军进行一体化系统和国防信息基础设施(D I I)的建设指南。其目的是在任何时间和任意地点都能获得融合的、实时的、真实的战场空间图像和实时、详细的作战任务，以保证勇士敏感、安全和最有效地完成作战任务。2)全球指挥控制系统(G C C S)。它是国防信息基础设施公共信息处理平台，它将以国防信息系统网(D I S N)为基础，构成信息融合程度更高的全球指挥自动化系统，在设计结构上采用模块化、便携式和基于商用标准的部件，任何单位无论何时、何地，使用标准部件都能进入国防信息系统网(D I S N)。3)国防信息系统网(D I S N)。它是国防信息基础设施的公共信息
10、传输平台，至今已综合了1 7 0多个网络。4)全球栅格网(G l o b a lG r i d)。5)军事卫星通信系统。6)其它电信系统。7)联合侦察、监视和情报系统。8)各战区司令部和参谋长联席会主席专用系统。9)专用数据、信息和应用系统。1 0)信息战。这个领域反映一体化的C 4 I S R系统是能够实施信息战的攻防兼备的实体。1 1)技术嵌入领域。1 2)未来目标结构领域。一体化C 4 I S R 的未来结构就是把信息流的处理和管理等功能综合到大系统(多系统的系统)中去。由此可以看出，美军正在建设的面向信息战的一体化C 4 I S R 系统将比传统的C 3 I 系统有一个革命性的飞跃。这
11、就是美军所谋求的占领2 l 世纪军事高地的信息优势。3 美国海军C 4 I S R 体系的建设随着美国全球战略思想的变化，相应提出了一些新概念和新作战样式，为此，制定了为实施这些新概念、新作战样式的计划和体系，以便协调各兵种的工作和进度。1 9 9 2 年，为实现联合作战和协同作战，美军制定了“勇士计划”，相应海军制定了“奏鸣曲计划”，并提出了“哥白尼体系”。1 9 9 6 年6月，制定了“2 0 1 0 联合设想”，紧接着又出台了“2 0 2 0 联合设想”，以使美军更能够适应2 1 世纪的国际战略环境，相应提出了“全球信息栅格体系”。对应美军的“2 0 2 0 联合设想”，美海军制定了“2
12、 1 世纪海上力量设想”，并提出了“全球信息栅格的海上部分-F O R C E n e t”体系【3 5 j。美军及美海军的计划和体系形成的关系如图1 所示。横向表明了作战功能随时间变化的过程，以时间和C I 概念族为主要标记。纵向表明了在相应C 3 I 概念上制定的计划和体系。全球栅格一哥白尼体系F o R C E n e t美国海军计划一奏鸣曲汁划世纪海E 力量美国全军汁划一勇士汁划2 0 2 0 l f 陡合没想平台中心站网络中心站C：C 1C4 IC 4 IC 1 I S RC 4 S f H(，K I S R1 9 6 0 年1 9 7 0 年1 9 8 9 年1 9 9 6 年2
13、0 0 0 年图1各概念、体系和计划形成的关系图1)美军“勇士”计划1 9 9 2 年6 月，美国参谋长联席会议颁发了名为“勇士C 4 I”的关于美军下个世纪通信和协同作战总体规划的框架性文件(又称勇士C 4 I 计划)，这是美军进行一体化C 4 I 系统建设的指南。“全球指挥控制系统”就是根据这一指南设计的。同时，根据美军“勇士计划”，美国陆军、海军和空军也相应制定了一些专用支撑计划，诸如陆军“企业”计划、海军“奏鸣曲”计划和空军“地平线”计划等。2)美军2 0 2 0 联合设想2 0 世纪9 0 年代中期，为适应2 1 世纪初的国际战略环境，美参联会组织战略规划研究班子，专门就美军中远期的
14、建i 殳和作战问题进行超前研究，并于1 9 9 6 年6 月出台了2 0 1 0 联合设想文件。2 0 1 0 联合设想提f f 以“信息优势”为一切军事行动作保障，以“作战需求”指导武装力量建设，保证美军在高技术条件下的一体化作战中具有“全面主宰”能力，从而为美军建设提供了一个各军种可以共同遵循的发展框架。但是，随着美国作战需求的变化和高技术特别是信息技术在军事领域的广泛应用，2 0 0 0 年5 月，又出台了(2 0 2 0 联合设想。(2 0 2 0 联合设想保留了4 年前出版的2 0 1 0 联合作战设想的基本思路和结构框架，并在某些方面作了延伸，以引导美国万方数据2 0 0 8 年第
