美军蓝军跟踪系统的发展及其启示

汤亚锋, 于小红, 戴志广

(1.装备学院航天装备系,北京101416; 2.装备学院航天指挥系,北京101416; 3.66131部队)

美军蓝军跟踪系统的发展及其启示

汤亚锋1, 于小红2, 戴志广3

(1.装备学院航天装备系,北京101416; 2.装备学院航天指挥系,北京101416; 3.66131部队)

基于卫星通信的蓝军跟踪(blue force tracking,BFT)系统是美军已成功应用并在不断发展的指挥控制系统之一,也是网络中心战的重要支撑基础。总结了美国“21世纪部队旅及旅以下指挥控制系统——蓝军跟踪”(the force XXI battle command brigade and below-blue force tracking,FBCB2-BFT)系统的发展历程及其特点,分析了系统的应用效益及其不足之处,在此基础上得出了几点我国发展类似系统的启示。

蓝军跟踪系统;指挥控制;启示

“我在哪里?我的部队和其他友邻部队在哪里?敌人在哪里,哪条是攻击敌人的最佳路线?”能否快速而准确地回答这3个与地理定位有关的问题往往决定了战斗的胜负命运[1]1。在全球定位系统(global position system,GPS)出现之前,地理定位信息大部分依靠地图和指南针确定; GPS出现之后,自定位不再是问题,对友军的定位则还依赖于通信网络的能力;而要判断敌人在哪里,不仅涉及定位问题,还涉及目标识别问题。美军基于卫星通信的蓝军跟踪系统即“21世纪部队旅及旅以下指挥控制系统——蓝军跟踪”(FBCB2-BFT),为解决“我在哪里?我的部队和其他友邻部队在哪里?”提供了技术途径,为解决“敌人在哪里,哪条是攻击敌人的最佳路线?”提供了基础平台,能够确保部队获得优越的态势感知与共享能力,从而显著提高指挥控制效果。该系统在阿富汗和伊拉克战场得到了成功的应用,促使其成为以美国为代表的军事强国大力发展的战场指挥控制系统之一。严格来说,蓝军跟踪(BFT)系统是对所有具备己方部队跟踪能力的系统的通称[2],但本文参照文献[3]仅特指FBCB2-BFT。

1 发展历程及特点

1.1 发展历程

按照技术特点的不同,蓝军跟踪系统经历了如下3个发展阶段。

1.1.1 探索阶段(约1995-2000年)

第1阶段是探索阶段。这一阶段的特点是,以数字化FBCB2指控系统为基础,利用Ku波段卫星通信能力,建立了蓝军跟踪系统雏形。美陆军数字化部队在1995年首次使用基于增强型位置报告系统的标准型FBCB2,该系统不具备视线外通信能力,难以适应巴尔干地区的复杂地形,因此美陆军提出了巴尔干数字化倡议(Balkan digital initiate,BDI),开始研制增强信息系统(enhanced information system,EIS),此即蓝军跟踪系统的前身。该系统使用中心辐射式体系结构,即由网络管理中心和若干终端组成。其中网络管理中心位于美陆军驻欧司令部,它负责将所有蓝军定位信息融合在一张图上;终端加装在战车上,由GPS接收机、Ku波段卫星收发机及FBCB2软硬件平台组成,实现了数字地图上蓝方位置的跟踪和显示。科索沃战争期间,大约有600辆战车安装了该系统,能力得到初步显现[4]。

1.1.2 实用阶段(2001-2006年)

第2阶段是实用阶段,即第一代蓝军跟踪系统(BFT-1)阶段。这一阶段的特点是,使用L波段卫星通信代替Ku波段卫星通信,同时建立了用于全球蓝军信息融合的天基蓝军跟踪任务管理中心[5]。L波段卫星通信具有通信覆盖范围更广、通信速率更高、技术成熟度较高等优势。该系统仍然使用中心辐射式体系结构,但网络操作中心增加到3个。除了位于陆军战略司令部的天基蓝军跟踪任务管理中心以外,在德国和科威特各有一个作战中心负责融合蓝军定位数据再回传给网上所有平台。该系统分别在阿富汗和伊拉克部署了210套和1 242套[1]7,大大提高了地面部队的机动速度和执行远距离战斗行动的能力,获得了一线指战员的广泛赞誉。

