武器协同数据链技术及未来发展探讨

第３９卷第２期２０１３年４月信息化研究Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｚａｔｉｏｎ　ＲｅｓｅａｒｃｈＶｏｌ．３９Ｎｏ．２Ａｐｒ．２０１３　武器协同数据链技术及未来发展探讨王　超，杨　凌（中国电子科技集团公司第二十八研究所，南京，２１０００７） 摘　要：介绍武器协同数据链的概念及美军典型武器协同数据链，包括协同作战能力网络、战术成员网络、先进战术瞄准技术、经济型地／海面移动目标交战、编队内飞行数据链以及战术目标瞄准技术等，分析关键技术以及典型系统的信息流程，最后探讨武器协同数据链的发展方向。

关键词：武器协同数据链；协同作战能力；战术成员网络；战术瞄准技术中图分类号：ＴＮ９７５收稿日期：２０１３　０２　２６０　引　言在海湾战争、科索沃战争中，装备武器控制数据链的精确制导武器对固定目标的精确打击发挥了巨大作用，但对运动目标的打击效果并不理想。

这促使美军发展武器协同数据链，形成体系对抗能力对于时间敏感目标实施精确打击。

随着以Ｌｉｎｋ１６为代表的战术数据链不断完善和发展，战术数据链在精确交战中的弱点逐渐显现出来。

例如：（１）信息粒度较粗，只能提供战术级的信息和战场态势，不能满足武器平台实施精确打击要求；（２）传输带宽和传输速率的限制造成传输时间延迟较大，秒级的信息传输只能满足战术需求，不能满足武器平台的火控级（ｍｓ级）要求［１］；（３）预先任务规划也不能适应战场环境的变化。

“网络中心战”作战理念的提出也促使武器协同数据链的发展。

根据“网络中心战”思想，武器平台、传感器互联组网，要求在武器平台之间共享作战目标和单一战场态势，使得武器协同数据链的发展成为必然。

１　武器协同数据链概念及发展情况１．１　基本概念武器协同数据链是一种支持地面和航空武器平台实现同类武器和不同种类武器平台间协同作战的通用型武器协同数据链。

武器协同数据链负责将多个不同种类武器平台的传感器、制导设备等连接在一起，产生具有武器控制级精度的统一战场态势，综合协调使用多平台火控系统，解决多个武器平台的目标信息、火力资源共享等问题，实现武器协同，提高联合打击能力［２］。

１．２　典型的武器协同数据链１．２．１　协同作战能力（ＣＥＣ）网络协同作战能力（Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ　ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ　ｃａｐａ－ｂｉｌｉｔｙ，ＣＥＣ）网络由雷声公司负责研制，主要用于海军战斗编队协同防空作战。

该系统具有无节点和导航能力，具备复合跟踪与识别、捕获提示与协同作战三大功能。

它将航母战斗群中各舰艇上的目标探测系统、指挥控制系统、武器系统和舰载预警机联成网络，传递雷达原始数据，网中所有单元都能共享其他单元的雷达信息，每个平台的通用作战处理器融合数据，产生精确航迹，通过决策系统产生攻击方案。

网络单元是对等关系，网络单元之间采用点对点视距通信。

网络单元具备中继功能，为ＣＥＣ提供超视距通信能力，提高ＣＥＣ网络的信息共享能力。

ＣＥＣ支持动态组网，任何节点及时快速入网或退网，单元的损坏不影响网络运行。

ＣＥＣ网络单元节点的结构如图１所示，包括数据分发系统（Ｄａｔａ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ，ＤＤＳ）和协同交战处理器（Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ　ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ　ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ＣＥＰ），ＤＤＳ可提供与其它协同单元的视距通信，完成所有发射、接收和排定的工作。

ＤＤＳ工作频段为Ｃ波段，采用相控阵通信天线和跳频与直序扩频技术，数据速率达１０Ｍｂｐｓ。

ＣＥＰ是一个大容量的分发处理器，用于跟踪、处理本平台和网络内各平台提供的目标数据。

·７·　·综述与评论·信息化研究２０１３年４月图１　ＣＥＣ网络单元结构１．２．２　战术成员网络（ＴＣＮ）战术成员网络（Ｔａｃｔｉｃａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｏｆ　ｍｅｍｂｅｒｓ，ＴＣＮ）是一个开放的体系结构，更加符合网络中心战的概念。

