美国海军指挥控制系统研究

杨建涛

(中国电子科技集团公司第二十八研究所,南京 210007)

0 引 言

海军是海上作战行动的主体力量，担负着保卫国家海上安全、领海主权和维护海权的任务。现代战争形态发生了变化，联合作战已成为信息化条件下的基本战争形态，而指挥信息系统成为联合作战的重要支撑。本文对美海军多年来建设的指挥控制系统(简称指控系统)作了研究、梳理。美军经过长期建设发展，已建立了覆盖全球的指控系统，包括联合指控系统和陆、海、空等各军种的各类指控系统，建立了强大的指挥体系，构建了高效、联合的指控系统，且在近年来爆发的几次局部战争中得到了充分试验。

1 美军指挥体系

美国武装力量的现役部队主要由陆军、海军、海军陆战队、空军和海岸警卫队组成。美军的统帅机构由总统、国家安全委员会、国防部及其所属的参谋长联席会议(简称参联会)和陆、海、空3个军种部以及各联合司令部组成。总统兼任武装部队总司令，掌握最高指挥权。总统通过国防部领导和指挥全军。进攻性战略武器和核武器的使用权集中在总统手中。国家安全委员会是最高决策机构，由总统领导，成员有副总统、国务卿和国防部长。参联会主席、国家情报局长和总统国家安全事务助理为顾问，并列席会议。

美国国防体制是总统和国防部长统一领导下的军事行政和作战指挥双轨制。军事行政系统由总统和国防部长通过国防部长办公厅、军种部(含军种参谋部)统管各军种部队的行政管理、部队建设、战备训练、兵役动员、武器采购、后勤事务等。作战指挥系统由总统和国防部长(国家指挥当局)通过参联会对各联合司令部乃至作战部队实施作战指挥、控制、协调和联合训练与演习，形成“总统和国防部长——军种部长——军种部队”为主线的行政领导链和“总统和国防部长——作战司令部——下属作战部队”为主线的作战指挥链，如图1所示。

图1 美海军作战指挥体系图

美海军指挥体制遵循军政、政令分开的原则。美军海上作战指挥体系主要分为舰队(战役)、编队(战术)、单舰3级，如图2所示。

图2 美海军作战指挥体系图

2 美海军指控系统

2.1 美海军作战力量

美国海军分为海军部队、海军陆战队，都归美国国防部下辖的美国海军部，设立海军作战部长和海军陆战队司令、海岸警卫队司令，并对文人领导的海军部负责。按兵种可分为作战舰艇部队、陆战两栖部队、航空兵部队、海上勤务部队和岸基部队等5个兵种，其中作战舰艇部队、航空兵部队、海上勤务部队和岸基部队隶属海军部队，陆战两栖部队属于海军陆战队。

海军部队的作战部队分成两大舰队群，即太平洋舰队和大西洋舰队，变为6个作战舰队，第2舰队(大西洋)、第3舰队(太平洋)、第4舰队(加勒比海)、第5舰队(印度洋)、第6舰队(地中海)、第7舰队(横须贺)。

2.2 美海军指控系统

美国海军的指控系统按指挥层次分为舰队级指控系统、编队级指控系统与本舰指控系统。舰队级指控系统为岸基系统，负责将来自全球指控系统(GCCS)、海洋监视情报系统、潜艇及其他信息源传输来的信息进行综合，然后将相关区域的海洋监视情报、敌情威胁、环境数据以及各种作战指令发送到海上编队的战术旗舰指挥中心(TFCC)。编队级指控系统装备于海上舰队的指挥舰和航母之上，负责编队指挥、舰载机群的作战协调及各方面作战的协调。[1]本舰指控系统又称为作战管理系统，用于掌握编队海域信息，进行威胁判断和武器分配。上述这些系统都分别安装在美国海军的各级指挥中心内，其组成及相互关系如图3、图4所示。考虑到部分系统已退役或年代久远，以下选取典型系统作介绍。

