艦艇編隊協同防空一體化防御作戰體系研究

曹 杰,高王升,程躍兵,高子龍,黃晨晨

(上海機電工程研究所,上海 201109)

0 引 言

現代海上戰場環境下發起的對水面艦艇的襲擊都是有計劃、有針對性的、按照預定時空關系實施的具體有目的的作戰任務。敵方在攻擊過程中,一般表現出集中指揮、高度協調、快速打擊,目標具有飽和強度高、隱蔽性和多樣性等特點,一旦發起進攻,力爭短時間給對手以毀滅性打擊,癱瘓對方的防御力量,具有多層次、多維度、立體化作戰的特征[1]。

因此,為適應這種對抗,就必須突破傳統的防空作戰樣式,整合集成編隊各種防空作戰資源,建立編隊一體化的防空體系,將單個艦艇防空反導資源作為整個體系的支點,構建對編隊指揮中心扁平、透明的架構,實現防空體系內各種傳感器信息的共享,態勢集成和綜合分析決策,多武器、多火力的統一調度協調,以及毀傷效果的快速共享和評估。

隨著武器裝備智能化、信息化水平的提升,作戰力量將呈現體系化的趨勢,通過信息技術將多類作戰力量整合成為體系,形成集群自組織攻防、多任務一體化等能力?？蓪崿F軍兵種作戰一體化協同、陸?？仗煲惑w化協同、軍用民用系統一體化協同、有人系統與無人系統一體化協同、與友軍(盟軍)聯合作戰一體化協同。

一方面,隨著信息化水平不斷提升和人工智能技術迅速發展,人將從直接作戰中脫離出來,裝備逐漸具備自主態勢感知和作戰任務規劃等能力,自主性持續提升,從而實現有人無人優勢互補、智能協同攔截;另一方面,隨著武器裝備智能化水平的提升,作戰應用將更加靈活,可實現自主智能跨域作戰,遂行多樣化軍事作戰任務。

未來戰爭是陸、海、空、天、賽博多維一體的聯合戰爭,在新的作戰環境下,面臨的威脅更加復雜,執行的作戰任務更加多樣化,傳統的以常規飛機和精確制導彈藥為目標的防空反導武器日漸難以滿足對新型高速、隱身、智能打擊武器的防御需求,要求作戰裝備具備智能化、信息化、體系化等作戰能力,需要從概念和技術上進行加速革新,引入軍事智能技術,形成更先進、更智能的航天武器裝備和作戰模式,提升武器裝備對未來復雜戰場的適應力,實現一體化聯合作戰、體系協同作戰。

1 傳統單艦扇區分層防空作戰體系

通常情況下,一個常規水面艦艇編隊約有3～5艘驅護艦艇組成,在航渡或作戰值班過程中保持某種特定的艦位陣形,如圖1所示。一般分布在以指揮艦或航母為核心的外圍,每艘艦艇主要依靠自身武器配置對編隊某個扇區來襲的威脅目標進行分層防御,各個艦艇之間缺乏有效的信息協同、火力打擊層面的統一指揮[2]。

圖1 編隊常見布陣方式

編隊傳統防空作戰的基本過程為:根據預警引導信息,本艦雷達及時發現并快速截獲目標,艦載指控系統進行目標識別和威脅判斷,在遠距離上利用艦空導彈對目標實施盡遠攔截;當來襲目標進入艦空導彈的盲區時,則使用近程火炮實施火力攔截,同時攔截全過程可使用電子對抗設備或干擾彈對目標實施“軟殺傷”。

如圖2所示,這種傳統體系下的編隊對空防御作戰主要取決于各艦艇平臺的防空火力性能,諸如防空導彈、火炮的殺傷范圍和攔截縱深、扇區范圍內火力通道密度、對各種電子干擾性能等,其面臨的缺陷和不足也很明顯:

圖2 單艦扇區分層防御示意圖

(1) 主要依靠本艦單一雷達對重點防御扇區探測,沒有形成對復雜電磁干擾目標和低空突防目標協同探測能力,平臺之間空情信息共享有限;

