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通信侦察在航空反潜作战中的应用

更新时间:2009-03-28

0 引 言

潜艇由于具有良好的隐蔽性和强大的突击威力,在近现代海战中扮演着重要角色。当今世界主要军事强国无一不将潜艇作为其实施战略、战术威慑及执行军事打击任务的战略装备,同时也把对敌反潜作战放在优先发展的重要方向[1]。作为反潜作战的核心,对潜探测是世界上各强国海军重点发展的技术领域。由于潜艇通信是确保潜艇有效接受作战指挥和及时可靠进行作战信息与情报反馈的重要手段,潜艇通信的暴露是可能导致潜艇被发现的重要原因之一。鉴于此,针对潜艇对外辐射的通信信号进行侦测,可以成为对潜探测领域中的重要实现途径。相较于岸基和舰载装备平台,航空侦察平台凭借其升空作战优势,可使侦察区域大幅度扩大,且可实现机动部署,研究基于航空装备平台的对潜通信侦察技术具有重要的现实意义和军事价值。

1 需求分析

目前在国内外反潜装备技术领域[2],主要采用对海搜索雷达、声纳探测、磁异探测、红外探测等为代表的常规探潜手段,尽管上述方式技术较为成熟,且行之有效,然而针对陌生且较大探测区域执行探潜作业时,如何缩小探测区域,提升探潜效率始终是亟需解决的问题。利用通信侦察技术,针对敌潜艇对外辐射的通信信号进行侦察截获、识别分析和测向定位可以为提升探潜作战效率、开展应招式反潜作业提供电子侦察情报支撑。

相较于岸基和舰载侦察监视装备,航空侦察平台[3]利用载机平台的高空机动部署优势,可开展中远海机动反潜侦察巡逻任务;通过在航空反潜作战飞机上加装专用通信侦察设备,对海面电磁频谱及其变化情况的侦察,可以实现对领海及重点关注海域的监视和情报收集工作;通过侦察截获潜艇对外通信信号,可为反潜作战力量发现并锁定敌潜艇位置提供电磁情报支撑,提升重点海域的实时监控能力。

动物的驯化也开始于中石器时代(虽然直到新石器时代之初才比较普及):大约公元前8000年在扎威·切米-沙尼达(Zawi Chemi-Shanidar)地区开始饲养绵羊;大约在公元前7000年在约旦的耶利哥(Jericho)开始饲养山羊;而猪大约出现于公元前6500年;大约公元前7500年,在英格兰的史丹卡(Stan Carr)出现了狗。驯化食草动物所产生的直接后果是人口的增殖和商业的发展。④

2 潜艇通信方式研究

潜艇通信[4]一般旨在保障潜艇与岸基指挥所之间实施安全可靠的隐蔽通信,并保障潜艇与其它指挥、作战平台之间的战术情报数据传输,以及提供有效的进出港通信和救生通信手段。

2.1 潜艇通信方式

新峪选煤厂的工业性试验表明,三产品重介质旋流器的工艺指标,无论是数量效率还是可能偏差均优于主再选两产品重介质旋流器。该厂一期工程系统的主再选两产品重介质旋流器采用预先脱泥有压给料,主选旋流器排矸,悬浮液密度不高,致使矸石带煤率大,造成了宝贵的煤炭资源损失。三产品重介质旋流器的吨煤电耗为0.72 kW·h,低于主再选两产品重介质旋流器,符合节能降耗的基本国策。

鉴于潜艇通信的特殊性,任何单一通信方式都难以满足潜艇的所有通信要求。极低频(ELF)/甚低频(VLF)/低频(LF)频段通信可以穿透满足潜艇潜航安全深度的海水,具有很强的隐蔽性,因而成为潜艇接收岸指信息的主要方式,然而其信息传输速率低,且为单向,很难满足对潜指挥的需求。高频(HF)/甚高频(VHF)/超高频(UHF)通信、卫星通信可以实现双向通信,且传输速率较高,通信天线主要安装于潜艇桅杆上,并在潜艇处于潜望状态或水面状态时进行通信,也可以通过浮标完成通信,因而在使用上相对灵活,且在一定程度上增加了敌方的侦察探测难度。以目前美军潜艇为例,其主要通信方式使用了多个射频系统,覆盖了长波、短波、超短波、微波(卫星)几乎所有的军事通信频率。

