数据链战术消息处理方法＊

李宏智 代绪强 马贤明

（1.中国电子科技集团公司第二十八研究所 南京 210007）（2.总参信息化部驻南京地区军事代表室 南京 210007）（3.61846部队 涿州 072750）

1 引言

随着军队信息化建设水平的不断提升，基于信息系统的体系作战能力正在成为信息化条件下军队战斗力的基本形态［1］。数据链技术作为现代军事电子信息系统的核心技术，是各种战术作战系统网络互联和业务互通的技术基础，是基于信息系统作战体系的神经网络。

数据链是一种按规定的消息格式和通信协议，在指控系统、传感器平台和武器平台之间，实时传输和处理战场态势、指挥控制、战术协同等格式化消息的战术信息系统，包含三大要素：传输通道、通信协议和标准的格式化消息［2］。采用统一的格式化消息标准，是数据链的典型特征，也使得数据链系统不能等同于一般的通信系统［3］。数据链网络中各作战平台或指挥要素间通过数据链格式化消息的有序传递，实现高度集成、整体联动、协同运行，从而使指挥体系凝聚成一个整体，并实时根据战场态势分析做出协调一致的反应，以达成作战指挥效能的最大释放。

数据链格式化消息与战术功能直接对应，而战术功能与作战任务相对应。各类作战平台通过对战术信息进行处理，把复杂的战术信息转化为一系列的消息命令集，通过消息处理设备和数据链应用系统自动实现消息的分发和流转。作战平台接收到数据链消息后能够快速地解析和阅读，并自动触发后续的作战行动，使得分散部署的作战平台共享战场态势，自组织协同作战。

本文从介绍数据链消息标准入手，研究数据链在作战平台进行集成应用时的战术消息处理方法，主要包括数据链消息的生成、发送控制、接收与应用处理等技术，作战平台通过对数据链消息的高效处理，支持以数据链消息为载体，以指挥信息流为驱动的网络化作战指挥，提升基于信息系统的体系作战能力。

2 数据链消息标准

数据链消息标准是数据链系统之间或内部交换信息所应遵循的格式和规范，它包括消息格式和消息交换协议等。消息标准是各军兵种系统平台互联互通的基础，是数据链系统有效运行的前提，也是数据链在平台上集成的基本保障。数据链正是由于采用了标准的格式化消息才确保了各类作战平台对信息理解的一致性，满足战术信息传输的实时性和信息处理的自动化需求。

每一种战术数据链都有一套完整的消息标准。战术数据链采用的消息类型有两种：一种是面向字符的消息，另一种是面向比特的消息［4］。面向字符的消息是指采用给定消息代码集合中所定义的字符结构来传送上下文信息，如美国报文文本格式。面向比特的消息就是指采用有序的比特序列来表示上下文信息。目前的战术数据链主要采用面向比特的消息，可分为固定消息格式和可变消息格式两种。固定消息格式中所含数据长度总是固定的，并由规定的标识符识别各种用途消息的格式和类型，它是数据链的主要报文形式，在美军和北约开发的多种类型的数据链中，Link 11／Link 11B采用的“M”系列消息，Link 4A采用的“V”、“R”系列消息，Link 16采用的“J”系列消息，Link 22采用的“F”和“FJ”系列消息等都是固定消息格式。可变消息格式类似于固定消息格式，但其消息的内容和长度是可变的，如美国陆军使用的K系列消息格式。无论是可变消息格式还是固定消息格式，都规定了消息编号、消息用途、数据元素、消息收发规则、消息处理规则等方面的内容。数据链格式化消息的其它介绍参见文献［5～8］。

数据元素字典描述了数据链消息标准中使用的所有数据元素，包括数据元素编号、名称、含义、比特长度、数据项定义、数据元素在消息中的使用情况等内容。数据链网络内各作战平台通过使用公共的数据元素字典库，确保对数据链消息的解释一致。

3 战术消息处理方法

数据链战术消息处理的目标是确保各类战场信息准确获取、实时传输、高速处理和有效利用。各类战场信息通过数据链网络在作战平台间快速交换和处理，使指挥人员能够实时掌握清晰、一致、要素齐全的战场态势，根据作战预案灵活进行战术协同和指挥控制，在关键时间、关键地点、关键目标上形成作战能力的精确聚合。信息数据化是实现信息高效流转、自动处理的基础。格式化数据链消息的使用，使得各类作战信息数据化，即使用数字方式来表达作战态势、指挥控制、战术协同、打击效果等各类作战信息，并通过数据链在基于信息系统的作战体系内流转。