(2) 未在編隊層面形成統一的打擊決策和共享毀傷效果信息,在不同艦艇平臺火力交疊區容易形成重復性打擊,造成火力資源浪費,降低了抗飽和攻擊能力;

(3) 未在編隊層面統籌多源信息保障、制導資源保障,不能發揮武器協同制導、超視距打擊的能力。

2 編隊協同防空一體化防御作戰體系

隨著科技的不斷進步和武器裝備的現代化,編隊協同防空一體化正在快速發展。20世紀90年代之后,海上空襲作戰的一個重要模式表現為在天基或空中信息支援下引導反艦導彈對視距外的水面艦艇低空突防、飽和式打擊,由此也新引發了水面艦艇在艦載機或其他信息協同保障支持下的超視距攔截,邁出了協同防空的第一步。

美國海軍的艦載防空理念在近20年發生了巨大的變化,促使美國海軍開發出多種新的防空導彈武器,尤其在導彈的運動學性能、制導和尋的能力方面有了更大的加強和提升。在這之中,用于近程防空的“拉姆”導彈、用于中程防空的“海麻雀”導彈和用于遠程防空的“標準6”導彈更是得到了優先發展。近年來,這3種導彈已經構成了美國海軍全新的艦載多層防空體系,3種導彈的防空火力已經實現了無縫銜接和部分重疊,具備了對高速目標實施多層次硬殺傷攔截的技戰術要求,結合“宙斯盾”彈道導彈防御體系,在航母戰斗群周圍構筑了一道堅固的防線。同時美軍將“標準6”擴展了反艦功能,使得導彈逐漸在向多功能發展,極大提高了武器的使用效率。

美國航母編隊防空反導配置的原則是確保各種武器系統組成高、中、低和遠、中、近的大縱深立體攻防體系,其平臺主要由航母艦載機聯隊所屬飛機和水面艦艇組成。航母編隊執行戰斗的艦載機、“宙斯盾”作戰系統和防空火炮、“標準”近程防空導彈、近程武器系統構成了遠、中、近3層防空反導截擊系統。

美國海軍建成了一體化防空火控系統(NIFC-CA)依托CEC(協同作戰能力),把各艦艇上的目標探測系統、指揮控制系統、武器系統和艦載預警機連成網絡,實現作戰信息共享,構建了較為全面的多層防御體系,并尋求一體化防空反導能力[3]。

“一體化作戰”概念最早出現在美軍2005年4月的《聯合部隊季刊》中,文中提到美軍“需要將軍事競爭力從聯合作戰向一體化作戰轉變”,并指出,未來聯合部隊將從“需要互相聯合作戰轉向一體化作戰甚至是相互依賴的作戰轉變”。

一體化作戰更加重視戰場統一管理和指揮控制能力,如圖3所示,要求作戰相關的所有要素都要協調配合,實現信息的實時收集、融合和共享,要求作戰資源向協同化、節點化、網絡化、可互操作等方向發展,能夠實施分布式的一體化同步作戰行動。

圖3 協同一體化作戰示意圖

2.1 協同防空一體化防御作戰要素

協同防空一體化防御作戰是將編隊中處于不同陣位的艦艇作為分布式節點平臺,各個艦艇上的探測器雷達、制導資源、軟硬防空武器、火力控制、指揮決策系統通過高速的信息鏈路進行連接,整合成為一個有機整體,使得編隊對空指揮官對各平臺節點實現透明化指揮,充分利用和發揮各節點的最大功能和優勢,提高編隊的防空作戰效能[4]。圖4為協同一體化作戰體系框架圖。

圖4 協同一體化作戰體系框架圖

2.1.1 預警探測體系能力

傳感器是分布在各個艦艇、艦載機上的不同體制和功能性能的雷達、紅外探測告警設備等,能夠監視編隊周邊的?？沼?及時發現和跟蹤識別目標。通過預警探測體系化,將各個傳感器進行編組,并按照一定的算法模型將各個傳感器的數據精度和數據率進行加權融合計算,可以得出目標的位置和運動參數,并將獲得的信息在編隊內部通過聯網進行信息共享,為相關平臺上的防空武器攔截提供全面、可靠的信息保障。