15、1 0 期舰船电子工程5 7武装力量持续不断地转型。在2 0 2 0 联合设想中，描述了转型的总目的是创造一支能够在各种军事行动中取得主宰地位的部队，这支部队在和平时期令人信服，在战争中能取得决定性胜利，在任何形式的冲突中表现卓越。要求美国武装力量在2 0 2 0 年要具有比现在更快的速度、更致命的杀伤性和更精确的打击能力。(2 0 2 0 联合设想的核心是全面主宰，并提出了实现全面主宰的四个核心作战概念一主宰机动、精确交战、集中后勤以及全维防护，以及实现这四个作战概念的基础一信息优势和信息作战。3)美海军“2 1 世纪海上力量”设想美海军为了应对“全球战略”的作战需求和信息社会新技术的涌现，
16、制定了该设想，以寻求海军组织、条令、战术、装备等方面的变革，从而在新世纪继续保持海上的全球主宰地位。通过海上打击，海上防御和海上基地三个核心作战概念来实现。这些核心作战概念以获得相对于敌对方的非对称的信息优势为基础。而信息优势的获得又以“部队网(F o r c e N e t)”为基础。部队网是海军实现网络中心战的“使能器”。它是信息时代海军实施作战的体系结构，它把作战人员、传感器、网络、指挥控制、平台和武器集成为一个联网的、分布的作战力量，能够适应于不同规模、不同区域的作战。美海军还制定了实现上述作战概念的途径，海上实验(S e aT r i a l)、海上武士(S e aW a r r i
17、 o r)和海上企业(S e aE n t e r p r i s e)。4)美海军“哥白尼体系”“哥白尼体系”是美国海军冷战后的C 4 I 体系，是战术信息传输和处理结构，采用从顶至底的拓扑结构，是美国军队“勇士”C 4 I 联合远景规划的一部分。“哥白尼”体系的实施将使美国海军和海军陆战队充分适应、发展和集成C 4 I S R 能力，满足2 1 世纪的战略发展需要。5)美军全球信息栅格(G I G)根据作战单元、决策人员和支持人员的要求，收集、存储、散布和管理信息，与这些处理和人员有关的全球互连的、端一端的信息能力。全球信息栅格包括所有自己的和租借的通信与计算系统和服务、软件(包括应用)、
18、数据、安全服务和实现信息优势所必需的其他有关服务。全球信息栅格在战时和平时支持所有的国防部、国家安全系统和有关的情报组织使命与功能(战略、作战、战术和商业)，提供来自所有作战位置(基地、所、营地、站、设施、机动平台和展开站点)的能力，提供与盟国、盟军和非国防部用户与系统的接口。全球信息网格的海军部分是F O R C E n e t。它是一种体系结构，将传感器、网络、决策辅助、武器和支持系统集成为一个高度自适应的以人为中心的全面的海上系统，供从海洋到陆地从海底到空间作战使用。F O R C E n e t 是在信息时代美海军作战的作战构造和体系结构框架，它将战士、传感器、网络、指挥控制、平台和武
19、器集车为一个联网的分布的作战系统。4 美国海军主要电子信息系统美海军现有的主要电子信息系统结构关系示意如图2 所示。战略级全球军事指挥控制系统L J 全球指挥控制系统w w M C S SG C C S支撑平台系统海上联合II 海上全球lI 海军战术指挥信息系统H 指挥控制系统H 指挥支援系统J M C I SIC K C S MN I C S S支撑平台系统，二二心墅堕1、=一协I 川战术战术旗舰作战成员旗舰数据海军海军能力一网指挥显示火控火网系统中心系统系统C E CT c NN F C SN F NT F C CF D D S支撑平台系统航母、巡洋舰、驱逐舰，护卫舰，两栖舰等防御攻防攻击