1.1.3 技术升级阶段(约2007年至今)

第3阶段是技术升级阶段,即第二代蓝军跟踪系统(BFT-2)阶段。这一阶段的特点是,在BFT-1的基础上优化系统体系结构,大幅提升通信能力,提高软硬件水平,增加横向集成度。BFT-2的改进主要包括：一是改变蓝军信息传输路由。在BFT-1中蓝军定位信息在卫星地面站接收之后,需传输到网络管理中心进行融合,再传回各个终端;而BFT-2中这部分信息在地面站直接融合后回传,因此数据更新率由数分钟减少至数秒。二是采用新技术,提高数据吞吐量。Via-Sat公司基于Arc Light扩频技术,设计了全双工L波段收发机,显著提升了传输速率(前向速率由2.4 kb/s提升到大于122 kb/s),并在同样空间能力情况下可使终端数量提高10倍。三是研制新的平台软件。由原FBCB2软件升级到联合战斗指挥平台(joint battle command-platform, JBC-P)软件(已于2012年7月进入生产部署阶段),新软件可实现不同军种系统间的互联互通。目前,美军正在为近10万套指控平台更新蓝军跟踪系统,届时将有82%的平台使用BFT-2技术,其余的18%仍将使用地面无线电网络[6]29。

1.2 发展特点

1.2.1 始终以提高态势共享能力为发展重心

一致的态势感知是实现一致决策和行动的前提。因此,美军始终将提高态势共享能力作为发展蓝军跟踪系统的重心。FBCB2发展之初,使用地面无线电网络实现数十千米范围内友邻部队的跟踪;伊拉克战争中,随着部队信息化程度提高,对指控范围和机动速度的要求提高了,于是将卫星通信能力引入系统,实现了数百千米范围内友邻部队的态势共享;随着军兵种间联合程度的加深,美军又对系统更新换代,提高信息传输速度、系统横向集成度,确保联合部队能更快、更好地共享态势,应对未来战场的挑战。

1.2.2 始终以实战和集成试验作为检验系统的主要手段

美军通过实战和集成试验等活动,不断发现系统的问题,并通过技术手段改进,使之日益完善。例如,通过伊拉克战争,美军发现了系统的信息更新速率慢、数据率较低以及与其他信息系统兼容性差等问题后,美军马上开始改进蓝军跟踪系统。通过联合蓝军态势感知(joint blue force situational awareness,JBFSA)先进概念技术演示项目,研究不同蓝军跟踪系统信息的集成与分发技术,通过给Comtech、ViaSat等公司提供合同升级系统网络及终端设备等,促使了蓝军跟踪系统性能的全面提升。2011年以来,美军每半年开展一次网络集成试验(network integrated experiment,NIE)[7],先后测试了FBCB2的改进版FBCB2-JCR(FBCB2-joint capability release)、JBC-P及其手持版等蓝军跟踪系统的软硬件能力,推动了蓝军跟踪系统的持续发展。

1.2.3 始终将实用性、经济性和保密性作为平衡系统发展的重要指标

蓝军跟踪系统应用在战术层面,而到目前为止美军的战术通信资源都是有限的,如果要确保蓝军跟踪系统的保密性而使用军事卫星,则系统实用性和经济性会大打折扣。因此,美军在研制蓝军跟踪系统时,始终将实用性、经济性和保密性平衡考虑。一方面充分倚重商业公司的力量,通过引入商业竞争,使用最先进的IT技术,确保了系统的经济实用,如大幅减轻重量、使用触摸式操作屏等;另一方面,通过软加密、与保密信息系统单向联通等手段,既保证了基本满足军事需求,又有效控制了成本。

