数据链:现代战场中枢
中枢神经是人体健康生活中不可或缺的组成部分。在数字化战场上,作为武器装备的“生命线”、战斗力的“倍增器”、部队协同作战的“黏合剂”的数据链,起着类似中枢神经的作用。
数据链如此重要,那么什么是数据链呢?数据链全称是战术数据信息链,英语代号是TADIL,是“Tactical Data Informational Link”的缩写,从字面意义上看,数据链指的是传输数据的链路,尽管迄今为止,科学家们尚未对它下过确切的定义,但也有着较为普遍的共识。一般认为,数据链是指采用无线网络通信技术和应用协议,实现陆、海、空三军战术数据系统间的实时传输,使战区内各种指挥控制系统和各作战平台(主战兵器的载体)无缝链接,并融为一体,最大限度地提高作战效能,实现真正意义上的联合作战。
战术数据链在现代战争中发挥着极其重要的作用,数据链的建设是信息化战争发展的重要标志之一,数据链的应用水平在很大意义上决定着信息化战争的水平和能力。
海湾战争是第一场以精确打击为主要作战手段的信息化战争,但由于数据链的较少使用,部队和武器平台的作战效能未能得到充分发挥。战斗行动仅表现在打击平台的单打独斗。平台加精确制导武器主导战斗效能,尚未形成由打击武器、航空侦察监视、天基信息系统和指挥控制中心组成的网络体系。目标信息的处理和传输比较慢,一般需要数天才能完成。空中作战的任务书一般在3天前制订好,而且,海军舰船、巡航导弹和战机的打击计划由直升机送达旗舰指挥官,时效性差,经常出现计划赶不上变化的情况。由于目标信息传输慢,攻击的实时性差,只能打击固定目标,而打击移动目标和临时出现的目标则非常困难。在战争中,美军虽然指定F-15E与E-8联合负责打击“飞毛腿”机动发射架,但这两种飞机间没有建立数据链通信,E-8发现目标后,需先报告给地面空战中心,再由空战中心将目标数据传送给E-3预警机,最后由预警机引导F-15E对目标进行攻击。届时,目标早就不见了。如果各种飞机平台能够通过数据链实现信息感知共享,那就不会是这种情况了,也不至于到战争结束时,伊拉克军队仍保留有大量的“飞毛腿”机动发射架。
在科索沃战争中,信息化水平有了一定的提高,除精确打击能力发展较快之外,还增强了数据链的应用,开始形成数字化和网络化的结构,提高了作战效果。与海湾战争相比,E-3、E-8和F-15E等少数飞机改装了Link16数据链,信息传输开始形成了数字化和网络化结构,大大缩短了目标打击周期,从目标探测感知到实施打击由海湾战争的数小时(或数天)缩短为20分钟;使用信息化程度较高的B-2A隐身轰炸机,精确打击的自主能力、威力和精度都明显提高;高性能的“捕食者”无人机开始投入使用,战场监视能力明显增强。但所形成的数字化和网络化结构的范围还不大,数据链应用的范围和水平有限。Link16数据链只装在上述少数几种飞机上,而且改装的飞机数量也不多,F-15E只改装了几架,数字化和网络化程度较低。虽然目标打击周期缩短至20分钟或更短一些,但这种情况大都发生在装有Link16数据链的F-15E这一种飞机上,在大多数情况下,目标打击周期仍然较长。
在阿富汗战争中,数据链得到了一定程度的普及,因此战争的信息化特点更加突出。Link16数据链的应用范围扩大,除了F-15E、B-2A等型战机外,F-16、F/A-18E、B-52和B-1B等部分战机也改装了Link16数据链,其数字化和网络化有了较大的发展。AC-130攻击机与“捕食者”无人侦察机之间建立了专门的数据链,一旦无人侦察机发现目标,立即将信息探测感知数据传送给AC-130,保证其成功实施攻击。数据链的使用保证了攻击的实时性,使目标打击周期缩短为10分钟之内,同时可有效打击临时出现的目标,据说临时出现的目标占所攻击目标总数的80%。