(1) 對典型威脅目標的遠程預警能力

目前,艦載雷達由于現實條件限制,其對超低空超音速突防目標最遠有效探測距離為20 km左右,針對飛行速度300 m/s的亞音速反艦導彈以及800 m/s的超音速超低空突防導彈,其單艦有效預警探測時間僅為67 s以及25 s左右,考慮到實戰過程中,目標可能是任意時間出現在任意方位,留給武器系統的反應時間極為有限,武器系統攔截能力受此制約嚴重。為此,編隊防空作戰體系需具備遠距離大范圍預警能力,依靠空中預警機或前置探測艦實現對典型目標的遠程預警,實現3 min以上的編隊告警能力,支撐編隊實現實戰化能力建設與突破。

(2) 復雜干擾態勢下的編隊協同探測能力

電磁空間對抗、制電磁權的爭奪是現代空襲防空作戰的典型環節,且對抗程度日益劇烈,戰場環境愈發復雜多變。由于電子干擾對制導雷達和導引頭目標跟蹤精度的影響,防空導彈不僅射程受到壓縮,且殺傷概率大幅度下降。單艦雷達面對有源主動干擾,抗干擾能力有限,一旦被干擾,導彈無法發射,防御能力面臨清零,因而構建編隊協同探測能力是實現干擾態勢下防空作戰的有效途徑,利用分布布置的各艦探測資源,在非干擾方向上對目標進行有效探測,是編隊從體系作戰角度應對干擾威脅的強有力手段。

2.1.2 指揮控制體系能力

指揮控制信息網是實現協同防空一體化作戰的“大腦”。首先,它對各傳感器探測的目標數據進行處理、關聯、威脅判斷,形成編隊威脅目標態勢圖,上網分發,并在指揮室大屏上實施投放。

其次,是將各艦艇平臺裝載武器的防御打擊扇區、殺傷范圍、火力通道數量等參數進行可視化整合,并可根據艦艇航向、陣位移動實時動態計算和顯示。各個艦艇節點上分布的防空武器就如同布置在一艘虛擬的超級戰艦上,呈現在編隊指揮官面前,便于實現對各節點武器透明式的一體化防御作戰指揮。

同時,在指揮決策網上設置有專家系統,對編隊整個空情態勢和防空資源進行智能化、快速化的匹配和輔助決策,并可實時動態調整和進行人工干預[5]。

(1) 多維空海實時態勢形成能力

為實現編隊的協同作戰,尤其是提升編隊應對飽和攻擊,提升攔截效率,構建多層攔截體系,基于各作戰平臺探測資源實時數據形成整體態勢圖是必要條件。編隊需要建立能夠以秒級進行數據刷新的整體態勢圖,既包含敵方空中目標信息,同時包含我方各艦作戰狀態信息等,是供指揮員進行指揮決策、指揮控制系統進行目標分配的前提條件,是必須具備的基礎能力。構建出空海統一態勢圖才可以有效發揮編隊多艦多傳感器協同探測的優勢,實現多艦多傳感器協同探測,多源探測信息融合,支撐編隊實時指揮決策和組織協同攔截。

(2) 基于態勢統一指揮決策能力

基于海戰場態勢感知圖,根據編隊內各艦位置、武器裝備和探測資源配屬,進行快速作戰攔截決策和目標分配,實時生成攔截作戰指令并分發至各作戰艦艇,實現編隊防空作戰一體化指揮控制是編隊防空體系作戰的核心技術能力。

在應對飽和攻擊過程中,需要編隊協同防空指控系統基于當前態勢,充分調動編隊內各作戰資源,將原本單艦只能單方向防空的作戰能力提升為多艦多方向作戰能力,基于最優攔截判斷,實時分配火力通道,確保對飽和集群目標能夠統一攔截,并根據攔截結構及時制定后續攔截方案,不遺漏或少遺落目標。