2.2 潜艇猝发通信

美军目前已形成以UHF、超高频(SHF)、极高频(EHF)频段军用卫星通信系统为主、以商用卫星通信为辅的格局。在具体使用时,各频段卫星通信在潜艇通信中发挥着不同的作用。UHF频段卫星可为潜艇提供灵活的战术组网通信,实现除极地等高纬度地区外的全球覆盖,且该通信方式对终端天线方向性要求不高,是一种能很好满足战术灵活通信要求的通信方式;SHF频段卫星可以实现高数据速率通信,用于传输宽带高速率数据信息。EHF频段卫星提供强方向性、高保密、低截获概率的话音、电传和指控通信,可用于指挥控制弹道导弹核潜艇执行战略核打击任务,并可为被部署到高纬度地区执行任务的潜艇提供通信服务。此外,包括海事星、铱星等其他商用卫星系统也被应用于美潜艇卫星通信领域。

猝发通信也称为瞬时快速通信,其特点是采用尽可能高的发信速率,在尽可能短的时间内工作,以缩短通信信号的驻留时间,利用通信的随机性与快速性来降低被侦测到的概率,因而是一种有效的反侦测通信方式。目前常见的潜艇猝发通信方式主要有短波猝发通信和卫星猝发通信。短波猝发通信,主要利用潜艇桅杆上的短波天线与舰队和基地进行超视距、短信息的传递。传输速率低和信道不稳定是制约短波猝发通信效能最主要的2个因素。卫星猝发通信,主要利用潜艇桅杆上的卫星天线以及通信浮标实现潜艇与外界的信息传递。随着卫星通信的发展,其通信范围大、传输速率高、通信效果好的优势越发显现,因而成为潜艇超视距通信的重要手段。此外,其猝发通信特性和可通过浮标进行延迟发信的隐蔽使用方式也使得卫星通信在潜艇通信方面的应用越来越广。鉴于此,目前在美军现役潜艇上基本都装备了卫星通信设备。

观察比较两组的手术情况,如术中用时(min)、术中出血量(ml)、住院时间(d)、术后髋关节的疼痛程度评分(分)以及术后髋关节功能的恢复情况。

2.3 潜艇卫星通信

当敌潜艇在潜望状态或水面状态使用桅杆上的无线电通信天线进行发信时,侦察装备所获取的辐射源测向定位结果就可以反映敌潜艇的大致位置。

潜艇通信是影响潜艇隐蔽性的重要因素,而潜艇通信暴露是导致潜艇被发现的重要原因之一。为使潜艇通信难以被侦测,目前军事大国基本采取缩短信号暴露时间、降低信号暴露范围和延迟发信的方式进行通信,其中潜艇猝发通信是主要的潜艇通信反侦测手段。

3 对潜通信侦察应用研究

当敌潜艇通过通信浮标进行发信,侦察装备根据辐射源测向定位结果可发现通信浮标所在方位,该情况下结合潜艇通信浮标使用方式同样可以判断出敌潜艇的大致位置信息。不同性能的潜艇通信浮标其使用方式存在着差异性,在众多浮标使用方式中,抛弃式延迟发信浮标具备的隐蔽性最强。下面以这种对反潜通信侦察最不利的使用方式为例,对侦察装备的作战效果进行说明。假设敌潜艇投掷浮标后以高达15 kn速度(美军海浪级核潜艇速度)驶离浮标,浮标在潜艇驶离后1 h后开始发信,则通信浮标发信时,其与敌潜艇间隔应不大于15海里(约27 km)。基于上述情况,可以判断敌潜艇在我侦察装备所测出的辐射源方位结果周围27 km以内的大致区域处,这同样可以为反潜力量体系执行应招式反潜作业提供重要的反潜辅助情报。

  