20、图2 美海军各电子信息系统的层次关系和用途上图中，“箭头”表示系统的改进型或更新型；“支撑平台系统”是指诸如信息交换系统、数据分发系统、通信系统、网络系统、战术数据库和环境数据库等辅助和平台系统；“防御”、“攻防”和“攻击”是强调电子信息系统的主要“作战用途”。美军全球军事指挥控制系统(W W M C S s)和美海军海上联合指挥信息系统(G C C S)已分别由全球指挥控制系统(J M C I S)和海上全球指挥控制系统(G C C S-M)替代，成为美军战略级和美海军的指挥控制中心。美海军战术级电子信息系统主要包括战术旗舰指挥中-C (T F C C)、旗舰数据显示系统(F D D S)、
21、协同作战能力系统(C E C)、战术成员网(T C N)、海军火控网(N F C S)和海军火网(N F N)。其中，旗舰数据显示系统是战术旗舰指挥中心的发展和改进万方数据5 8刘湛等：美国海战场综合电子信息系统概况及其启示总第1 7 2 期型。战术成员网是协同作战能力系统的改进型。“战术旗舰指挥中心”和“旗舰数据显示系统”主要用于编队的攻防综合指挥和控制。“协同作战能力系统”和“战术成员网”主要用于水面舰的战术防御，如防空、反舰和反潜。“海军火控网”和“海军火网”主要用于打击。从发展历程来看，用于防御的电子信息系统的发展优先于用于联合攻击的电子信息系统的发展。宙斯盾系统(A E G I S)
22、和高级作战指挥系统(A C D S)(该系统是海军战术数据系统N T D S 的改进型)主要用于舰艇及舰艇编队的防空。宙斯盾系统(A E G I S)主要装备在巡洋舰和驱逐舰上，而高级作战指挥系统(A C D S)则用于没有装备宙斯盾系统的其他水面舰只，包括航母、护卫舰和两栖舰等。目前，宙斯盾系统(A E G I S)也向反舰和反潜防御能力发展。国防信息基础设施(D I D 是通信网络、计算机、软件、数据库、应用、数据和其他性能的无缝网络，能在平时、危机、冲突、人道主义和战时任务中满足国防部用户的信息处理和传输要求。国防信息基础设施的主要内容包括：用来收集、分配、存储、处理和显示声音、数据与图
23、像的物理设施。建立并维护软件的应用和工程数据实践(工具、方法和处理)，该软件使指挥控制、情报和使命支持用户能访问和操作、组织并消化大量的信息。便于网络和系统之间互连与互操作，而且保护所携带信息的网络标准与协议。提供集成设计、管理D 1 I 操作；开发应用与服务；建造设施并培训D I I 的人员和资源。5美军主要电子信息系统分析全球指挥控制系统(G C C S)是美军第二代C 4 I系统，1 9 9 6 年8 月3 0 日开始投入使用。它的计算能力是全球军事指挥控制系统(W W M C C S)的1 0 0倍。经过多年的使用和改进，G C C S 目前已发展为一个适用于不同军种和作战地域的指挥控
24、制系统。其中包括“全球指挥控制系统一联合”(G C C S-J)、“全球指挥控制系统一陆军”(G C C S-A)、“全球指挥控制系统一海军”(G C C S-M)、“全球指挥控制系统一空军”(G C C A F)、“全球指挥控制系统一韩国”(G C C S-K)和“全球指挥控制系统一日本”，以及用于战略核部队的“全球指挥控制系统一绝密”(G C C S-T)等系统。其中G C C S-J 运行在世界6 3 5个地点，已成为当前美军进行联合作战和多国联合军事行动的骨干指挥控制系统。但是，伊拉克等战争表明，G C C S 缺乏足够的灵活性和信息共享协同能力，不能满足网络中心战的要求。存在的主要问
25、题是：1)互操作能力差。多个版本的G C C S 并存，各版本之间的互操作能力仅达1-2 级，特别是与盟军之间的沟通能力差，远未达到端对端的能力，获取共用作战图像(C O P)的差距也相当大，例如F-1 6 飞机无法获得“爱国者”导弹系统的图像，制约了联合作战效能的发挥。2)升级更新困难G C C S 运行的S U N 公司的S o l a r i s 操作系统和O r a c l e 公司的数据库版本陈旧，不能很好地处理许多新的应用软件。也不能与国防部的企业体系结构要求相符台，且不同版本的G C C S 适应于特定的操作系统和数据库系统，如果对系统进行升级则需对整个系统进行重新编译和测试，耗