2 系统的应用效益与不足分析

2.1 系统的应用效益

2.1.1 显著增加了战场态势感知能力

蓝军跟踪系统提供了精确的定位信息、数字地图导航能力等,改善了信息的使用质量,同时通过卫星通信为大范围、快速机动、分散作战的部队实现态势共享提供了有效手段,能够从战术层次直到战略层次提供一致的通用作战图。态势共享促进了态势理解,提高了决策速度,从而提高了任务效率。比如在“自由伊拉克行动”的机动阶段,第3机械化步兵师的特遣队攻下“目标桃子”(通往巴格达的一座桥梁)后,指挥官马尔康中校通过蓝军跟踪系统发现跟进的第2旅战斗队改变了预定的行军路线,判断其碰到了麻烦,从而加强了对桥梁的防守,为随后有效抵御2个共和国卫队旅的攻击赢得了先机,挫败了伊军的反扑[8]。

2.1.2 显著提高了指挥控制效果

蓝军跟踪系统自动更新部队的位置,减少了各级部队间大量的位置和态势报告工作,改善了作战程序,提高了组织效率。比如“自由伊拉克行动”期间,美第5军和第3机械化步兵师由于享受到了远超“沙漠风暴行动”期间的网络优势,从而获得了此前无法想象的协同和联合作战能力。有指挥官表示,没有蓝军跟踪系统,他们需要80%时间用于迎敌的机动,只有20%的时间准备战斗,而有了该系统之后,他们需要20%时间用于迎敌的机动,而有80%的时间准备战斗[6]30。此外,蓝军跟踪系统还扩大了指挥官的指挥控制范围,为美军与其他盟友之间的协同作战提供了有力的手段。

2.1.3 显著减少了友军误伤

由于蓝军跟踪系统能很好地区分友军、敌军,能做到“知己知彼”,因此大大减少了误伤事件的发生。在“自由伊拉克行动”中,只有1名士兵被友军直接射杀,而“沙漠风暴”行动中,友军共造成35死72伤[1]11。

2.2 系统的不足分析

2.2.1 不能与保密网络双向互联

尽管FBCB2与陆军战斗指挥系统(army battle command system,ABCS)双向互联,但蓝军跟踪数据通过商业卫星传输,不能直接与陆军战斗指挥系统或全球指挥控制系统等保密网络相连,为部队的使用带来了不便。近年来,美军在JBC-P中使用内嵌式加密设备KGV-72,改善了L波段卫星网络的保密性,但还是没有从根本上解决问题。造成该问题的主要原因是美军战术卫星通信能力的制约。美陆军已经意识到了这一点,并正在研究建立第三代蓝军跟踪系统BFT-3,计划充分利用军事卫星通信能力来提升系统能力。

2.2.2 不能有效识别敌人及未装备该系统的友军和平民

伊拉克战争中,敌方信息需要根据情报侦察的结果通过手工方式输入系统,加上许多士兵培训不足,使得界面上显示的几乎全是己方信息;此外还出现了美军攻打英军的情形,因为系统无法识别未装备该系统终端的英军。该问题一方面是系统发展初期装备配备不足引起的,另一方面是对敌情报侦察不足引起的,除非进一步提高情报侦察的手段和能力,否则这个问题不可避免。

2.2.3 信息链路存在一定的脆弱性

蓝军定位信息的获得依赖于GPS信号,而GPS信号可被俄制干扰机轻易干扰;同时L波段商业卫星链路和网络也较容易被攻击。这是系统本身不足造成的本质缺陷,只有通过提高空间系统和地面系统的能力、创新战术战法等手段才能有效避免。