如果说上述战争以精确打击为主要特征,战争的信息化强度渐次加大,那么到了伊拉克战争,情况发生了质的飞跃。网络中心战技术趋于成熟,心理战、电子网络战、情报战的作用凸显,战争的信息化程度发生了根本性的变化。空中作战平台的信息化程度比以往任何战争都高。美空军的大部分F-15E攻击机和第40批次以上的F-16战斗机,都完成了Link16数据链的改装,形成了空中、空间侦察监视设施和地面指挥中心的网络化结构。战机一次攻击任务所攻击目标的数量增加,F-15E攻击机1个飞行架次可攻击多达9个目标。由于数据链的有效使用,攻击的灵活性和实时性空前提高。美空军部长罗奇称,战争中,空中力量所打击的目标约有150多个是临时出现的紧急目标,主要是地空导弹、防空雷达和伊军重要领导人等,美空中力量均能予以有效打击。数据链与多种通信手段相结合,实现了空、海军之间的情报信息共享。美海军“林肯”号航母上装备了联合火力打击网络信息系统和传感器信息战术使用系统(TES),不仅各航母可共享情报信息,而且航母还能实时利用美空军RC-135、U-2和“捕食者”侦察机所侦察到的目标信息,对目标进行打击。(https://www.daowen.com)
通过对以上战争中数据链使用的威力的了解,我们从中可以看到,数据链主要有以下功能:(1)在需要的时间和地点提供信息的能力。全球信息栅格和战场空间信息都描述了在需要的时间和地点提供准确的相关信息的能力。如今,全球信息栅格在主要的地基系统如空军全球指挥控制系统和战区作战管理核心系统之间提供连通性。战术数据链是将空中平台与其他高机动和专用节点集成在一起的主要方式。(2)快速准确地获取战场空间图片的能力、评估战场形势的能力、作出英明决策的能力、分配任务和重新分配任务的能力以及评估任务效果的能力。这些能力在发现、锁定、跟踪、瞄准、交战和评估(F2T2EA),时间敏感目标瞄准(TCT)以及动态监视、评估、规划和执行(D-MAPE)概念中得以强调。战术数据链是向传感器平台和射手分发态势感知信息的主要方式,它们将射手、决策者和战场管理者连接到全球信息栅格,并提供了一种快速分配任务和重新分配任务的方式。另外,数据链还用于引导传感器平台去收集战场损伤评估(BDA)信息,并快速地将BDA报文或图像分发出去。(3)在传感器、决策者、射手和支援设施之间可快速准确地交换信息的能力。战术数据链在机载平台和机载/地基C4节点间提供无缝连通。相关信息的图形化显示以及与飞机上其他系统(即导航、传感器和目标导引)的接口,大大降低了工作量,提高了准确性并且极大地增强了战斗效率。(4)支持全球打击特遣任务部队(GSTF)作战的能力。GSTF作战概念强调多种战术数据链要求和能力,尤其在作战初始阶段,没有大范围的地基指挥控制基础结构,在不成熟的战区作战时更强调这些功能。战术数据链能够使平台在机器一级集成和对话,能够融合无数的信息源,提高精确定位、识别和报告关键目标的能力。同时,为了实现指挥官、参谋人员、支援和增援部队互联互通,并向他们分发战区内的有用资源和信息,必须具备超视距数据链能力。如F-22提供空中优势,B-2执行战略攻击和封锁,加油机提供空中加油,情报侦察监视(ISR)平台定位目标并收集作战损伤评估以及指挥控制节点实施战场管理等,所有这些资源必须一致工作,在视距和超视距资源之间快速、准确地交换任务关键信息。
战术数据链的建设始于20世纪50年代,并首先装备于地面防空系统、海军舰艇,而后逐步扩展到飞机。美军于50年代中期启用的“赛其”防空预警系统,率先在雷达站与指挥控制中心间建立了点对点的数据链,使防空预警反应时间从10分钟缩短为15秒钟。随后,北约为防空预警系统研制了点对点的Link1数据链,使遍布欧洲的84座大型地面雷达站形成整体预警能力。20世纪50年代末期,为解决空对空、地(舰)对空的空管数据传送问题,北约还研制了点对面、可进行单向数据传输的Link4数据链,后经改进,使其具备了双向通信和一定的抗干扰能力。为了实现多平台之间的情报信息交换,美国海军于20世纪60年代开发了可在多舰、多机之间承担面对面数据交换的Link11数据链,并得到了广泛应用。与此同时,为了解决装备Link11数据链与未装备Link11数据链舰艇间的战术数据传递问题,美军还研制了Link14数据链。随着旧舰艇的退役,Link14数据链的使用量大为减少。越南战争后,针对战时各军种数据链无法互通从而造成协同作战能力差的问题,美军开始开发Link16数据链,实现了战术数据链从单一军种到三军通用的一次跃升。
纵观数据链的发展历程,从数据传输的规模上看,基本上是沿着从点对点、点对面,到面对面的方向发展;从数据传输的内容上看,是从单一类型报文的发送发展到多种类型报文的传递,出现了综合性战术数据链;从应用范围上看,基本上沿着从分头建立军种内的专用战术数据链到集中统一建立三军通用战术数据链的方向发展。
