美军战术空域综合管理系统研究＊

孙晓鸣

（中国电子科技集团公司第二十八研究所 南京 210007）

1 引言

二十一世纪战争对战场上空空域的使用需求不断增长，当相关兵种大量使用侦察／通信无人机、运输／作战直升机、野战防空和压制武器时，空域已经成为一种重要的作战资源［1］。在战场空中环境日趋复杂情况下，如何保证空域的高效、安全、灵活使用，是联合作战面临的新课题。目前，国外一些主要发达国家已建立起先进的有限作战地域空域管制系统并投入部队使用，大大提高了其部队的作战效能。本文详细介绍了美陆军战术空域综合管理系统（简称TAIS系统）的功能组成、组织运用方式等。TAIS通过各种通信链路接收空中监视情报，并与联合作战指挥系统其他子系统实现互操作，实时提供战场敌我双方空中活动的态势，将4维（位置、高度、时间）的作战态势、空域冲突和火力误伤威胁可视化，并提供自动化战场空域指挥控制规划功能，提高了战场空域指挥控制执行能力，提高了部队密级：内部及外部之间、作战和非作战情况军事行动下有限区域空中交通管制保障能力［2～3］。

2 TAIS总体目标［2～9］

美军为实现其联合作战构想，将联合作战空域指挥控制作为联合作战指挥控制的一个重要部分，承担着美军的战场空域管理和空中交通管制任务，因此TAIS系统是美军联合作战指挥系统的一个重要的子系统，是能够在任何战场环境下，满足综合和协同空域指挥控制、空中交通管制及空域信息处理需求的数字化战场的自动化系统。

TAIS系统作为美国国防部先进的战场空域管理系统，该系统可将多源输入信息综合为一张空域态势图，该空域态势图与陆战场地面态势图一起可为陆军提供完整的关于战域地空的综合可视态势场景。TAIS可与联军、友邻、军用及民用等空管机构及相应的空域管理系统进行交互。TAIS通过向空域用户提供空域态势感知、协调空域使用、规划空域交通可最大程度的减少自我误伤现象的发生，可大幅提升地面指挥单元的作战威力。TAIS系统的主要设计目标包括：

1）集成与综合。TAIS充分集成与综合战术指挥所管辖的三维作战地域内的所有作战单位的空域使用需求。辅助调配由ACA（Airspace Control Authority）所负责的空域使用。

2）空域使用去冲突。TAIS可根据空域的使用优先权及战术指挥官的作战决策实时地将作战空域去冲突化。辅助ACA迅速将其所负责的空域去冲突化。

3）增加机动性及攻击能力。TAIS通过将战术指挥官在时间、位置及维度上不间断指挥的概率最大化，来增强作战部队的机动性及进攻能力。

4）数字化及自动化A2C2（Army Airspace Command and Control）。TAIS通过数字化和自动化建立透明的A2C2计划及操作流程，并确保将这种透明性延伸至其所支持的 AIC（Airspace Information Center）功能。

5）减少工作量。TAIS通过自动化可减少参谋的工作量，其多传感器输入及数字化的位置报告特性可减少地空间的话音业务量。

6）提供 TAGS（Theatre Airspace Ground System）接口。TAIS可向战术指挥官提供与TAGS系统的接口。

7）融入ABCS系统之中。TAIS可与ABCS系统中的每一个分系统实现互联互通，共享并协调空域信息。

8）使AIC能力现代化。TAIS通过自动化及现代化的通信手段升级并集成近场及航路ATS（Airspace Traffic Service）服务。它是将所有ATS相关服务集成于陆军空域管理系统的主要工具。

9）增强的全球互操作能力。TAIS系统与联合、多国及民用C4I系统间有很强的互操作性。

3 TAIS系统的功能［2～9］

TAIS系统向作战指挥员提供自动化的A2C2规划、行动与空中管制服务，TAIS拥有所有的必要通信手段用以提供总的空域态势图。通过诸如军用雷达、爱国者导弹、预警机（AWACS：Airborne Warning and Control System）、民航管制雷达等通信链路获取远方空情信息，经融合／综合处理后生成经过验证的空域态势图，并可按时段以2D／3D形式显示近实时的战域态势图。根据这些态势图，TAIS操作员可以去除当前和预先空域使用计划中的冲突，并将这些信息提供给位于TOC（Tactical Operations Center）中的师、军指挥员，同时提供给陆航兵、炮兵、防空兵指挥所以及诸如联邦航空局（FAA：Federal Aviation Administration）之类的民用机构。这种高级视图为战场指挥官提供了一张完整的战域空地场景，使基于信息的协同决断能成倍的提高作战效能。其他TAIS能力包括：

1）近实时的处理并显示多源输入信息，空中飞行器轨迹或飞行器自我报告。

2）自动辅助A2C2计划及行动（四维的、可裁剪的、数字化的空域图层），协调、监视空域行动（包括空域使用），具备时序推演功能等。

3）完整的数字、模拟、多波段通信手段及对AIC飞行行动的监控能力。

4）数字化的接收和处理空管指令（ACO：Airspace Control Order）、来自战区作战管理核心系统（TBMCS：Theatre Battle Management Core System）、ABCSs的相关数字报，提供专门的消息描述模板。

5）用空域数据或图层向各军兵种提供空域使用计划（UAP：Unit Airspace Plan）。ABCSs可通过统一消息格式（USMTF：United States Message Text Format）及空域图层提供者存取UAP。

6）对区域内其它ATS终端提供支持，并提交支援措施；飞行计划转播，对机务人员的通知、天气状况更新及空中预警等。

7） 具 备 战 术 数 据 信 息 链 （TADIL－A，TADIL－B，TADIL－J）、TCP数据链、IP前方地域防空（FAAD：Forward Area Air Defence）数据链等多种通信手段。