2.1.3 作戰籌劃與推演系統

作戰籌化與推演是戰前根據作戰想定,進行作戰任務規劃,合理安排陣地部署、兵力構成、頻率規劃、協同關系等,并能進行推演和評估,選擇最佳的作戰方案。作戰籌化與推演的重點是戰場環境信息特征提取,通過特征提取為指揮控制系統在體系作戰這樣的大范圍內作戰籌劃的使用提供前提保障。與普通環境信息統計不同,戰場環境存在明顯的高動態性、不確定性和復雜性,需要對環境中的各要素進行特征提取和協同挖掘,才能獲得更為準確的目標行為模式和區域局部特征,從而還原和生成滿足關聯應用分析的整體數據模型。

戰場環境信息特征提取與分析主要采用以下3個方法:

(1) 針對數據高動態性,先從局部提取出目標對象的二階行為模式和區域移動特征;

(2) 針對數據的不確定性,通過協同過濾、概率圖分析等方法構建戰場環境大數據全局模型;

(3) 針對數據復雜性,從時間和空間尺度上分別對目標位置的復雜網絡進行降維分析,從而建立有關目標群體移動性的學習和推測方法。

突破傳統作戰系統基于規則的作戰方案生成模式,采用數據驅動與知識結合的深度強化學習技術,實現真實演習數據、仿真平臺生成數據和戰法形式化數據的語義關聯,挖掘戰場制勝要素。

在復雜多變的戰場環境下,首先研究將量化得到的各個仿真推演平臺中的戰場環境因素、紅藍雙方武器系統參數、態勢評估結果和演化流程要素等信息構成的狀態特征向量,并將其轉化成一個序列作戰方案問題。其次研究在連續決策過程中,提高狀態空間和動作空間的搜索能力,解決局部空間、時段分解和動態隨機推演的樣本生成等問題。最后,還應考慮控制策略的制定,使得決策行為產生效果的期望值最大。模型從復雜的環境中感知信息,對信息進行處理,并通過改進自身的行為選擇,從而影響人機系統間的行為選擇。

最終,將戰場環境以及戰場中的人機因素等進行量化處理,在對戰場環境自適應的基礎上生成作戰方案,實現高質量的指控系統的作戰籌劃[6]。

(1) 多源目標信息融合子系統

多源目標信息融合首先需要解決多源目標同一性識別問題,在完成同一性識別的基礎上,即可根據傳感器特性、目標濾波估計誤差等選擇合適的航跡融合算法,并對存在類型、屬性沖突的目標進行再次確認。因此,多源目標同一性識別問題是多源目標信息融合的基礎和關鍵,也是當前面臨的主要技術瓶頸。

對于同一個目標在不同探測裝置中的飛行軌跡,可以將探測裝置中提取出來的目標歷史飛行軌跡輸入至變分自編碼器(VAE),使用VAE實現基于目標歷史飛行軌跡的無監督學習,得到目標歷史飛行軌跡的特征。然后,將生成的特征輸入至解碼器,使得解碼輸出的飛行軌跡盡量逼近輸入的歷史軌跡。

通過對VAE的訓練,可以得到目標的飛行軌跡特征。對于同一個目標,在不同探測裝置中的飛行軌跡,雖然會因為采樣頻率、自身特性等原因導致飛行軌跡有所差異,但是由VAE的編碼器生成的目標飛行軌跡典型特征應該具有相似性。因此,可以將從不同探測裝置中提取到的歷史飛行軌跡的特征進行對比,如果特征之間的差異不大,即可認為2條歷史軌跡描述的是同一個目標。

(2) 目標運動預估(目標戰術機動識別)子系統

目標運動預估的關鍵是能夠快速、準確地對目標的機動類型進行識別,而不同的目標類型所具備的機動能力、機動特性也存在著顯著的差異。因此,目標運動預估子系統的主要思路是根據數據融合子系統產生的目標類型,利用航跡信息首先完成對目標機動類型的分析,然后基于機動類型的分類結果對目標的運動軌跡進行預測。

