海域感知装备

（一）海域感知装备

海域感知装备的主要作用是提供海洋信息的获取、传输、处理与服务能力，支撑国家战略利益空间拓展。为应对日益多样和复杂的海上形势，面对隐身舰船、新型安静型潜艇、海上无人系统等新兴威胁和高威胁目标，欧美等国积极探索新型海上感知手段和技术，研发新装备，推进重大装备的试验和部署，提高复杂环境下对各种目标和环境的感知理解能力。

1.海洋监视预警装备

海洋监视预警装备是保障国家海洋安全的重要装备，主要用来获取管控海域内水面、水下等各类有人目标信息和无人目标信息。加强海洋监视预警装备能力水平，将有利于海上力量及时掌握不同目标的位置、动态、意图等。目前的海洋监视预警装备系统已集成应用了由卫星组成的天基监测预警系统、由飞机和无人机组成的空基监视系统、由固定监测站和雷达站组成的岸基监视预警系统以及由水面/水下移动和固定平台组成的海基监视预警系统。其中，天基、空基、岸基装备技术成熟，应用广泛，而水下预警探测装备和系统出现较晚，目前在世界各国的重视下正处在快速发展阶段。

在水下预警探测方面，各国在监视预警装备发展上特别强调关键海域的反潜与监视能力，以美国为代表等国家正大力发展水下监视预警技术和装备。美国自20世纪50年代开始发展水下固定监视系统，在挪威海、格陵兰至英国、美国东海岸、第一岛链、阿留申至夏威夷群岛、美国西海岸等大西洋和太平洋海域建立了固定式水下监视系统（sound surveillance underwater system，SOSUS）[1]；为扩大远海海域潜艇监测预警范围，弥补固定式水下监视系统的不足，美国海军又研制了拖线阵监视系统（surveillance towed array sensor system，SURTASS），并将其装备于海洋监视船，与固定式水下警戒系统逐步形成了综合水下监视系统（integrated undersea surveillance system，IUSS）[2]。20世纪80年代，随着国际形势变化和技术发展，美国研制了采用光纤传输、局域网等先进信息技术的固定分布式系统（fixed distributed system，FDS）升级SOSUS系统，提高对低噪声潜艇的探测能力。为适应海上作战重点的战略变化，美国先后研制了先进可部署系统（advanced deployable system，ADS）[3]、可部署分布式自主系统（deployable autonomous distributed system，DADS）[4]，用于濒海环境反潜，便于快速、灵活、大面积部署。

美国在不断拓展、部署更加先进的海底水听器阵列的同时，通过综合集成快速发展的无人系统装备，构建新型网络化无人化海域探测系统，向分布式、一体化的水下预警探测网络方向发展，比较典型的项目有广域海网（seaweb）、近海水下持续监视网（persistent littoral undersea surveillance network，PLUSNet）、深　海　对　抗（deep sea operations program，DSOP）项目、分布式敏捷反潜（distributed agile submarine hunting，DASH）项目等。广域海网（Seaweb）是一种包含固定节点、移动节点以及网关节点，并通过水声通信链路连接而成的海底水声传感器网络[5]。近海水下持续监视网（PLUSNet）是美国海军研究办公室提出的、由多型、多个水下无人装备组成的近海反潜探测网络，系统中包含不同类型水下装备，包括UUV、潜标、浮标、水声传感阵等，利用潜艇垂直发射筒布放回收，实现对近海环境中安静型常规潜艇等目标的监视，2013年至2015年已成功完成各项海上测试工作，目前已进入小规模部署阶段[6]。深海对抗（DSOP）项目由美国国防高级研究计划局（DARPA）2010年启动，旨在利用部署于海底或海底附近的传感器网络，构建可对部署区域上方海域的安静型潜艇进行探测识别的深海预警系统，该系统利用在深海分布式部署的声学和非声学传感器来提升深海区域的反潜监测能力，以在深海区域有效保护美国航母战斗群[5]。同样由DARPA开展的分布式敏捷反潜（DASH）项目，是美海军首型覆盖深、浅海域，移动式与固定式结合的全方位广域反潜探测网络，具备执行保护航母打击群、保护海上通道、区域清除和大范围海上监视等任务的能力。DASH由深海反潜子系统和浅海反潜子系统构成，两套系统通过在探测区域、探测方式上的互补来提高整体探测能力[7]。深海反潜子系统采用声学探测方式，由可靠声学路径转换系统（transformational reliable acoustic path system，TRAPS）和潜艇风险控制系统（submarine hold at risk，SHARK）组成，其中TRAPS通过部署于海底的固定被动式声学传感器从下向上探测广阔范围内的敌方潜艇和水下无人航行器，该系统作为深海固定监视系统为美反潜指挥补充了全球范围内灵活、快速的广域监视信息。美海军信息作战系统司令部于2019年6月21日授予Leidos公司7 280万美元合同，用于研发可靠声学路径转换系统（TRAPS），合同工作预计于2022年6月完成。而SHARK则是一种集成主动声纳系统的深海反潜无人航行器，主要实现对初步探测到的潜艇的跟踪。浅海子系统采用非声探测手段，一般由无人机搭载分布式移动传感器，自上而下对广阔的浅层大陆架区域进行探测[7]。(https://www.daowen.com)

为进一步加强对大范围关键海域的监视预警能力，发达国家融合集成海域感知装备，加强海洋信息资源共享。通过将包括传感器、数据链、指挥控制系统等在内的海域感知装备集成，并依靠先进高效的多源异构信息融合技术建立功能更加先进、适应对关键海域大量目标监控的海上集成监视系统，由系统统一规划信息资源分发，确保不同海上力量及时准确获取所需要的相关信息，实现对大范围关键海域以及海上不同目标的实时监视和预警。由美国开发的综合性海域感知系统——海岸监视系统（coastal surveillance systems，CSS）通过整合各类传感器和数据，获取不同来源的大量数据信息，并通过数据融合建立了不同的专门数据库，在此基础上创建完整的海域感知图像，实现了为海上力量提供有关沿海区域内目标活动实时信息的目的[8]。

2.海洋环境观测装备

海洋环境观测装备主要针对海洋气象、水文、地理环境等信息进行海洋观测，提供海洋环境信息保障，支撑海洋权益保护以及维权行动。世界各海洋强国长期关注和发展现代海洋观测技术，提升海洋观测和预报能力，海洋环境观测装备向着综合性立体观测、全方位精细化信息感知方向发展。

目前的海洋环境观测装备已发展成为包括卫星遥感、浮标阵列、海洋水文/气象观测站、水下剖面、海底观测网络和科学考察船的全球化观测网络[9]。从20世纪80年代后期发展至今，已经形成了多个覆盖全球或部分区域的海洋观测系统，典型代表有全球海洋观测系统（GOOS）、全球海洋实时观测网（Argo）、美国近海海洋观测实验室（coastal ocean observation lab，COOL）和加拿大“海王星”海底观测网（NEPTUNE-Canada）等。全球海洋观测系统（GOOS）从空、天、岸、海、水下等不同空间的平台对海洋各个区域进行综合立体观测[10]；全球海洋实时观测网（Argo）建立的是一个实时、高分辨率的全球海洋中、上层监测系统[11]。除上述全球化海洋观测系统外，区域性的海洋观测系统也得到了广泛应用，各海洋国家相继在关键海区建立了长期运行的多参数立体实时监测网，通过在应用中逐步完善海洋长时间序列综合参数采集和应用能力，为海洋生态、生物资源、环境监测、预报预警等方面提供数据资料[11]。