为提升基于数据链的体系作战能力，需要从联合作战的战术行动要求出发，用作战指挥流程规范平台间的数据链消息交换和处理流程，使数据链消息的生成、发送和接收处理自动衔接起来，建立贯通各军兵种作战平台的信息流，把分散在各军兵种的信息活动统一到体系的侦、控、打、评信息流转环节中，进而在信息流程之上形成体系的物质流和能量流，实现作战指挥活动的高度协调［9］。

3.1 数据链消息的生成

数据链消息的生成主要包括传感器探测、操作员人工触发和处理流程触发等情况。传感器探测生成的消息主要是雷达航迹、电子战参数等信息，如雷达探测到空中航迹后，送航迹处理软件进行融合处理，按照航迹报告责任自动生成空中航迹消息发送出去。操作员人工触发的消息主要是指挥控制命令、作战协同命令、人工标绘信息等，操作员依据作战预案，结合实时战场态势进行决策，启动对武器平台的指挥控制，或指挥所间的战术协同。一旦人工触发一个作战活动后，从技术上就启动了一个消息处理流程，该处理流程将依据时序生成一系列的消息或消息串，这些消息由应用软件自动生成并发送，或由操作员确认后发送。

数据链消息中的数据元素并不都是由人工填写的，恰恰相反，多数是自动填写并发送的。主要分为以下种类：

1）系统初始化数据，该数据是在系统运行初始化时自动读取或人工输入，并驻留在系统数据文件中，在消息发送时由应用软件自动获取并填写。

2）系统自动填写数据，该数据主要来自于系统数据库、数据文件或传感器探测（如空中平台的升空状态、油量、弹药挂点状态、机载设备状态等），在消息发送时由应用软件自动填写。

3）基于接收到的数据链消息进行填写的数据，也就是说，在收到某数据链消息时，根据消息处理要求进行填写。

4）操作员或指挥员填写的数据，这类数据由操作员借助人机交互界面中的图表或对话框进行填写。

5）由数据链终端设备填写的数据。

6）在消息生成时，应用软件缺省自动填写的数据。

以Link 16使用的空中精确定位与识别消息（J2.2消息）为例说明，消息具体定义参见文献［10］。当空中平台为承担指挥控制任务的预警机时，初始字中部分数据元素的填写规则如表1所示。

表1 数据链消息填写举例

3.2 数据链消息的发送控制

在消息发送控制方面，主要涉及数据链消息的消息优先级、冗余发送、周期发送、网络参与组等。

1）消息优先级。在消息排队时，需要根据消息优先级发送消息，如威胁警报、紧急情况、作战指令等消息要比普通的航迹数据、状态数据的优先级高，应优先发送。

2）冗余发送。是指为了增加消息的接收概率，按指定的时间间隔多次发送（每隔一定的时间就发送一次）指定的消息。在整个冗余发送期间信息应保持不变，而当发送平台变更报告的数据时，应停止失效数据的冗余发送。

3）周期发送。消息以特定的时间间隔，连续发送，以便提供周期更新。如空中航迹数据，需要根据雷达扫描周期进行周期发送，以保持对航迹的连续监视。

4）网络参与组。每个平台在作战过程中，不一定需要收发所有类型的消息，而是只需处理特定类型的消息。为此，通过建立网络参与组，使消息在指定的参与组内发送。如，所有具有目标监视能力的平台使用监视网络参与组报告空中、水面、水下或陆地航迹信息；指控系统使用空中控制参与组实现对作战飞机的控制。在数据链网络规划阶段，为每个参与组预先分配发送时隙，每类消息都在指定的时隙内发送。数据链网内成员应实时监视消息发送状态，当超出消息的发送容量，出现排队等待时应及时进行调整。例如，在网络规划阶段，为一个探测平台分配了发送100批航迹的时隙容量，但是，该平台探测的目标达到了150批，出现航迹无法正常报告的情况，此时应向指挥员告警，同时进行辅助分析，提出解决方案，可以通过设置发送过滤器限制航迹的报告数量，或者建议进行动态时隙调整，增加监视网络参与组的时隙数量。

3.3 数据链消息的接收处理

接收到一条数据链消息后，应根据相应的接收规则进行处理，主要包括去重处理、合法性判断、应答处理、处理分支选择等。

1）去重处理。当接收到冗余发送的数据链消息时，应首先进行消息的去重处理，防止出现信息重复处理或命令重复执行。去重处理通常使用前向去重法，即后收到的消息与之前收到的同类消息比较，如果完全一致就将该消息丢掉。