可利用卷積神經網絡(CNN)架構對目標的機動類型進行分類,之后利用深度強化學習(DRL)方法對目標的運動軌跡進行預測。深度Q網絡(DQN)是DRL中的一種方法,其核心是Q值網絡,當輸入當前的目標狀態S(t)時,Q值網絡即可輸出目標在S(t)狀態下完成每個動作將會獲得的回報R(t),之后選取能夠獲取最大回報的動作a(t)。根據采取的動作,獲取目標的下一步狀態S(t+1),并將S(t+1)輸入至Q值網絡,得到下一步動作a(t+1)。循環往復,即可獲取目標的動作估計。

(3) 作戰意圖識別子系統

對于防空作戰而言,根據美軍作戰條例,來襲目標的作戰意圖一般可分為:編隊飛行、機動突防、佯動偽裝、投彈攻擊、逃逸機動、巡航預警等類別,因此對來襲目標的作戰意圖進行識別實際上是一個多因素分類問題?？梢詫祿诤献酉到y產生的目標實時航跡數據作為輸入,采用三層卷積神經網絡加兩層全連接神經網絡對目標的飛行數據進行分析,最終輸出目標的可能作戰意圖。

(4) 威脅評估子系統

深度學習技術可以通過預先提供的輸入、輸出數據組,找到它們之間的特點和規律,并根據這些特點和規律預測出新輸入數據所對應的輸出數據。指控系統的數據庫里存儲著大量的作戰數據,包括平時模擬的作戰案例和實際作戰的原始數據,并且是經過指揮員人工確認、完善后的評估結果。因此,可以通過深度學習技術找到數據庫里輸入數據與輸出數據之間的關系或規律,并通過自身的不斷學習,使輸出數據與輸入數據之間的關系更加精確。在實際作戰時,把戰場上多源傳感器獲得的目標類型、航路捷徑、目標運動參數等數據,以及指揮員對目標威脅的干預作為輸入,深度學習技術就可以根據之前學習到的規律,自動預測出準確的目標威脅等級并輸出。

(5) 目標分配(跟蹤分配、火力分配)子系統

目標分配技術主要是引入基于算法的矩陣分解技術,形成目標與火力資源(含跟蹤資源與導彈資源)之間的最優匹配。對目標的軌跡進行特征提取,對火力資源的使用進行特征提取,結合作戰效果的評估結果,利用矩陣分解技術,完成目標分配方案(含跟蹤分配及火力分配)的推薦。

(6) 攔截方式形成子系統

在態勢感知(含數據融合、威脅評估)以及來襲目標行為估計的基礎上,利用協同分析實現攔截策略構建。主要結合生成的對抗網絡實現對基于真實作戰演習的數據進行推演學習,最終生成大量符合戰場邏輯的新數據,并依據生成數據對不同攔截過程(不同武器系統、發射時機、發射位置、發射數量等)進行仿真,模擬出具體的攔截步驟,篩選出最優攔截結果,進而完成針對不同目標在不同戰場狀態下的攔截策略制定。

2.1.4 火力打擊體系能力

火力控制體系是將編隊內的所有艦艇節點上的武器通過火力控制網進行并聯,如圖5所示。根據指揮決策網下達的打擊命令,完成目標在本節點上的射擊諸元解算、裝訂,并控制相關設備執行系列武器發射動作、制導協同等程序,最終將綜合毀傷效果信息共享到指揮決策網,隨時準備執行后續攔截任務?；鹆刂凭W是協同防空一體化作戰的具體執行部分[7]。

圖5 火力網協同制導控制示意圖

(1) 快速毀傷效果評估能力

火力打擊體系在目前具備了對超低空超音速典型目標的攔截能力,但是在毀傷效果評估方面,由于缺乏系統性的有效手段,目前無法及時準確判斷毀傷效果,攔截效果通常按命中上報。由于作戰效果評估是戰場態勢及時更新、二次攔截決策的基礎,編隊防空抗導體系需具備綜合空基、艦載雷達/光電傳感器進行快速作戰效果評估的能力,并依據作戰效果評估及時對編隊防空態勢圖進行更新。