一方面，ＴＣＮ在节点间和节点内充分利用分布式处理的概念，提高了作战效率和组网抗毁性，并且可以在现有软硬件设备上进行系统的升级，并不排斥原有的ＣＥＣ系统及其它各种通信系统。

另一方面，ＴＣＮ通过定义标准接口保证了系统在升级过程中现有设备的功能不受影响。

２０００年３—４月，Ｓｏｌｉｐｓｙｓ公司在宙斯盾的雷达系统中为ＳＰＹ－１Ｂ侦察雷达配备了ＴＣＮ的组件和应用，在Ｄａｍ　Ｎｅｃｋ航空母舰基地的ＳＰＳ－４８Ｅ雷达也配备了相同组件和应用，通信信道使用了ＣＥＣ系统专用的ＤＤＳ。

实验包括了态势感知和远程作战协同。

１．２．３　编队内飞行数据链（ＩＦＤＬ）编队内飞行数据链（ＩＦＤＬ）是诺斯罗普·格鲁曼公司为美第４代Ｆ／Ａ　２２“猛禽”战机研制开发的，目前已开始在Ｆ　３５战机上做加装试验。

该系统主要用于作战飞机编队之间协同作战，实现高速飞行的作战飞机之间实时、抗截获数据动态自组网和交换。

该系统可在飞行中传输态势信息，自动共享瞄准信息、燃料状态和武器存量信息。

１．２．４　战术目标瞄准技术（ＴＴＮＴ）战术目标瞄准技术（ＴＴＮＴ）由罗克韦尔·克林斯公司负责研制，主要加载在战斗机、无人机、ＩＳＲ平台和地面站等武器平台。

该系统最初被设计为一种空空通信的武器协同宽带数据链，主要用于对时间敏感目标进行定位瞄准，是ＡＭＳＴＥ和ＡＴ３的支撑系统，现在逐渐发展成为空空，空地通信的数据链，附带支持话音、视频、即时通信等业务［３］。

１．２．５　先进战术瞄准技术（ＡＴ３）先进战术瞄准技术（ＡＴ３）是由雷声公司、洛克希德·马丁公司联合研制，计划加载在侦察机、战斗机、无人机上，目前尚未大规模列装。

该系统可以实现３个以上飞机平台联合实施对地面防空系统无源定位，主要用于多个协同工作的平台协同确定敌方远程发射机地理位置，对敌方地面机动防空系统的快速瞄准定位和精确打击。

１．２．６　武器数据链（ＷＤＬ）武器数据链（Ｗｅａｐｏｎ　ｄａｔａ　ｌｉｎｋ，ＷＤＬ）由武器数据链结构（Ｗｅａｐｏｎ　ｄａｔａ　ｌｉｎｋ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ＷＤＬＡ）和武器数据链网络（Ｗｅａｐｏｎ　ｄａｔａ　ｌｉｎｋ　ｎｅｔｗｏｒｋ，ＷＤＬＮ）两大部分组成。

其中ＷＤＬＡ由罗克韦尔·克林斯公司负责研制，主要加载于联合防区外空地导ＪＡＳＳＭ等攻击武器控制平台；ＷＤＬＮ由波音公司、罗克韦尔·克林斯公司、哈里斯公司联合研制，主要加载于小直径炸弹ＳＤＢ、联合直接攻击弹药“鱼叉”等武器平台。

该系统具有体积小、超视距通信、实时性高的技术特点，用于实现精确制导武器弹药与其他作战平台的实时信息交换，保证武器在飞行中接收更新的目标瞄准数据。

１．２．７　经济型地／海面移动目标交战（ＡＭＳＴＥ）经济型地／海面移动目标交战（ＡＭＳＴＥ）由诺斯罗普·格鲁曼公司负责研制，主要加载在侦察机、战斗机、攻击武器等平台。

该系统基于ＴＴＮＴ、ＷＤＬＡ系统，通过多点远程监视产生攻击目标指示，并能实时地将移动目标数据传给精确制导武器系统，主要用于空中武器平台全天候、远程、精确、快速打击地面或海面活动目标。

２　武器协同数据链的关键技术与信息流程２．１　关键技术武器协同作战应用要求数据链设备能够直接装载在飞机、舰艇、潜艇、装甲战车、导弹发射架等武器平台以及炮弹、导弹、鱼雷等武器装备上。