26、时费力。2 0 0 1 年9 1 1 之后，D I S A 已经对G C C S 进行了2 7 项升级工作，但结果仍不理想。3)不能充分利用万维网提供的能力。万维网(W e b)的应用目前已成为美军发展的重点，利用W e b 技术不但能适应各种网络环境，有利于单兵作战，更重要的是允许作战人员利用浏览器的用户界面直接访问各种资源，更快捷地完成作战任务。但是G C C S 采用的客户机服务器结构，不能充分利用W e b 技术，也不能提供单兵使用。6美国海军一体化C 4I S R 系统的发展趋势C 4 I S R 系统是作战的中枢系统，美国海军正在积极发展面向2 0 1 0 年乃至更远时间的C 4
27、I S R 系统，其基础结构包括六大要素：强大的多种传感器组成的信息网；先进的作战管理能力；传感器到射击手的网络系统；强大的信息战能力；容量大、恢复力强、易于管理的联合通信网络和强大的信息防护系统 6 。美国海军计划在以下几方面加强C 4 I S R系统的建设。1)加强信息网络和系统建设。美国海军为实施强有力的信息战，建立庞大的计算机通信系统和信息网，将继续大力推进“2 l 世纪信息技术(I T 一2 1)计划”。I T 一2 1 计划将为“哥白尼”计划以及网络中心战打下坚实的基础。2)改进侦察手段，增强战场实时态势感知万方数据2 0 0 8 年第1 0 期舰船电子工程5 9能力。在对科索沃战
28、争后，美军明确提出要进一步加强情报侦察能力，特别是要进一步提高精确识别目标能力，透过伪装识别目标的能力。目前美军已将实时目标瞄准和识别以及实时战场毁伤效果评估作为优先发展项目。3)无人飞行器和无人潜水器成为优先发展对象，大大扩展战斗空间。4)开发网络入侵探测和攻击技术，加强计算机网络安全。为了保护计算机网络安全，美海军已成立了保护计算机网络联合特别小组。还拟运用智能卡技术实现“计算机身份”认证。又据报导，美国国防部高级研究计划局正在开发“故障免疫网络”，预期功能是：在网络遭遇计算机攻击时，能够通过保护其正常运转所需要的最低限度的关键功能来保证网络正常继续运转，旨在解决网络的脆弱性。5)改进与研
29、发电子战装备，提高电子对抗能力。一方面继续改进和发展专用的电子战飞机，另一方面，在作战或支援飞机中加装电子战装备。6)增强系统的互通性和兼容性，提高协同作战能力。为满足交互作战能力需求，1 9 9 9 年初，美军成立了一个由三军电子司令部指挥官负责监督的“总司令交互作战能力计划办公室”，旨在促进各军部署可兼容的C 4I 系统并通过对系统进行综合集成，实现信息共享，增强各军种之间的协同作战能力。7结语C 4I S R 系统需要实现一体化，指挥控制需要自动化，指挥体系要求由“树状纵长型”变为“网状扁平型”，减少指挥层次，缩短信息流程，从而使作战(上接第5 页)o fD e f e n s e，1
30、9 9 7：2 3 2 5I-2 D o DA r c h i t e c t u r eF r a m e w o r kW o r k i n gG r o u p D o DA r c h i t e c t u r eF r a m e w o r kV e r s i o n1 0 -R U S：D e p a r t m e n to fD e f e n s e，2 0 0 3 3 罗爱民基于框架的C 4I S R 体系结构语法、语义设计与指挥的效能成几何级数增长。各作战力量和战场要素之间实现互联互通，指挥员能够从作战体系内各作战力量、各级指挥控制和情报信息系统，以及各武器平台等