(2) 新型威脅攔截能力

伴隨相關技術的不斷發展,隱身戰斗機、隱身無人機等具備隱身特性的空中平臺以及臨近空間高超聲速飛行器、蜂群無人機在內的各類新式裝備將成為海上編隊的主要威脅。海上編隊防空作戰體系需要逐步具備軟、硬殺傷武器相結合的綜合對抗能力,開展反隱身、反臨近導彈武器系統的研制,并同時開展艦載高功率微波技術等相關新型防御武器研究,有效提高艦艇防御系統一體化綜合防護能力。

2.2 關鍵技術

2.2.1 統一態勢圖

協同防空一體化作戰的前提是對各艦艇節點的傳感器感知的目標數據進行數據處理和態勢綜合,實時生成統一的態勢圖,并在編隊內部進行數據分發和目標分配,其核心是對多源目標數據時空對準、一致性識別和關聯融合[8],其基本處理模型概括為:

(1) 時空對準模型

(R,B,E)=(αLo1,βLa1,H1)·(αLo0,βLa0,H0)

(1)

(X,Y,Z)=(R,B,E)·M

(2)

式中:(R,B,E)為極坐標下的距離、方位和仰角;(αLo1,βLa1,H1)、(αLo0,βLa0,H0)分別為目標、傳感器基準的經、緯度和海拔高度;(X,Y,Z)為直角坐標系下的目標3個坐標分量;M為極坐標到直角坐標的轉換矩陣。

Xb′=Xb+Vxb×(tb-ta)

(3)

Hb′=Hb+Vhb×(tb-ta)

(4)

Zb′=Zb+Vzb×(tb-ta)

(5)

式中:ta、tb分別為前一觀測時刻、當前時刻收到的數據源目標數據采樣時間;Xb、Hb、Zb為高精度數據源觀測到的目標位置;Xb′、Hb′、Zb′為高精度數據源經過時間配準后得到的目標位置;Vxb、Vhb、Vzb為高精度數據源濾波得到的目標速度。

(2) 同一性識別模型

2個及以上傳感器發送的目標航跡信息在完成時空對準處理后,還要進行目標的同一性識別和關聯融合,如圖6所示。

圖6 航跡融合模型

角度關聯識別:若當前兩目標角度關聯狀態為非,判斷兩者方位和俯沖角之差是否均小于門限B1,是則角度關聯成功,置角度關聯狀態為真,否則視角度關聯仍為非;若當前兩目標角度關聯狀態為真,判斷方位角和俯沖角之差是否均小于門限B2,是則視為角度關聯狀態保持為真,否則視角度關聯為非,置角度關聯狀態為非。在角度關聯成功的基礎上按照類似步驟進行距離關聯判斷,其判斷流程圖如圖7所示。

圖7 同一性識別判斷流程

2.2.2 高速數據鏈技術

數據鏈是編隊遂行作戰任務以及艦艇節點信息實現互聯互通的必需鏈路。在協同防空一體化作戰中,數據鏈承擔著目標信息的匯集、處理、分發、使用等多個環節,是多種信息流經的通道,是連接不同傳感器、指揮決策系統、火力控制設備和武器單元的紐帶[9],應當具備以下特點:

(1) 數據傳輸的實時性,網絡延遲應在ms級;

(2) 信息連通的冗余性,在突發故障或中斷情況下應有備份通路;

(3) 信息傳輸通道容量大,支持多節點數據并發互傳而不發生鏈路堵塞和延遲;

(4) 傳輸距離滿足艦載機或預警機的作戰范圍;

(5) 較強的抗電磁干擾能力和數據加密能力,通信不被敵方干擾和破解。

2.2.3 ?？仗煲惑w化指揮控制技術

當前的作戰模式不再是以往單一軍兵種的作戰,而是諸多軍兵種協同作戰,同時為破解單艦雷達對超低空目標探測距離有限、武器系統反應時間有限的難題,需要基于協同防空信息系統構建智能化、扁平化的?？仗煨畔⒁惑w化指控系統,實現作戰任務與武器平臺的最佳匹配,探測資源、火力打擊資源的優化整合,完善作戰輔助決策支撐功能,對編隊內各類資源進行統一、實時和精確的調度,形成從“傳感器到火力單元”的最優殺傷鏈,實現對來襲目標的分層逐次火力打擊,做到全網聯動、體系抗擊,有效應對高低空各類威脅。