2）合法性判断。需要根据消息中数据元素的填写情况，确定消息是否有效。例如，规定一个数据元素必须填写一个有效的数据项，那么，当收到的数据取值为“无报告”、“未定义”、“不用”或“非法”时，判断该消息为无效消息而不需要进行后续处理，当该消息需要应答时，应做“不能处理”应答。

3）应答处理。对于寻址类消息，需要根据消息的应答处理规定进行应答。应答主要分为机器应答、不能处理应答和执行情况应答三类。其中，机器应答由数据链端机设备实现，用于确认消息成功发送到接收端。不能处理应答由应用系统自动产生，操作员不必知道接收到该消息，如消息合法性判断中产生的不能处理应答。执行情况应答是由操作员人工生成或应用软件根据消息处理情况生成的应答，反映了对消息的处理状态，主要是同意执行、已经执行和不能执行等。

4）处理分支选择。消息标准定义的数据链消息往往具有多种用途，其使用是根据消息中的关键数据元素的取值进行区分。应用系统收到一条消息后，应该根据消息处理规则确定处理分支，设置处理标签，由分发软件根据处理标签触发相应的应用处理软件进行处理，值得注意的是，一条具体的消息有可能需要多个应用处理软件进行处理，应防止出现消息处理不完备的情况。

3.4 数据链消息应用处理

数据链消息将作战信息数据化，通过对数据链消息的应用处理，使得作战信息能够在作战体系内有序流动，指令信息流在作战体系中按照指挥关系纵向流动，协同信息流按照协同关系在指挥机构和要素间横向流动，战场态势信息流按照作战和指挥需求在作战体系内有序、全向流动。数据链消息标准对每类消息都规定了处理规则。每个平台进行数据链消息处理时都应严格按照处理规则进行处理，确保作战平台对战术行动的响应一致，使得态势共享、战术协同、指挥控制等作战行动能够按照作战流程完整顺利的执行下去。

这里以Link 16数据链中的精确定位与识别（PPLI）数据与雷达监视数据综合处理为例进行说明。

1）作战飞机在起飞初始阶段未加入数据链网络，此时，执行预警监视任务的预警机发现作战飞机，按照分布式航迹处理原则进行处理，分配航迹号，如航迹号为AA001（有关航迹号的分配规则请参见文献［10］），承担报告职责，即周期报告表示作战飞机的空中航迹消息。

2）一段时间后，作战飞机开启数据链端机，加入数据链网络，周期发送空中PPLI消息（假定作战飞机的地址编号为11005）；当前承担报告职责的预警机在收到编号为11005的PPLI消息后，与航迹号为AA001的航迹进行相关，确定为同一个航迹，预警机停止报告该航迹，并使用PPLI消息数据表示该航迹。

3）根据作战需要，作战飞机任务执行阶段转为静默状态，并在最后报告的PPLI消息中将网络参与状态设为无线电静默，随后停止报告PPLI消息。这时，如果预警机仍然能够监视到作战飞机，应根据分布式航迹处理原则，继续承担作战飞机的报告职责，并使用空中航迹消息周期报告，这种情况下不需重新分配航迹号，而是使用作战飞机的地址编号11005作为航迹号，另外，空中航迹消息中的PPLI指示符字段应设为1，表示该消息中的航迹号、身份（航迹身份为我方）、平台任务、平台类型等是从先前的PPLI消息中接收到的。

4）作战飞机根据作战任务将数据链端机重新转为活动后，发送空中PPLI消息，这时预警机应按照步骤2）进行处理，停止报告表示作战飞机的空中航迹消息。

4 结语

数据链消息处理是数据链集成应用的关键环节，各类作战系统和平台必须按照数据链消息标准和交换协议进行处理，实现数据链消息与作战活动的紧密对应，才能提升基于数据链的体系作战能力。在数据链消息标准制定方面，应紧贴基于信息系统的体系作战需求，从作战指挥流程、信息交互矩阵、逻辑数据模型等角度对联合作战信息交换需求进行规范化描述，确定数据链消息的数据元素组成、收发规则和处理协议，使数据链消息能满足信息交换时效性、准确性和完整性要求。在数据链战术消息处理方面，需要优化消息处理流程，提高数据链消息的自动化处理程度，通过快速、高效的消息交换，将作战体系中所有预警探测、指挥控制、精确打击与支援保障等系统组合在一起，使各作战要素发挥出最大效能，协调一致地完成作战任务。

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