1 联合指挥、控制与通信(C3I)体制
为支援"沙漠盾牌"和"沙漠风暴"行动而建立的通信网络是有史以来最大的一个。灵活机动和反应敏捷的C3I系统在创纪录的短时间内安装起来,并保持了98%的非凡的战备率。它提供了与国家指挥当局、支援基地、中央总部、其他联军部队和基层部队的联系,这一切并非易事。
"在海湾地区的90天中,我们所进行的电子通信联络工作比在欧洲40年还要多。"——联合参谋部通信电子部詹姆斯·卡西蒂中将
不仅联军各部队的设备不同,美军各部队之间的设备也有区别。但最终,几代设备和许多不同的指挥与参谋系统协作融洽。在作战高峰期,这个系统一天保持70多万次电话呼叫和15.2万次电文传递。另外,它每天管理3.5万多个频率,以确保无线电通信网络不受其他用户干扰。
8月8日,为支援美军的快速部署,中央总部部署了第一个由通信设备和人员组成的应急小分队,为战区部队和位于麦克迪尔空军基地的中央总部司令部之间建立了重要联系。最初的通信系统包括一个超高频多信道卫星终端、几部特高频单信道战术卫星终端和其他辅助终端设备。负责提供保密话音、传真和国防交换网、自动数字网以及全球军事指挥与控制系统,并与最先部署的指挥部门(包括联合通信支援分队)连通。(联合通信支援分队隶属于参谋长联席会议主席,为联合特遣部队与特种作战司令部提供战术通信。)与此同时,第18空降军、海军陆战队第1陆战远征部队和空军第9航空队的通信设备开始到达并迅速连通。
联合通信支援分队l962年创建时属美国打击司令部管辖,后改为隶属参谋长联席会议主席,其作用是为参谋长联席会议主席指挥下的所有联合司令部和特种司令部的应急作战和联合演习提供重要的指挥、控制与通信支援。为了完成全球快速部署任务,它24小时内能部署一支应急通信支援小队,整个联合通信支援分队可在对小时内部署完毕。
能快速部署的联合通信支援分队在初期部署中为中央总部和中央总部特种作战司令部提供了主要通信。其设备包括特高频和超高频卫星通信电台、视距雷达、高频无线电以及线路和信息交换设备。在"沙漠盾牌"和"沙漠风暴"行动中,联合通信支援分队的通信系统为中央总部本部提供了连续的信息传输和交换支援,使其同所辖部队和国家指挥当局保持通信联系。联合通信支援分队在1月中旬完成最后的设备部署,负责支援中央总部备用指挥所的通信联系,并为英军部队提供地面机动国防卫星通信系统。
沙特国家的电话部门帮助了早期部署的通信先遣部队。西南亚现有的国防通信系统设备非常有限。虽然沙特的电信系统是现代化的,而且可靠,但它的通信容量和通信范围不能支援大规模军队作战的需要,可利用的国际电话线路也只能满足整个需求量的一小部分。
在向西南亚快速部署作战部队的同时,还部署了美国陆军、海军陆战队与空军建制内的战术通信系统,将各军种与其下级司令部连接成联合话音和信息交换网。由于空运能力有限而需求量又大,首批部队只携带了最少量的基本通信设备(通常是单信道特高频卫星通信设备),并通过保密电话设备利用当地商业电话系统。如果敌对行动立即开始,这样的通信支援不能适应作战指挥的需要。但是随着更多的通信设备经过空中和地面运输到战区内,通信网络有了进一步的扩展。重型对流展散射和无线电设备(提供大量的战区间通信)运抵后,改进了多路传输性能,增加了联合网络的可靠性。