2.2.4 多武器協同防御技術

多武器協同防御是指編隊在共同防空作戰時,利用各個艦艇節點的防空作戰資源,進行優化組合配置,發揮出整體防空的最大效能[10],主要作戰模式包括:

(1) 協同探測制導打擊

集成空基、?；?、天基等預警探測裝備,形成一體化協同探測情報信息系統,增強立體戰場目標感知能力(天基預警、探測)。

建立一體化艦載雷達探測網絡,如圖8所示,發展艦載雷達對空協同探測系統,具備一定范圍內多個節點的協同探測能力,具備對隱身目標遠距離協同探測能力。通過艦載雷達協同網絡,提升系統協同抗干擾、協同探測、協同制導的能力。由于編隊共享探測信息,增加了防空導彈對目標的攔截縱深,在面對飽和攻擊時,增加了對目標的攔截次數[11]。

圖8 協同探測制導打擊示意圖

(2) 空基平臺協同打擊

發展空基和?；摵蠑祿鬏旀溌?如圖9所示,通過預警機、艦艇編隊形成無中心、自組織的高速信息交換網絡。網絡具備較強的加密、抗干擾、動態可重構能力,可以極大限度地擴大艦載武器的探測和殺傷范圍。

圖9 空基平臺協同打擊示意圖

(3) 天基平臺協同打擊

偵察衛星可以遠距離發現敵方艦船,并通過衛星鏈路將信息傳回情報部門,如圖10所示,處理后通過衛星鏈路發給編隊。通過衛星探測傳輸鏈路,可以極大提高目標的預警探測能力,增大反應時間,提高戰場生存能力。

圖10 天基平臺協同打擊示意圖

(4) 友艦協同抗干擾和反隱身

隱身目標一般利用其迎頭方向極低雷達反射面積(RCS)的特點,對艦艇采用零航路攻擊,使得被攻擊艦艇的雷達不容易發現,但隱身目標很難做到全方位隱身,尤其是從迎頭向垂直彈身方向偏轉時,RCS顯著變大。

對于彈載有源干擾或掩護式干擾,由于干擾扇區較窄,很難覆蓋整個編隊的所有雷達,如圖11所示。

因此,編隊協同防空條件下,可以利用艦艇節點遠距離幾何位置關系,利用友艦雷達及早發現目標,提供信息支援,引導被攻擊艦艇發射導彈進行有效攔截。

(5) 跨平臺協同制導及接力制導

在編隊協同防空攔截任務中,經常出現本艦制導設備由于艦上遮擋盲區而不能發射導彈,或由于目標機動致使發射的導彈穿越火力扇區側邊界無法攔截,此時可借助友鄰艦上的空余制導設備對已發射導彈進行協助制導或接力制導(例如向彈上發送修正指令或照射目標等信息),引導導彈完成目標攔截。在打擊敵方預警機或對目標進行視距外遠程攔截時,還可引入機-彈、艦-彈、星-彈等協同制導手段。

(6) 多節點武器動態組合目標分配打擊

通過高速數據鏈技術,建立扁平化的指揮協同作戰體系,使得各艦艇節點上的火控設備和武器實現上網和共享,就如同互聯網上連接的“打印機”,在空余時間各節點均可動態調用,這樣通過分時調用策略,虛擬地增加了各節點防空火力數量,大大提升了單艦和編隊協同防空能力。

3 結束語

可以預見,未來很長一段時間,海上艦艇編隊遭受反艦攻擊和對空防御仍是一種主要的作戰形式,隨著科技的進步和高技術武器裝備的不斷服役,在應對新型威脅樣式的同時,編隊防御作戰體系也在不斷完善和進步。本文對協同防空一體化作戰體系的作戰要素、關鍵技術及其實現思路進行了重點研究,對完善未來編隊防空體系作戰可提供一定的借鑒參考。