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“弓箭手”战术通信系统

来源:互联网 责编:大嘴 作者:陈亚来 时间:2007-10-13

“弓箭手”(Bowman)战术通信系统是英军数字化的基石,是英军实现其“网络使能能力”(Network-Enabled Capabilities)的要素,也是英军转型的必须装备。这样一个重要系统,其研制过程却漫长而坎坷(见本刊2004年第8期)。所幸“弓箭手”部署到伊拉克后,英军部队不但认可了它,而且对其性能赞赏有加。可以说是开局不利,结局可喜。英军在“弓箭手”系统的研制思路上确有独到之处。不妨了解一下它的构成,特点,把它与美军数字化系统做一比较,也许可以得出一些可资借鉴的结论。
  
  “弓箭手”系统的构成
  
  “弓箭手”系统由核心硬件(系列电台)、子系统、用户终端和有关软件构成。
  “弓箭手”的系列电台分为3个层次。最底层是H-4855单兵任务电台(PRR)。1999年10月,英军为了快速采购这种电台,把它从“弓箭手”计划中剥离了出去。结果,第一批4.5万部PRR在2002年初就开始装备部队,而且在伊拉克一战成名。中间层是“弓箭手”甚高频(VHF)和高频(HF)电台。最上层是大容量数据电台。后面将专门介绍这几种电台。
  “弓箭手”的一些子系统有助于系统实现多种功能:态势感知模块(BSAM)具有自动定位、导航和报告功能,有助于生成通用作战态势图,能增强部队的态势感知能力;密钥变换管理系统负责生成并分配密钥、保证通信安全;后勤信息管理系统具有物资跟踪、管理、维修保养,以及收集、传送后勤信息等功能。此外,“弓箭手”还有通信管理系统、地理信息系统和集成电池管理系统等。局域网是一个非常重要的子系统,系列电台通过它的网关与级别更高的英军联合部队通信系统(如“松鸡”和“猎鹰”系统、“天网”通信卫星),以及其他军种的指挥控制系统接口。
  “弓箭手”有多种用户数据终端,总量高达3万部左右。车载用户数据终端的键盘和触摸屏能在运动中使用,车上乘员可通过它发送数据报告、浏览态势图。除作战车辆外,每辆后勤运输车也将配备这种终端。参谋用户数据终端一般用于指挥所相关人员,下至连级都将配备这种终端。此外还有可部署用户数据终端和固定的营区用户数据终端等等。
  “弓箭手”的软件包括操作系统和应用软件两类。前者可提供基于Windows的“弓箭手”通用操作环境(BCOE),后者则包括核心软件和专用软件。核心软件是通用战场应用软件工具集(ComBAT),后来扩大到包括基础设施和平台的计算与信息业务,称为“弓箭手”通用战场应用软件工具集、基础设施与平台(BCIP,或简称CIP)。专用软件约20种,如1000多辆“挑战者2”主战坦克、“勇士”和“大弯刀”等装甲车专用的平台战场信息系统应用软件;火力支援部队使用的射击控制战场信息系统应用软件;以及核生化战场信息系统应用软件和地基防空桥接能力应用软件等。
  以上硬件和软件相配合,为英军提供了一个基于IP技术的英国式的战术互联网。它不但具有保密话音和数据通信能力,而且依靠全球定位系统(GPS),能实时给出每支英军部队的位置;加上其他情报源的信息,还能生成通用作战图,大幅度提高部队的态势感知能力和指挥控制能力。作战部队可以使用计算机的丰富菜单,生成和发送作战命令、情报数据、电子邮件,申请火力和近距离空中支援;或者使用网络浏览技术,从中央数据库下拉情报,侦察图像、地图和后勤数据。侦察部队也可以用它,从前沿观察所向总部传送实时图像。这一切将使英军在数字化战场上具有可与美军比拟的信息优势,能在未来战争中与美军共享信息、并肩作战。
  



 
  
  “弓箭手”系统的电台
  
  “弓箭手”VHF电台
  它和下面的HF电台都是战斗电台,也被看作是“弓箭手”的移动子系统。它包括采用英国I型加密技术的排级UK/PRC 354型5瓦便携式收发信机,以及较大的增强型高级数据电台(ADR+)。前者的尺寸为44×94×194厘米,含电池重2.2千克。后者是美军单信道地面与机载无线电系统(SINCGARS,又译为“辛嘎斯”)改进型电台的“弓箭手”化版本,根据配置的不同,又分为背负式、车载插夹式、低功率车载式和大功率车载式。还有一种UK/ARC 341型20瓦机载电台,尺寸为140×105×295厘米,重3千克,可通过1553数据总线遥控,或采用硬布线的方法将其连到专用的控制显示装置上。
  