到11月,作战责任区域的战略连通能力(有线、电话中继线和无线电通信线路)比欧洲的还要强。在"沙漠风暴"行动开始时,卫星和地面通信线路网络向美国和欧洲的国际交换网交换节点提供了324条国防交换网话音中继线,向美国本土和欧洲自动数字网提供了3O条自动数字网线路,支持了286个通信中心。国防数据网已展开到战术部队一级,提供了高速分组交换数据通信。在高峰期,联合通信网包括118个地面机动卫星终端,12个商业卫星终端,61个联合战术通信(TRI-TRC)话音交换机和20个联合战术通信报文交换机。(这是联合开发的TRI-TAC设备首次在实战中应用)。
国防部通信系统包括:
a.自动数字网络:传输记录和报文的主要长途网,其两大主要通信用户是一般任务用户和专门情报用户。
b.国防通信系统:支援国防部的骨干长途通信系统。
c.国防数据网络:为满足国防部数据通信要求而设立的全球数据分组交换网络,它由4个不同保密级别的独立数据网组成。
d.国防卫星通信系统:军用宽频带多信道超高频卫星通信系统,是国防卫星通信的骨干,支援极为重要的国防部和非国防部用户,提供保密的全球长途通信服务。
e.国防交换网:为全球范围内的终端之间、长途、普通用户和专用电话、数据和音频服务提供交换网,它代替自动电话网。
f.联合战术通信计划:研制并装备战术多路通信和交换设备的联合军种计划。
g.超高频卫星通信:为战术用户提供所需的单信道连通的军用超高频卫星通信系统。
h.全球军事指挥与控制系统:向国家最高指挥当局、参谋长联席会议主席及联合司令部和特种司令部指挥官提供计划、指挥和控制全球美军的手段。
2 联军指挥与控制通信
美军和沙特的通信管理人员密切协作,为沙特和伊斯兰部队的指挥控制制定计划并建立永久的通信设施。从8月份开始,中央总部通信参谋人员帮助沙特购买了100多套保密的高频无线电台,这些无线电台是将东部和北部省份的命令传送至前线的有效的通信系统。另外,美国提供了其他的加密系统,对现有的不保密的无线电台和电话加密。地面战开始之前,中央总部陆军联络小组立即用美国通信设备增强了沙特的通信能力,进一步改善了整个通信系统的兼容能力。美军增援的系统是沙特部队最可靠的指挥与控制系统。
通过使用保密电话机、个人计算机、传真机及国家和商用卫星资源改善了联军的C3系统,通过交换联络组克服了语言和技术障碍。联军还要求允许使用一些政策规定之外的设备。由于使用各种各样的设备,这就意味着通信体制由于一些附加要求必然是临时凑合起来的。例如,需要一种互相兼容的联军保密话音系统。但是,满足这一要求的系统建成以后,由于它可能是在现有设备基础上建立的,因此还需要作许多修改和更新。
战争中的光电子技术
高技术条件下的局部战争反映了信息化时代的基本特点.光电子技术在高技术局部战争中扮演着十分重要的角色,包括高分辨率的信息获取、特大容量的信息传输、超高密度的信息存储、特快速度的信息处理、轻小省电的平板显示,不仅使指挥控制更加灵活准确,作战周期大大缩短,而且也直接用于武器控制,提高武器的打击精度和促进武器的智能化、无人化.由于光电子技术在战场的广泛使用,光电对抗在战争中的作用日益增强。
一、高技术条件下的局部战争的特点
归纳起来,高技术条件下的局部战争大致有以下一些特点:
(1)整个战场(以及处于“后方”的指挥系统、后勤供应系统)形成一个紧密联系的有机整体,分布于陆地、海洋、空中、天上(卫星、飞船)的各种武器平台互相联系,互相呼应,互相支援配合.作战双方的对抗是体系同体系的对抗.
(2)作战双方运用一切侦察手段,力求增加战场“透明度”,反隐身的斗争不断升级.
(3)指挥系统、后勤供应系统、各种武器平台,乃至单兵对信息的依赖极大地增加,因而,信息量和信息流猛增,对信息的获取、传输、处理、存储、分发和显示的要求愈来愈高,战场数字化和部队装备数字化成为必然趋势.