以武器协同作战应用为主的数据链系统与其他数据链系统相比，在传输、协议、数据处理几方面有明显的不同，下面几项技术是武器协同作战应用对于数据链系统最为突出的技术特点。

２．１．１　低时延传输武器协同应用所搭载的平台一般处于相对快速运动之中，其跟踪、捕获、定位和攻击的对象也是时敏目标，这就要求系统必须采用精密高效的跟踪算法（精度到ｍ级），而此类算法则要求数据链系统应具备通常为ｍｓ级的信息传输时延和较高的信息传输带宽（几百ｋｂ／ｓ以上）。

·８·　第３９卷第２期王　超，等：武器协同数据链技术及未来发展探讨·综述与评论·　２．１．２　无中心智能组网作战时的飞机、舰艇、导弹等武器平台之间的互连关系往往无法预先规划，网络拓扑存在高机动性，这就决定了系统应具有无中心自组织的智能组网特性。

“无中心”特性是指从节点间的接入控制和信息交换层面来看，网络的建立、入网、退网和资源占用都是自组织的。

在实现上，除了点对点的特殊情形，一般都需采用Ａｄ　Ｈｏｃ网络多址控制技术，结合分层、分簇的网络规划技术降低设计难度。

２．１．３　链路抗干扰技术武器数据链的生存能力直接影响导弹的生存能力，其必将成为战争双方电子干扰与侦察的重点。

因此，数据链抗干扰性能尤为重要。

针对武器数据链路特点，在数据链设计过程中一般采取跳频通信。

例如：美军ＪＴＩＤＳ终端的载频在９６９　１　２０６ＭＨｚ之间的５１个频点以７５６　９２３ｈｏｐ／ｓ的速率跳变，使瞄准式干扰和欺骗式干扰无法有效实施，而压制性干扰虽然能有一定的干扰效果，但实施困难［４］。

同时必须采用纠检错能力强、编码效率高的方式进行编码，使编码后的数据具有较高的抗干扰能力，降低数据传输的误码率，提高链路可靠性。

由于武器数据链是短时突发通信方式，需采用纠正突发错误能力较强的编码方式，并进一步采取措施提高编码效率。

如ＲＳ编码纠正突发错误能力较强，将卷积码与ＲＳ码级联可获得额外编码增益；对ＲＳ码进行交织，将长突发干扰分散为短时或随机干扰，防止出现长时突发差错，超出ＲＳ码纠错能力，进一步提高ＲＳ码效率。

２．１．４　快速精确的目标定位与跟踪多平台复合跟踪与协同定位是武器协同作战应用的主要支撑技术，目的是为移动中的武器平台或者武器，提供精确的、具有“火控级”质量的目标合成航迹。

多平台复合跟踪技术比使用任何一种单一的传感器所提供的信息更为精确，其本质是各平台在精确的时空统一条件下进行分布式处理。

每个平台上的复合跟踪处理器将来自本地平台和多个远程平台送来的点迹数据进行实时融合，经过一系列关联和滤波算法，产生复合跟踪图像，弥补单一平台跟踪质量较差的缺点，充分发挥了多平台复合跟踪带来的高精确、快速共享的优势。

关联及滤波算法需要具有在杂波多目标环境下快速收敛的特点，能够实时建立和更新包括航速、航向、目标方位、目标航迹号等关键字段在内的动态目标数据库记录。

当前，ＩＭＭ，ＪＰＤＡ，ＭＪＰＤＡ等跟踪算法基本上代表了数据关联研究的主流方向。

２．１．５　交互性威胁指示、任务分配、综合火控、战场评估等数据处理技术是武器协同作战中进攻和防御环节的主要技术元素，体现了从最初的目标发现到作战效果评估的各作战环节的衔接，涵盖了从传感器到射手的一系列人机、机机交互行为。

为此要求在武器平台之间、武器平台与指挥员之间的数据链网络具有良好的人机交互性和信息格式的统一性。

２．１．６　互操作性管理与认证互操作性直接影响联合作战的战法、计划、部署和实施，经验证明，互操作性管理和控制是一项非常艰巨的任务，没有１００％的互操作性，更不存在免费的解决方案。