图3 美国海军作战指挥中心组成及层次示意图

图4 美海军指控系统组成图

2.2.1 海上全球指控系统

GCCS-M是美国海军装备的主要指控系统，是GCCS的海军战术实现系统，也是美海军部队网(FORCEnet)C4ISR战略的重要构件。它为海上、岸上、战术/机动用户提供海战指挥与控制能力，使各级指挥员能够获得近实时的共用态势图，计划、引导和控制部队的战术作战。GCCS-M的服务对象包括海军作战部长、舰队总司令、各编队舰队司令、战术司令部/合成作战指挥官、舰种司令、海战全权负责司令、特遣部队司令、两栖特遣部队司令、登陆部队司令、舰艇指挥官/战术行动官、联合特遣部队指挥官以及其他业务指挥官，如指挥与控制战司令。[6]为了支持联合特遣部队与海军海上作战的需求，GCCS-M与岸基和海基平台上的众多联合作战指控系统及军种专用指控系统实施了集成或接口连接，并不断加强GCCS-M基线能力与武器系统和作战引导系统的集成。这有助于战斗群/特混舰队指挥官及时获得所需信息，提高战斗力。GCCS-M支持各指挥阶层的决策制定，具有多源信息管理、显示、分发、多源数据融合、分析决策工具和部队协同等功能。GCCS-M近实时运作，完成海军的所有任务(如战略威慑、海上控制、兵力投送等)，同时不断更新部队位置及其他态势感知数据，为岸基和海基指挥员提供共用作战图(COP)。GCCS-M的系统视图如图5所示。

图5 GCCS-M系统视图

GCCS-M有4级配置，包括岸基节点以及海上部队、群队、单元等3类节点。

岸基GCCS-M主要部署于海上作战中心(MOC)，主要支持舰队司令的作战需求。它向海上编队、潜艇提供近实时的目标定位数据，并支持海上巡逻机(MPA)的实时作业。

海上部队级GCCS-M为编号舰队司令、战术指挥官/合成作战司令(OTC/CWC)、两栖特遣部队司令(CATF)、登陆部队司令(CLF)提供部队一级的态势感知、指控手段，主要部署于航母、两栖攻击舰、两栖指挥舰等大型水面作战平台。

海上群队级GCCS-M为海上作战群队提供超视距(OTH)战术态势图，同时能够上报本地战术态势图，主要部署于导弹巡洋舰、导弹驱逐舰等平台。

海上单元级GCCS-M主要部署于护卫舰、船坞登陆舰等平台，也主要用以获取岸基、舰队等提供的态势保障，同时上报本平台掌握的态势产品。

2.2.2 海上战术指控(MTC2)

海上战术指控(MTC2)是GCCS-M的后续系统，是一个纯软件项目，将交付战术级指控能力及目前任何联合指控工作所不支持的海上作战级能力。MTC2未来将与“海军战术云(NTC)”项目保持一致，并利用CANES通用计算环境、敏捷核心服务(ACS)、传统的一体化舰载网络系统(ISNS)，以便部署到海军所有岸基和海基指挥层级。MTC2旨在为海军人员和装备提供一套海上应用，作为“应用商店”概念的一部分，提升海军指挥结构的态势感知，改进任务需求规划、执行、监控及评估能力。它将填补海军战术和作战规划、决策与执行的能力缺口。2009年开始，海军研究局与C4I项目执行办公室合作，共同发起一项改进型科技开发倡议——指控快速原型统一体(C2RPC)，为MTC2等项目提供新能力组件，目前已完成了信息系统能力开发文件(IS-CDD)和能力Drop1(C2RPC以Drop形式交付技术成果)需求文件。Drop1中定义的能力在2018年作为MTC2Build1部署。

作为GCCS-M的后续发展，MTC2保留了GCCS-M4.1系统的能力，填补海军战术和作战规划、决策与执行的能力缺口，提高部队任务分配及需求的态势感知、规划、执行、监控和评估能力。

2.2.3 舰队级指控系统

(1) 舰队作战指挥中心系统(NFCC)