3 启 示

美军通过实战证明了蓝军跟踪系统在作战指挥中的巨大价值。我国一些机构利用“北斗”系统的导航定位和短报文通信能力,建立了应用于指挥控制、车辆监控、救灾指挥调度等具备人员、车辆跟踪和监控能力的系统[9-10],有的已具备了与美蓝军跟踪系统相似的功能。在近几年汶川地震、舟曲泥石流等自然灾害的抢险救灾中,基于“北斗”的救灾应急指挥调度系统发挥了至关重要的作用,但也暴露了不少问题。因此,有必要借鉴美军蓝军跟踪系统建设的经验和教训,结合我国已有的建设实际,建立一套标准统一、技术先进的己方跟踪系统,既能满足部队作战需要,又能为国家应急响应服务。

首先,要注重体系建设,明确管理体制。美军在伊拉克战争中发现了不同军种间蓝军跟踪系统存在不能互联互通互操作的问题,影响了联合作战的效果。我国在前期的系统建设中也存在各部门、各行业独自发展的问题,尤其是汶川地震中发现了不同系统间存在严重的互联互通问题,制约了救灾的进程和效果。因此,我国也应当在国家、总部层面达成共识,确立主管部门,加紧系统体系设计,制定技术标准、规范、发展指南等,尽快建立一套标准统一、技术先进的己方跟踪系统。

其次,要注重不同通信手段的综合使用,提高系统适应性。由于“北斗”系统具备短报文通信能力,不少单位研制己方跟踪系统时都是直接使用其通信能力,这种方式虽具有体系结构简单的优点,但是“北斗”的通信能力有限,限制了系统的整体能力。按照美军小范围内使用陆基无线电手段、大范围内使用卫星通信的特点,我国也应在系统中充分综合陆基、天基通信手段,尤其是充分利用现有卫星通信资源。“北斗”系统的通信能力可作为最低限度通信手段,提供应急通信能力,提高系统在不同环境下的适应能力。

最后,要通过推广应用,促进系统的良性发展。美军蓝军跟踪系统先后历经了科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争,直到今天仍在阿富汗战场以及各类演习训练活动中广泛使用,通过不断解决应用中出现的问题,促进了系统性能的不断提升。我们应在演习训练中大胆使用新装备、新系统,并通过支援抢险救灾或重大应急事件,不断积累系统建设和使用的经验教训,最终形成一套全国、全军通用的己方跟踪系统。

4 结束语

利用卫星通信实现己方跟踪的信息系统对联合部队的态势感知、态势共享至关重要。本文对美军的蓝军跟踪系统进行了总结,通过分析比较系统的优劣之处,为发展该类系统提供了启示和借鉴。我们应当充分利用信息化建设快速发展的契机,大胆创新,探索己方跟踪的技术手段和应用模式,为提高部队联合程度奠定基础。

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[9]罗功成,刘生林,向贵虎.基于“北斗”卫星的部队多级指挥监控系统研究[J].自动化指挥与计算机,2008(3)：1-4.

[10]赵康宁.北斗导航系统在四川抗震救灾中的应用实践与启

示[J].全球定位系统,2008(4)：45-48.

(编辑：王高翔)

The Development and Its Implication of the US Military Blue Force Tracking System

TANG Yafeng1, YU Xiaohong2, DAI Zhiguang3

(1.Department of Space Equipment,Equipment Academy,Beijing 101416,China; 2.Department of Space Command,Equipment Academy,Beijing 101416,China; 3.66131 Troops,China)

Blue force tracking(BFT)system based on satellite communication is one of the most important US command and control systems which has been used successfully and is still under development,and it will play an important role in net-centric operations.The paper summarizes the development history and features of the U.S.force XXI battle command brigade and below—blue force tracking(FBCB2-BFT)system,then analyzes the applied benefits and defects of the system,and on this basis,it provides implication on how to develop a similar system by ourselves.

blue force tracking(BFT)system;command and control;implication

V 19

2095-3828(2014)01-0061-04

ADOI10.3783/j.issn.2095-3828.2014.01.014

2013-03-27

汤亚锋(1982-),男,讲师,博士研究生.主要研究方向：空间力量建设与运用.yaboot@163.com.于小红,女,教授,博士生导师.