当前美军常用的数据链主要有战术数字信息链路A(TADIL-A),也称为Link11,它于20世纪70年代投入使用,计划服役到2015年。TADIL-A主要用于实时交换电子战数据、空中/水面/水下的航迹,并传输命令、告警和指令信息。它是一条保密的网络化数字数据链路,采用并行传输和标准报文格式,在机载、地基和舰载战术数据系统之间交换数字信息。该数据链采用M序列报文,报文标准由美军标准MIL-STD 6011和北约标准STANAG 5511定义,通信标准由美军标准MILSTD-188-203-1A定义。标准传输速率为1200bps和2400bps,实际用1364bps或2250bps。它通常在网络控制站的控制下,以轮询方式进行工作,也可采用广播模式工作。TADIL-A使用HF和UHF频段。当使用HF频段时,能够覆盖信息发送地点周围300海里的区域;使用UHF频段时,能够提供舰对舰25海里、舰对空150海里的覆盖。
战术数字信息链路J(TADIL-J),北约称之为Link16,是保密、大容量、抗干扰、无节点的数据链路,采用联合战术信息分发系统/多功能信息分发系统(JTIDS/MIDS)传输特性和技术接口设计规划(TIDP)所规定的协议、约定和固定长度报文格式。它采用J序列报文,报文标准由美军标准MIL-STD6016和北约标准SRANAG 5516&STANAG 5616定义,而通信标准则遵循JTIDS和MIDS规定。Link16是一种比较新的数据链路,是美国国防部用于指挥、控制和情报的主要战术数据链。Link16是在20世纪70年代当JTIDS还处于研制阶段的时候,美军根据未来作战的需要和为了充分发挥JTIDS的能力而制定的。它支持监视数据、电子战数据、战斗任务、武器分配和控制数据的交换。Link16并没有显著改变Link11和Link4A多年来支持的战术数据链信息交换的基本概念,相反,它对现有战术数据链的能力进行了某种技术和操作上的改进,并提供了一些其他数据链路缺乏的数据交换。它所实现的显著改进主要有:提高抗干扰能力,增强保密性,提高数据率(吞吐量),减小数据终端尺寸,允许在战斗机和攻击机上安装,它不仅具有数字化、抗干扰、保密话音功能,还具有相对导航、精确定位和识别功能,并且能提高参与者数量。
Link16目前由美国、一些北约国家和日本使用,并且被美国和北约选定作为战区导弹防御(TMD)的主要战术数据链。许多平台(机载监视和情报系统、指挥控制系统、战斗机和轰炸机、SAM系统、舰船等)已经或者将要装备Link16。当前用户主要有:美空军——空中作战中心(AOC)、控制和报告中心/控制和报告单元(CRC/CRE);美空军——区域空中作战中心/防区空中作战中心(RAOC/SAOC)、空中支援作战中心(ASOC)、战术空中控制组(TACP)、机载激光器(ABL)、冰岛防空系统(IADS)、E-3空中预警与控制系统(AWACS)、RC-135“联合铆钉”、E-8联合监视目标攻击雷达系统(JS-TARS)、EC-130E机载战场指挥控制中心(ABCCC)、F-15A/B/C/D/E、F-16、OA-10、F-22、B-1、B-2、B-52、U-2分布式通用地面站(DCGS);美海军——航空母舰(CV)、导弹巡洋舰(CC)、导弹驱逐舰(DDG)、两栖通用攻击舰(LHA)、两栖攻击船坞(LHD)、两栖指挥控制舰(LCC)、核动力潜艇(SSN)、E2C、F-14D、F/A-18、EA-6B;美海军陆战队——战术空中作战中心(TAOC)、防空通信平台(ADCP);美陆军——爱国者导弹系统、前沿地域防空指挥、控制和情报(FAADC21)、战区高空防御(THAAD)、战区导弹防御战术作战中心(TMD TOC)、中高空防御(HIMAD)、军团地空导弹(CORPS SAM)、联合战术地面站(JTAGS);北约——“飓风”、E-3 AWACS、控制报告中心(CRC)、“阵风”战斗机,等等。
为了适应未来信息化战争的需求,战术数据链将朝着高速率、大容量、安全保密和抗干扰等方向发展;其功能将由单一通信功能向通信、导航、识别等功能综合化发展,由点对点通信向网络化发展;通过建立新的互通标准,实现与公共接口装置连接,实现和提高战术数据链的互通能力;为提高战术数据链的整体作战效能,战术数据链将向集成化和体系化方向发展。