  “弓箭手”HF电台
  它基于哈里斯公司为美军研制的5800H-MP“猎鹰Ⅱ”电台,包括基本型20瓦背负式电台UK/PRC 325、100瓦大功率车载式电台UK/PRC 326和同址车载式电台UK/PRC 327。与美军战术互联网不同的是,HF电台是“弓箭手”网络中非常重要的非视距通信设备。它使用英国国家加密技术和跳频技术,具有良好的保密和抗干扰性能;同时它也可以使用KY-99附加保密装置,与美军和其他盟军进行保密话音通信。在地波通信方式下,其点对点通信距离超过30千米(这是采用VHF电台转播方式通常能达到的距离)。此外,1部UK/PRC 325电台能监控10个信道,不但减少了所需设备,而且特别适用于指挥车。
  
  大容量数据电台(HCDR)
  它的主要作用是提供一个移动的网间中层数据主干,以支持部队在移动中使用VHF电台。“弓箭手”UK/VRC 340大容量数据电台是ITT公司生产的,它是该公司为美军研制的“墨丘利”(Mercury,又译为“信使”或“水星”)近期数据电台(NTDR)的改进型产品。它有宽带(4兆赫)和窄带(500千赫)两种调制解调器配置,用户速率在750千比特/秒信道上为576千比特/秒,在375千比特/秒信道上为288千比特/秒。如地形许可,其点对点通信距离在静止时约为20千米、在运动中约为10~12千米。它在7~10千米距离上能连接大量的VHF电台。
  
  
  “弓箭手”的列装情况
  
  经过一系列试验后,英国国防部宣布“弓箭手”于2004年3月开始服役。2004年12月,300多部“弓箭手”HF电台交付给英陆军第12机械化旅。这是第一支装备“弓箭手”的部队。它于2005年3月开赴伊拉克,当时只装备了“弓箭手”的核心能力。这是英军地面部队首次在大规模军事行动中使用数字通信装备和战术互联网,因而在英军数字化进程中具有里程碑意义。
  也是在2004年,英军开始了为期4年的“弓箭手”列装计划。驻德国的英军第7机械化旅是第2支装备“弓箭手”的部队,英海军陆战队第3突击旅也开始改装成“弓箭手”旅。到2008年,陆军将全部“弓箭手”化。陆战队、海军和空军的作战部队以及一些作战基地,
也都要装备该系统。这将使“弓箭手”在事实上成为全英军的新一代战术C41系统。
  英海军第一批安装“弓箭手”系统的舰艇包括“海洋”号直升机母舰、“壁垒”号两栖运输船坞舰,以及4艘车辆人员登陆艇和2艇通用登陆艇。2005年中期,“南安普敦”号等42型驱逐舰、“萨瑟兰”号等23型护卫舰和“卓越”号航母也开始改装。一般来说,海军舰艇的改装比较顺利。
  但车辆(尤其是装甲车)的改装却使军方和合同商大伤脑筋,原因有几个方面。首先,要改装车辆的数量太多(超过2.2万辆),而它们的结构差异又太大,有的车辆内甚至没有足够的空间来安装“弓箭手”。其次,改装过程中出现了一些意想不到的情况。如有些老式车内的模拟通信设备与“弓箭手”相互干扰,而有些新设备(例如一种战车上的新式热成像仪)也会造成类似问题。最后,改装的要求太高。在拆除车上原来的设备后,还要求车辆处在“安全并适当”的情况下,才能着手安装新设备。总之,初期的改装工作进行得非常缓慢,7个月才改装了100辆车。不过,后来的改装速度日益加快,到2005年6月底已改装完2671辆车,占需改装车辆的18%。现在平均每周可改装100辆车。
  到本阶段列装计划完成后,合同厂商交付给英军的设备将包括约1万个局域网子系统、3600部大容量数据电台、4.4万部VHF/HF电台(其中HF电台10800部)、2.6万部计算机、7.5万名经过培训的人员。这些设备将覆盖约181种类型的15500辆车和固定指挥所、20种类型的133艘军舰和2种类型的70架飞机。
  