(4)行动(作战)周期,即从侦察到判断,到决策,到行动(作战)的这个周期大大缩短.例如,在第二次世界大战期间,这个周期约为1个月,到越南战争时期就缩短为1周,海湾战争时期缩短为1天,预期到21世纪初的某个时候将缩短到1个小时.行动(作战)周期的大幅度压缩,起决定作用的因素是信息技术的发达,它在行动周期的每一个环节中都起很大作用.
(5)精确打击成为主要作战方式.美国空军估计,在第二次世界大战中,大约需要9000枚炸弹才能摧毁一个目标;越战期间,摧毁一个目标的炸弹数降至大约300枚;而在“沙漠风暴”行动(即海湾战争)中,只需两枚.实现精确打击,除了基于信息技术的精确制导技术之外,还需要先进的情报侦察、全球卫星定位系统等其他信息技术作为技术支撑.
(6)武器平台的智能化程度不断提高,特别是对目标的识别能力增强.近年来,无人化的武器平台发展很快,如无人侦察机在波黑战争中起了很大作用.发达国家正在大力研制各种无人机、无人侦察车和无人潜艇等无人化武器平台.
(7)电子对抗在战争中的作用愈益突出,无论是进攻还是防御,电子对抗都成为必不可少的作战手段.光电对抗作为电子对抗的重要组成部分,引起各国军方高度重视,正在迅速发展.
二、高技术局部战争对光电子技术的需求
1、信息获取由于战争涉及的地域广阔,情况复杂而且瞬息万变,对信息获取提出了很高的要求.这些要求可以概括为“三全”、“两高”和“一实”,即全球、全天时、全天候、高分辨率、高识别力和实时.作战双方,谁获取的信息更全面、更准确、更及时,谁就在战争中处于主动地位.
有的军事家预言,由于大家都拥有相当先进的信息获取手段,因而在激战之中,一方只要比另一方早5分钟判明战场情况,就可以打败对方.信息获取主要靠3类传感器:雷达、光电子和声学.它们有各自的优缺点,适于不同用途、不同对象,有时需将两种传感器结合起来使用,取长补短.
光电传感器的优缺点都来源于工作波长短(频率高).其主要优点是分辨率高,包括角分辨率、距离分辨率和光谱分辨率,特别是能够获取高分辨率的图像信息;主要缺点是大气传输衰减较大(同微波雷达相比),因而在地面和中低空应用时作用距离较近,在恶劣天气时则很难发挥作用.
常用的光电传感器有:CCD相机、红外(点目标)探测器、红外成像仪(又称热像仪)、多光谱相机(从可见光到红外,按光谱分为若干通道)、紫外探测器、激光测距仪、激光雷达、激光陀螺、光纤陀螺、光纤水听器和其他光纤传感器.
2、信息传输和处理情报侦察、部队的指挥与控制以及后勤供应都有大量信息要传输和处理,高技术局部战争中的通信量剧增.美国国防部关于海湾战争致国会的最后报告中称:“在海湾地区的90天中,我们所进行的电子通信联络工作比在欧洲40年还要多”.
组成美国国防部通信系统的网络和系统有:自动数字网络、国防通信系统、国防数据网络、国防卫星通信系统、国防交换网、超高频卫星通信和全球军事指挥与控制系统.卫星通信和光纤通信是这些通信网络和系统的主干线.
除特大容量信息传输外,高技术局部战争还需要超高密度存储、超快速信息处理和优质信息显示.光盘和全息存储、光信息并行处理和平板显示器等光电子技术正好适应这些要求.
3、信息融合和分发从多种途径获取的大量信息,包括数据库中已有的信息(如数字地图、以前获取的同一地区或同一目标的信息等),需要进行融合,去粗取精,去伪存真,从大量纷繁的信息中挑出或突显出最关心的某些信息.
例如,从一个地区的地图中找出新建筑物、飞机或车辆的增减,导弹发射井和发射架,部队配置和调动情况等等.经过融合的信息可以消除大量杂乱而无用的背景,突出重要目标或事件,便于迅速、准确地了解和判断情况.