图1 潜艇通信信号截获示意图

卫星通信由于具有高传输速率、双向、保密性好的优点,且具备全天候通信能力,因而越来越成为目前潜艇通信的一种重要依赖手段。在作战应用上,卫星通信既可以满足潜艇例行性与岸基指挥所或舰、机指挥平台的通信要求,也可以利用其高速传输特性及时地向后方汇报重要的军事情报,同时也可以通过浮标等手段满足潜艇紧急救生通信的要求。

对潜通信侦察装备搭载于包括反潜巡逻机在内的航空平台上,可对目标海域执行以反潜为目的的电子侦察任务。结合空海态势支援信息,通过将侦察装备给出的目标识别结果与空海态势支援信息进行数据融合比对,可将筛选分析后的信号判定为来源于敌潜艇通信终端。考虑到潜艇对外通信[5]时必须依靠潜艇桅杆上的通信发射天线或投掷通信浮标实现信息收发,下面以在反潜巡逻机上搭载反潜通信侦察装备为例(见图1),分别针对信号来自于2种不同性质辐射源的情况对侦察装备的作战效能进行论述。

绿色发展是一项涉及体制变革、生产与生活方式全面转变的系统改造工程,每一个偏差,都将造成整个制度体系的破坏。因此就必须从现有状态出发,把握好我国经济社会发展的基本现状与规律,为绿色发展提供力量支撑,从而提升绿色发展的政治领导力。

4 装备技术发展建议

4.1 强化作战对象研究,开展关键技术攻关

面向中长期,应围绕敌潜艇主要依赖的通信手段、通信使用方式、通信使用规律进行重点研究,在全面有效掌握作战对象目标的基础上,开展专项技术攻关。鉴于潜艇通信的隐蔽性特点,未来我军应重点针对潜艇猝发通信信号截获、信号参数提取、特征识别与测向定位等方面开展专项技术攻关。

《组织学》是研究机体微细结构及其相关功能的科学。得利于显微镜的出现,这门科学将解剖学中的宏观(主要指系统和器官水平)结构推向了微观(主要指组织和细胞水平)。

4.2 加快技术成果转化,打造航空反潜侦察体系

为满足远海、大作战区域内反潜作战的能力需要,应加快对潜通信侦察技术成果向作战装备转化,基于主力航空作战装备,开展装机适应性研究,可采用内装设备侦察或外挂专用对潜通信侦察吊舱等方式,实现在大中型航空反潜装备上的有效搭载,构建满足远距离、伴随空海作战编队、纵深抵近式的航空对潜通信侦察作战装备体系。

4.3 深化作战使用研究,发挥装备作战效能

建设航空对潜通信侦察能力是实现多手段综合反潜作战能力跃升的重要途径。目前国内在对潜通信侦察领域的研究处于起步阶段,尚有众多空白需要深入研究,包括作战理念、作战使用方式、作战效能分析等等,因而需要在发展装备技术的同时开展作战使用研究,争取相关技术成果早日发挥作战效能。

5 结束语

为了有效提升综合反潜作战能力,支持远海、大作战区域内的反潜作战任务,有必要深入研究并挖掘通信侦察在支援反潜作战领域中的独特作用。本文从中长期反潜作战领域所面临的威胁环境出发,在研究并疏理出新时期潜艇主要依赖的对外通信方式的基础上,论述了发展航空对潜通信侦察技术与装备的意义与军事价值,并给出了装备与技术建议。

参考文献

[1] 屈也频.反潜飞机搜索效能评估与决策建模[M].北京:国防工业出版社,2011.

[2] 孙明太.航空反潜装备[M].北京:国防工业出版社,2012.

[3] 罗木生,侯学隆,王培源.反潜巡逻机与反潜直升机协同反潜建模[J].火力与指挥控制,2014(1):51-56.

[4] 陶雯,陈鼎鼎,何宁宁.外军潜艇通信关键技术与发展趋势[J].通信技术,2015(4):375-381.

[5] 宋光明,陈大勇.潜艇桅杆通信天线发展研究[J].舰船科学技术,2016(12):151-154.

 
马思强,彭超
《舰船电子对抗》 2018年第02期
《舰船电子对抗》2018年第02期文献

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