舰队指挥中心(NFCC)不仅是美航母打击群舰队级的指控系统，也是美海军战术指控系统的主要岸上组成部分和岸基指挥链的核心节点。美国海军舰队指挥中心对海军全球指控系统、海洋监视信息系统、潜艇及其他信息源传输来的信息进行综合处理和显示，向海军战术旗舰指挥中心提供有关区域信息，如海洋监视报告、威胁摘要、环境数据、任务支援信息、特殊报警信号、特殊战术数据。

NFCC的主要功能包括，(1)一体化作战指挥功能，用于实现战区一体化指挥官的命令和策略，把作战准备、后勤支援、战术级海军以及海军陆战队兵力分配给由一体化指挥官直接指挥的联合部队指挥官，准备、评估、颁布和管理计划、命令及战术决策、评估和预测战术态势，对完成的行动和任务进行再现和评估，此外支持各种指挥支援活动，包括运输计划、搜救行动和平民灾难救助；(2)信息收集及处理功能，为舰队指挥中心提供信息的汇集和分析、判定功能，舰队指挥中心是来自很多信息源的数据和信息的汇集点，通过对大量不同信息源的输入信息进行判定，为岸基司令官进行作战资源分配提供前提信息。

目前，NFCC主要部署在弗吉尼亚州诺福克的大西洋舰队司令部、珍珠港的太平洋舰队司令部、美国华盛顿特区的海军司令部、英国伦敦的美驻欧海军司令部。

(2) 舰队(岸基)反潜作战中心系统

反潜作战中心系统主要用于岸基反潜机、派出的潜艇等反潜作战，融合各作战平台、部署各国重要水道的水下探测系统的情报，进行反潜派出兵力的计划拟制、行动指挥、水下态势融合，并协调航母编队、潜艇的反潜作战行动。

反潜作战指控系统是装备在岸基或海基平台上，通过运用声呐、声呐浮标处理器、反潜战飞机和反潜战火控系统，对水下、海上、水面的反潜战目标进行侦察、防御和打击的信息系统平台。目前，反潜作战指挥系统可以分为岸基和海基两类，其中岸基系统为反潜作战中心(ASWOC)，用于支援岸基P-3反潜战飞机，通过海洋监视信息和其他反潜战飞机送回的数据为基础进行任务计划。海基系统为装备航空母舰上的反潜战模块，其功能与反潜作战中心非常接近，用于在航母上支援舰载S-3飞机作战，并控制航母载反潜直升飞机，向反潜战指挥官提供所需的信息。[2]

ASWOC性能特征：具备快速保密通信能力,ASWOC可直接与声呐监视系统节点直接通信,也可以通过一条专用保密链路与反潜战部队司令、其他ASWOC以及NFCC进行通信。该数字链路以2 400 bit/s的速度进行工作，用于传送数字和图形信息。

2.2.4 编队级指控系统

美国海军“旗舰数据显示系统”(FDDS)是支持战斗群指挥官进行大范围作战的编队级指挥系统。最早的一型于1983年开始装备服役。由美国优利系统公司主承包的第1套增强型系统于1989年在“萨拉托加”号航母上服役，到目前为止已有20多套装备服役使用。FDDS帮助战斗群指挥官计划、指挥和监视大范围海上作战，在两栖作战时FDDS还支持两栖作战。FDDS还可支持编队的对空战指挥官、对海战指挥官、反潜战指挥官以及对陆攻击指挥官等作战。

FDDS通过卫星通信网获得全球“海洋监视信息系统”(OSIS)的支持，保持系统的超视距战术图像。增强型FDDS与联合作战战术系统(JOTS)项目融合。FDDS与JOTS基本采用相同的工作站。JOTS是更完善的FDDS软件的一个子集，在FDDS中采用了一些双屏工作站和相连的打印机。增强型FDDS采用的软件结构支持“数据处理管理器”(DMP)和多台DTCII工作站间的分布式处理，其中DMP负责通信、信息处理和数据相关处理，DTCII实现辅助决策和人机对话。

2.2.5 本舰指控系统

(1) 先进作战指挥系统(ACDS)