31、信息节点，获得实时的、融合的、逼真的战场空间图像信息，可以方便地协调指挥部队，实现感知战场信息、指挥控制与火力打击系统的一体化，达到发现目标、定下决心、实施打击的实时化。为了适应未来信息战的作战要求，我国海战场综合电子信息系统的发展应主要考虑以下几方面：1)应建立海战场综合电子信息系统的统一体系框架，确保集成度和互操作性。2)在现有C 3 I 系统的基础上利用先进的可靠技术，加快海战场综合电子信息系统的建设。3)研究适应我国海军需要的网络中心概念。4)建立编队协同作战体系，指挥、控制网络化。5)采用商用流行技术(C O T S)，不仅降低成本，而且便于升级换代。6)开发信息网络的保护技术，免遭
32、信息战攻击。参考文献 1 2 0 2 0 年前后军事电子系统及其技术的发展趋势E J 电子产品世界，2 0 0 5，(1)：2 0 2 5 2 苏长云国外海战场综合电子信息系统I-J-I 情报指挥控制系统与仿真技术，2 0 0 1，(4)：1 1 2I-3 世界主要国家和地区海军电子信息系统发展概况研究，顶层设计专家组，2 0 0 3，(4)4-1 嘹望文：新世纪全球海军发展的四大趋势，网上信息，2 0 0 5，(6)：2 6 2 81-5 3 现代军事评论：一体化联合作战趋势前瞻 E B O L h t t p：c h i n a c o m c n，2 0 0 6，2，71-6 3 裴燕，
33、徐伯权美国eI S R 系统发展历程和趋势E J 系统工程与电子技术，2 0 0 5，(4)：3 0 3 5分析方法研究 D 湖南：国防科大，2 0 0 6F 4-电子科学研究院系统工程总体部C 4 I S R 核心体系结构数据模型 R 1 9 9 8 5 陈禹六I D E F 建模与分析方法I-M 北京：清华大学出版社，1 9 9 9：9 7 9 8万方数据美国海战场综合电子信息系统概况及其启示美国海战场综合电子信息系统概况及其启示作者：刘湛，李孝明，Liu Zhan，Li Xiaoming作者单位：武汉数字工程研究所,武汉,430074刊名：舰船电子工程英文刊名：SHIP ELECTRON
34、IC ENGINEERING年，卷(期)：2008，28(10)被引用次数：0次 参考文献(6条)参考文献(6条)1.2020年前后军事电子系统及其技术的发展趋势期刊论文-电子产品世界 2005(01)2.苏长云 国外海战场综合电子信息系统期刊论文-情报指挥控制系统与仿真技术 2001(04)3.世界主要国家和地区海军电子信息系统发展概况研究 20034.新世纪全球海军发展的四大趋势 2005(06)5.现代军事评论:一体化联合作战趋势前瞻 20066.裴燕.徐伯权 美国C4ISR系统发展历程和趋势期刊论文-系统工程与电子技术 2005(04)相似文献(2条)相似文献(2条)1.期刊论文 伍江
35、华.吴辉.潘小群.张仁茹.Wu Jianghua.Wu Hui.Pan Xiaoqun.Zhang Renru 海战场C4ISR系统集成技术研究-舰船电子工程2009,29(10)系统集成是一种解决复杂系统问题的方法,是建设海战场C4ISR的有效途径之一.文章阐述了海战场C4ISR系统集成的概念、目的和内容.建立了C4ISR系统集成技术参考模型,从物理集成、数据集成和功能集成上研究了其与OSI模型之间的关系以及解决的问题.分析和探讨了系统集成过程中的体系结构、数据工程、信息基础设施、战场态势分类和生成以及共性产品等关键技术和实现的方法与技术途径.2.期刊论文 苏长云 国外海战场综合电子信息系统-情报指挥控制系统与仿真技术2001,(4)综合电子信息系统是在高技术局部战争环境中为诸兵种联合作战提供信息能力与优势的系统,美军称为一体化C4ISR/EW系统.本文描述了美军C4ISR/EW的总框架、美海军在这个总框架下构建的自己的C4ISR/EW体系,即哥白尼结构计划,介绍了美海军实施哥白尼结构计划的关键技术,分析了美海军C4ISR/EW的发展趋势.本文链接：http:/