信息融合之后还要分发给有关部门和人员.分发工作要视不同对象进行筛选,并要保证及时(或适时)地送达需要那些信息的部门或人员.当一个武器平台上有两个以上的传感器时,往往就在这个武器平台上进行一次信息融合.
4、武器的控制各种火炮常用雷达和光电子技术进行火力控制(简称火控),即为火炮提供目标的空间坐标和运动速度等参数,以提高火炮的命中率,特别是首发命中率.自从美国在越南战场上使用了专门对付炮瞄雷达的反辐射导弹后,光电火控系统受到特别重视并迅速发展.
光电火控系统一般为电视跟踪或红外跟踪加激光测距.在精确制导武器中,光电精确制导占有重要位置.最早使用的光电精确制导武器是50年代后期出现的红外制导空空导弹.海湾战争中大量使用了红外和电视制导炸弹、激光制导炸弹.从战区外发射、低空飞行的巡航导弹也使用了激光测高和障碍回避光雷达等光电子技术.
各种武器平台和许多导弹都需要精确的导航,常用的是GPS和惯性导航.激光陀螺和光纤陀螺由于没有运动的机械部件,因而体积小、重量轻、耗电省而且起动快、寿命长,已逐步进入武器和武器平台,成为新一代惯性导航的核心部件.近炸引信是保证武器战斗部有效摧毁目标的关键部件.红外引信和激光引信抗干扰性强,已经广泛应用.
5、光电对抗由于战场上大量使用各种光电传感器,不同档次的激光武器已经或即将投入使用,因而光电对抗在高技术局部战争中具有十分重要的地位.光电对抗主要有以下几种:
1)激光告警与防护.一个军事目标一旦被敌方发射的激光照射,无论是被激光测距机照射还是被激光制导的目标指示器照射,就意味着马上会被炮弹、导弹或炸弹命中.因此,激光告警成为保存自己的必不可少的装备.激光告警器应能区分照射激光的威胁等级和照射的方向,以便立即作出反应.人眼和光电传感器很易受到激光伤害.
尽管国际上正在酝酿像禁止化学和生物武器那样禁止激光致盲武器,提出了一个条约草案,但它只禁止生产专门用于致盲的激光武器,不能根本解决激光致盲问题。
美国在海湾战争中就运去了两部装有“鱼”激光致盲武器的布雷德利战车,海湾战争后又生产了若干台.因此,对人眼和光电传感器的激光防护已成为现实的紧迫任务.对付固定波长的激光可以用防护镜,而对付可变波长的激光尚无良策.
2)红外干扰.空空导弹和地空导弹多采用红外制导技术.作战飞机为了自身的生存,必须对来袭的红外制导导弹进行干扰.办法之一就是投放红外干扰弹,发射强的红外辐射,将来袭导弹引开.抛撒适当尺寸的箔条可以进行无源干扰.
3)反光学观瞄.光学和光电观瞄仪器的光学系统有所谓“猫眼效应”,容易被激光探测出来.即用激光扫描时,其视场中如果有光学系统,就会产生强烈的反射.一旦发现它,就可以对其发射强的激光,将光学系统后面的光电探测器或人眼烧坏.
4)反光电精确制导武器和卫星.光电精确制导武器的制导头是最脆弱的部分.只要选择的波长正好在它的响应波长范围内,就可以用较强的激光使其光电探测器饱和而暂时失效;若功率再大,就会使光电探测器永久失效.
美国军方1997年10月进行了激光反卫星的试验.所用激光器为连续波氟化氘化学激光器,被照射卫星为轨道高425km的MSRI-3卫星,据说仅有30W(另一说法为200W)功率就使卫星上的光电传感器饱和.如何有效地干扰和破坏军事卫星以及如何有效地防止激光对卫星的干扰破坏,已成为军事科技研究面临的一个重大课题。