美国于1981年开始研制的先进作战指挥系统(ACDS)是一个具有增强能力的战术数据处理和目标指示系统，与Mk14武器指挥系统(WDS)、MARK68和86射击指挥系统、鱼叉舰对舰导弹以及巡洋舰/驱逐舰上的Mk114和Mk116水下火控系统及航母上的Mk23目标捕获系统(TAS)接口连接。ACDS与全分布式的SSDS(舰艇自防御系统)集成，成为美国海军非“宙斯盾”舰的标准作战系统。[3]ACDS的功能包括：

(a) 跟踪自动化。自动航迹相关、电子侦察信息与雷达信息相关、自动多源识别和分类、自动多链路坐标方格定位、本舰和远程截获的电子侦察信息全自动互联和跟踪。

(b) 特混舰队和本舰的互操作能力。通过综合来自舰载传感器和武器、非本系统的信息源、11号数据链、4A数据链、16号链的数据，提供空中、陆地和海上战术图像。

(c) 显示支持。数字地图显示和综合情报数据库；战术态势处理和显示；防空、反舰、反潜战区的决策图；多链路空中截获；自动状态板。

(d) 提供条令控制的武器对目标的实时反应。交战规则的自动实施，特殊目标的威胁评估，自动和半自动武器指令，区域防御作战的半自动舰队指令，全部多链路空中拦截，操作手规定的报警和特殊航迹识别的判定，具有修改交战规则的能力。

(e) 嵌入式模拟虚拟训练。系统研制方正致力于采用VM总线为基础的商用处理器来降低系统的成本、占用空间和重量，并增加容量，使得ACDS-1可用于其他海上、空中和陆上平台，以及陆基战术作战中心、控制和报知中心和训练基地。

(2) 舰艇自防御系统(SSDS)

舰艇自防御系统(SSDS)逐渐集成了ACDS的功能，成为海军舰艇本舰作战系统的核心，将舰艇平台上的所有硬杀伤(导弹系统和快速反应火控系统)和软杀伤(诱骗)武器系统、雷达等传感器综合在一起，实现对反舰巡航导弹的分层防御能力。

1997年10月，“阿希兰”号船坞登陆舰正式成为美国第1艘装备SSDS-Mk1系统的舰艇。1998年底，SSDS计划进行了重新调整，新系统称作SSDS-Mk2型，要实现各部分之间达到比原先更好的配置。SSDS-Mk2保留了Mk1的大部分硬件设备，并配备了更多的传感器，增加了ACDS的部分功能(指挥保障、空中交通管制、战斗数据链管理、电子战以及全系统的目标跟踪、分类和识别)，同时集成了协同作战系统(CEC)，增强了SSDS-Mk1在编队协同作战方面的能力。[4]

SSDS采用嵌入式作战原则，能够对来袭导弹威胁作出综合响应，提供从战术辅助决策到使用软、硬杀伤武器交战等能力，具有目标跟踪与威胁级别判断能力和对反舰导弹的分层防御能力，可使航母和两栖舰能够对付愈加致命的反舰巡航导弹(ASCM)的威胁。

(3) “宙斯盾”作战系统

“宙斯盾”作战系统是一个集传感器、武器系统、计算机、软件和显示系统为一体的综合海上作战系统，装备了“宙斯盾”作战系统的舰船可执行多种任务，如防空、弹道导弹防御、反潜、水上防御、海军对岸水上火力支援及发射战斧巡航导弹打击目标等。经过反导改装的反导型“宙斯盾”舰在新的软件协调下可以反巡航导弹、反弹道导弹甚至反卫星作战。