  英、美系统实现互通
  
  英军研制“弓箭手”的目的之一,就是在数字化战场上实现与美军系统的高度互通。在“弓箭手”研制后期,两国已有一项联合计划,研究“弓箭手”和美军在研的联合战术无线电系统(JTRS)在话音/数据,非密/保密、固频/跳频等各种工作方式中的互通问题,重点是加密和跳频方式中的互通。
  加密和跳频是一个国家通信安全的保障,但也是国与国之间实现互通的障碍。英、美提出了2个解决办法。一个办法是在“弓箭手”VHF电台外部加装美军KY-99加密装置,在两国军队间实现有限的加密互通,但仍不能实现跳频互通。另一个办法是把“弓箭手”的VHF波形植入JTRS簇群1的车辆和直升机载电台,JTRS以网络成员的身份加入“弓箭手”VHF网络。此计划又分为两步:首先,在2004年夏已将“弓箭手”VHF波形26种模式中的5种转换成JTRS能兼容的波形,这是美军保密跳频波形第一次与他国的波形实现互通。下一步是将“弓箭手”VHF波形13种模式与JTRS兼容,然后使该波形加入JTRS波形库。最终要使“弓箭手”的VHF、HF和UHF波形都加入JTRS的波形库,实现两国战术无线电系统的全面互通。
  此外,两国也在考虑其他的连通方法。例如,在2005年6月举行的“联盟勇士互通演示”中,从美军“21世纪部队旅及旅以下作战指挥-蓝军跟踪”(FBCB2-BFT)系统的显示屏上可以近实时地观看到“弓箭手”提供的图像,反之亦然。这说明,“弓箭手”地面网的数据可以通过卫星传给FBCB2-BFT,卫星链路把两个不同国家的系统连接了起来。
  目前,英、美战斗网无线电台平时的互通仅限于明语通话和固定频率。因此,甚至有人认为,如能解决保密和跳频方式下的互通,则“弓箭手”的最大价值也许不在于它的性能,而在于它所实现的英、美互通的程度。
  
  英、美系统“合而不同”
  
  英军公开宣布的互通目标是“能够与美军并肩作战,但并非像美军那样作战。”潜台词是,英军虽然要像美军那样卓有成效地实现数字化,但具体如何实现数字化,英军要走自己的路。这一思想在“弓箭手”系统中得到了充分体现。尤其是在系统开发后期,军方和业界通力合作,立足于英军的实际情况、考虑了实战的需求、灵活应用成熟的技术,加上对计划不断进行微调、做到与时俱进,最终以较小的代价建成了一个颇具特色的战术数字化网络。
  正是从自身实际情况出发,英军的某些做法与美军大相径庭。首先,英军选择了地面系统作为战术部队数字化的基石。相比之下,美军的FBCB’和战术互联网虽然在初期也基于地面系统,但很快就向卫星倾斜。美军1999年提出的巴尔干半岛数字化倡议,首次给FBCB2增加了卫星链路;2002~2003年的海湾数字化倡议中,使用卫星链路成为一种惯例,以至于目前美陆军10个师中有8个师都采用这一配置。但英军经过仔细考虑,认为地面系统对他们来说效费比更佳。原因是英军的通信卫星资源有限,无论数量和质量都无法与美军相比,何况战时首先要满足战略和战区级单位对卫星的需求。所以,为战术部队选择一个地面系统不失为明智之举。
  更值得称道的是,英军在选择地面系统后千方百计提高其性能,使它在较少依赖卫星的情况也能担挡重任。这一点在“弓箭手”系列电台中表现得尤为明显。这些电台基本上足以美军现役电台为基础的,但又有独到之处。例如,“弓箭手”的大容量数据电台采用了无中心自组网协议,使网络具有自组织和自恢复等先进功能,英军正在依靠它建立第一个由全球20多个节点组成的移动网络;原型的美军近期数据电台绝对做不到这一点,而具备这种能力的美军战术级作战人员信息网(WIN-T)还要好几年后才能投入使用。
  又如“弓箭手”HF电台,由于保密性能好、工作可靠、使用方便,已经成为英军第12旅主要的指挥控制系统。尤其是在伊拉克的巴士拉以南一带,“弓箭手”HF电台可以用于通信盲区,因而深受官兵欢迎。现在,HF电台已成为最常用的通信手段,只是不用于距离极近的网络。这种电台还具备在绝境下的语音通信能力,即用极低信噪比(-3分贝)发送极低比特率(75比特/秒)的记录语音信息。这种能力在危急情况下或需要改换频率时非常有用。难怪第12旅一位高级军官在评价“弓箭手”时说:“它的意义在于,我们有了一个想说什么就可以说什么的系统,上至指挥官下至4人小组都能用密语通信。这真了不起!”
  在电台的使用数量、配置密度及方式上,英军也不同于美军。美陆军1个“斯特赖克”旅战斗队配备44部近期数据电台和78部PRC-150(C)“猎鹰Ⅱ”背负式HF电台;而英国陆军1个旅配置180多部大容量数据电台(每6~8辆车1部),几乎每10人就配备1部HF电台。在配置方式上,英军把HF电台部署到级别更低的战术部队。这些措施有效地提高了“弓箭手”系统的可靠性和抗毁性,弥补了它在其他方面(如卫星通信上)的不足之处。
  由此可见,“弓箭手”系统虽然多方面受到美军数字化的影响,但又是从英军实际情况出发的产物,能较好地满足英军的实际需求——在伊拉克的军事行动已经证明了这一点。值得注意的是,“弓箭手”还引起了其他欧洲国家的兴趣。这些国家的战术通信也正处在升级和转型的高潮中。鉴于“弓箭手”的成功,有些国家也动了心,希望拥有一个哪怕并不完整、但能满足要求的“弓箭手”系统。