其能力示意图如图1所示：

图1 TAIS系统的功能示意图

4 TAIS系统的组成［2～9］

一个完整TAIS系统由两个完全相同的可移动子系统组成，每个子系统都是一套AN／TSQ－221TAIS系统，其中一套作为指挥系统，一套作为通信系统。一套AN／TSQ－221TAIS系统由一辆M1113 HMMWV加固扩展方舱车（内置各种功能设备）、一辆M1097、一台15Kw战术发电机、天线，组成一个标准的指挥所系统，每个子系统是完全自供电的。其外形如图2所示。

每个TAIS方舱的“心脏”是一组 AN／FSQ－211TAIS工作站，两个SUN HCU SB2500工作站永久性地固定在方舱内，另外两个BULLFROG工作站部署在2000m以内的作战环境内，每个工作站都安装ABCS通用软件和硬件，支持ABCS局域网、TI。

每个TAIS方舱均安装一个防空系统综合器（ADSI：Air Defense System Integrator）—AN／TSQ－214（V），ADSI包含三个重要的模块：战术态势显示、路由及主数据库。ADSI能接收15个外部TADILs、TCP数据链、FAAD数据链、IP FAAD数据链及各种雷达数据的接入，可融合这些空域用户的实时数据并生成一个近实时的A2C2空域图；同时可利用空域管理软件实现近实时的空域去冲突及公共作战图（COP：Common Operation Picture）的二维／三维显示。除此外，TAIS还包含一个扩展的通信组件，用以提供无阻塞的（Jam－Resistant）、实时的保密及非保密数／话传输。AN／TSQ－221TAIS中的功能组件如图3所示。

图2 AN／TSQ－221TAIS系统外形图

图3 TAIS的功能组件图

5 TAIS与ABCS其它子系统间的交互［2～9］

陆军战区指挥系统（ABCS：Army Battle Command System）为战略级、战术级及作战级指挥所间提供数字通信手段，直至单兵或武器系统。TAIS为ABCS系统的一个重要分系统，能与空军协调中心、空中预警机、联合战术飞机进行数话通信，所提供的指导信息包括飞行器分离、导航辅助、路径规划、空域规避、防空、火力支援及天气状况等，并自动地向指挥官提供关于其所辖战区空域的高效、安全的使用方案。TAIS系统作为ABCS系统的分系统，还执行A2C2（Army Airspace Command and Control）及 AIC（Airspace Information Center）的功能。作为A2C2功能单元的延伸，用以向空军、陆军航空兵指挥官及其它空域用户提供近实时的数据和通信链路，以确保在deep、close、rear战役中执行空域管制规划。美陆军ABCS系统的主要组成及相互间的信息流如图4所示，各功能模块的相关解释如表1所示。

图4 ABCS系统的部分重要组件

TAIS为师、军及军以上各级指挥梯队提供对A2C2及ATS行动的自动化支持，基于任务的不同，也可为师以下各级提供服务与支持。当处于A2C2角色时，TAIS以三维的形式自动化且数字化的提供陆军空域的A2C2计划、协调与实施。当处于ATS角色时，它将支持战区、军、师及特战大队的行动与部署。在战斗中提供战区、军／师内及军／师间的空中管制服务，并为战争之外的军事行动提供一个形式多样的空域管理服务。

表1 ABCS系统的重要指控分系统功能解释

6 TAIS 系统发展情况［2～9］

TAIS于2000年8月通过了最后的验收测试，2002年6月底，TAIS得到了首次装备。TAIS系统在2007～2008财年，开发提供了2－D／3－D组合可视化界面及先进的GIS分析与管理能力；在2007～2009财年，将操作系统升级至Windows Vista；在2008～2011财年，TAIS系统升级为面向服务的（SOA：Service Oriented Architecture）体系架构。TAIS的SOA体系架构遵循陆军的作战指挥升迁计划，以达到能按需向作战人员提供服务的目的。它包含分布式计算技术来降低昂贵的服务器的负荷，同时向运行在普通硬件上的胖、瘦客户端提供访问接入手段。这种SOA体系架构使得TAIS用户不再受特定TAIS岗位的限制，并允许在任何硬件平台上执行TAIS操作。该体系架构还使得TAIS与其它系统间的跨平台互操作变得容易。

TAIS系统已在美陆军多个现行师下属旅总部的防空空域管理（ADAM：Air Defense Airspace Management）中心中得到应用，并在师、集团军及军以上各级指挥梯队装备了几十套系统，尽管TAIS系统的设计主要为师级及以上提供支持，但旅和营级A2C2要素可获得来自其本级ABCS的TAIS系统所提供的A2C2功能。

7 结语

TAIS系统是借助于信息技术，提高协调、综合各作战单位之间空域使用需求，调配使用空域，最大化的提高联合作战能力，将联合作战力量空域使用限制降到最小，监视空域态势，快速有效识别空中敌我和中立目标，提供各种飞机（包括固定翼飞机、直升机和无人机）的起飞、着陆、航行的空中交通安全保障［12］，支持、协同防空和各种空中、地面火力打击作战，既要有效避免误伤，也要保证全集团军整体高效顺畅地实施作战行动。在未来几年中，TAIS系统将经历一系列动态地变化，包括重要的软、硬件演化，改善交互能力，提升未来行动能力。TAIS的这种不断演进与ABCS系统（现在应该是FCS了）的发展是同步的，为迅速实现网络中心战与加快全球信息栅格提供了一条便捷的途径。

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