“宙斯盾”系统由多个分系统组成，其中侧重于作战指挥功能的有指挥决策系统及显示系统。指挥与决策系统是全舰的指控中心，利用Link11、Link14和Link16接收并处理来自舰上和舰外传感器的信息，以及来自AN/SLQ-32电子战系统的数据，并进行目标识别和分类、威胁评估，确定目标优先顺序和分配火力，然后指挥武器控制系统遂行接战，此外也负责协调与控制整个“宙斯盾”作战系统的运作。该系统可完成对空、对海、对潜和反导的作战指挥，并能指挥协调与友舰的协同作战。此外，在“宙斯盾”的作战室内有一套显示系统，由4个大屏幕显示器组成，向指挥官提供综合显示和战术信息。该显示系统目前推行采用与商业规范兼容的开放式架构，正逐步用具备强大运算能力的图形工作站UYQ-70取代原有设备，为未来“宙斯盾”系统迈向全分布式结构提供基础。UYQ-70是美国海军各种下一代舰载平台的标准工作站。迄今为止，“宙斯盾”作战系统已有8种基线型号(即0～7型)。基线7型是目前重点发展的型号。它在能力方面的提升包括集成了CEC和战术弹道导弹防御能力、采用基于COTS硬件的全分布式体系结构、引导探测器、标准3导弹、先进电子战系统、先进的战术支持、舰炮支援、MK50鱼雷等。基线7型又分为Block1和Block2两种，而Block2将能在更多的需求环境中拦截目标，具有完全的CEC能力。[5]

“宙斯盾”作战系统的升级情况总体上是以“基线(Baseline)”形式来呈现，目前已发展到基线9型。随着早期基线版本的老化，美国海军启动了“宙斯盾”现代化(AMOD)计划来为系统升级，具体借助“先进能力建设(ACB)”流程(舰船自防御系统(SSDS)同样采取ACB流程进行更新升级)，通过安装新型作战系统软件，实现巡洋舰和驱逐舰的现代化，以便对抗新威胁，适应不断变化的水上环境。

3 主要启示

3.1 加强顶层设计

着眼海军未来发展战略，美国海军充分认识到加强顶层统一规则的重要性，超前规划，科学设计，在理论创新、装备建设、编制调整和人才培养等各个方面协调一致，同步推进。基于能力需求，建立明晰、一致、灵活的顶层框架，展现体系目标图像和对抗能力，描述能力体系与装备体系、技术体系的映射关系和影响因素，逐步形成指挥信息系统顶层设计能力。

3.2 政、令分离，机制灵活

围绕任务动态组织运用作战力量。行政上由海军作战部负责海军的后勤训、练和装备保障等，作战上由战区司令部统一指挥海军部队，作战部队按照任务编组，按照执行作战、训练、演习和某项特定的任务进行特混编组，形成混合舰队，对联合海上作战部队实施战役、战术指挥，实现基于任务的联合作战指控。

3.3 采取网络化、服务化架构

借助统一的基础架构平台，实现作战能力模块的服务化部署，其他指挥系统能够根据作战任务需要远程调用这些服务，构成面向任务、动态构建的指控能力。

3.4 融入联合

美海上作战力量通过C4I系统实现融入联合。因此，C4I系统的发展规划与国防信息系统体系规划一脉相承，舰载C4I系统的技术体制也与整个国防信息系统体系相一致，并形成了横跨联合、海军以及其他军种的信息共享环境。GCCS-M、DCGS-N是GCCS、DCGS信息系统族的一部分，能够支撑联合作战指挥机构，其他军种指挥机构间的联合指控、联合情报处理等作战活动。

3.5 可持续发展

美海军指挥信息系统无论是从C2到C4ISR系统的发展，还是从“平台为中心”向“网络为中心”的跨代发展过程中，都十分重视系统能力的持续发展，在原有系统功能基础上不断扩充新功能，系统体系能力不断提升。

4 结束语

为巩固其世界军事强国地位、维持领先信息优势，美军建设了大量指挥信息系统，在指挥信息系统建设方面一直处于世界领先位置。本文着重介绍了美军指挥体系、美海军指挥信息系统。在此基础上，分析了美海军指挥信息系统的发展历程、功能组成及部署情况，并着重指出网络化、服务化技术是联合情报信息系统的主要特点。信息技术发展日新月异，大数据、云计算等新技术正在逐步被引入军事领域，构建适应联合作战背景下的作战能力提升需求已成为需面对的新课题。