无人船在海战场电子对抗中的应用研究∗

2020-06-11谢佑波朱

舰船电子工程 2020年3期

宋灿谢佑波朱智

（1.海参某保障大队北京 100036）（2.海军指挥学院南京 210016）

1 引言

随着以信息化、智能化为代表的新技术的快速发展，大大影响了战争的形态和作战指挥方式。未来海战场基于无人船（Unmanned Surface Vehicle:USV）的分布式电子对抗系统或将成为应对“分布式杀伤”的有效途径；水面舰艇是在海战场上重要的作战平台之一，无人舰艇的出现将分担大型有人舰艇的部分作战任务如电子对抗、信息侦察等，降低有人舰艇的任务强度并且提高其抗毁能力，对于水面舰艇编队形成体系作战能力具有重要的意义。因此，开展电子对抗无人船（ECUSV）的应用研究十分重要。本文分析了ECUSV发展现状与优势，针对海战场作战特点，研究了ECUSV的作战应用模式，并给出了未来发展方向。

2 电子对抗无人船（ECUSV）的特点优势

电子对抗无人船（ECUSV）是除具备一般无人船吃水浅、机动灵活、雷达辐射面小、行动隐蔽、电磁噪声低等特点外，在海战场电子对抗作战领域还具备如下优势。

2.1 信息侦察优势

一是侦察距离优势。由于地球曲率限制，海基侦察平台对海电子侦察距离主要在视距范畴，侦察目标范围较小。电子对抗无人船可作为舰载侦察平台，对目标实施抵近侦察，与母舰指挥中心通过卫星、数据链通信手段等建链，将侦察数据回传，大大拓展了海基作战力量的侦察范围。同时，可采用多艘电子对抗无人船协同组网，形成区域覆盖，大大提高海战场态势感知能力。二是平台优势。ECUSV可对目标近距离侦察，通过减小侦察距离来提高检测概率，增强接收信号强度，这种优势一定程度上降低传统的电子侦察设备对检测设备灵敏度要求。比如使用拖曳式探测装备对搜潜行动中，由于新型潜艇辐射噪声较小，要实现远距离搜潜，必需使声纳基阵孔径更大，增加空间处理增益，从而获得较高输出信噪比。采用ECUSV对目标近距离侦察，可使用小孔径基阵。ECUSV可同时装备拖曳式声呐和吊放主动声呐，实现协同探测、信息融合，将大大提高对潜艇的搜索定位能力。

2.2 信息对抗优势

海战场中为应对敌方不同体制的电子信息系统，对舰载电子对抗干扰设备复杂度要求较高：一是要求干扰设备具备对多频段干扰实时干扰，二是要求干扰设备具备多种干扰工作样式。使用ECUSV可对电子对抗目标实施抵近干扰，一方面可以使用较低干扰功率获得较好的干扰效果从而获得理想的干扰增益；此外，现代海战中随着对抗双方电子信息设备的大量使用，水面舰艇面临着日益复杂的电磁环境，电磁兼容问题急需解决。ECUSV将电子干扰功能从母舰分离远离母舰对己方电子设备影响大大降低，可以取得对敌方最佳的干扰效果，同时降低了对己方水面舰艇的雷达、通信、导航等电子设备的自扰。进而实现水面舰艇作战的“侦中通、侦中扰”，获得海战场信息对抗优势。

此外ECUSV的抵近干扰模式对高速跳频电台有较好的干扰效果。跳频电台由于具有较强的抗干扰能力，对其干扰难度较大，已成为电子对抗系统重要的作战目标。而ECUSV可实施抵近侦察干扰，有效降低了跳频电台所具有的传输时延优势。一旦对准其跳频频率，就能产生较好的干扰效果。

2.3 作战持久力优势

随着电池技术的快速发展，ECUSV可通过装备太阳能电池和新型锂电池等方式，大大提高其续航能力，同时又可降低自身电磁辐射，提高隐身能力。战时ECUSV可预置在主要作战海域，对主要作战目标实施长时间侦察。平时根据任务需要ECUSV可快速机动至行动海域，对作战目标实施侦察和干扰，如对在我周边海域进行情报搜集的敌潜艇、无人艇和电子侦察船进行干扰和驱离。与传统电子对抗手段相比，ECUSV有长时间的侦察干扰能力，能够解决海上电子对抗作战持久力差的难题，从而提高海战场制信息权。

3 外军电子对抗无人船（ECUSV）发展现状

美国是研究无人船技术最早的国家，早在二战时期，美军就在无人船上架设了枪炮和导弹，通过远程操控来对敌人进行攻击[1]。在20世纪60年代的越南战争中，美军使用内燃气动力的无人船队通过远程控制来执行扫雷任务。在20世纪90年代后期，美国海军研发了具有防御功能的“Roboski”号喷射性无人船，并于2000年初期开始在无人船上装载侦察监视类传感器，在沿海形成具有战斗力的无人船队[2]。2007年，美国海军海上系统司令部（NAVSEA）所属的濒海水雷战项目执行办公室基于美国海军无人船作战需求和美国国防部2020年关于转变军事结构的发展目标出台了《海军USV总体规划》，该规划阐述了无人船的应用模式：反雷战、反潜战、反水面舰艇战、电子战、特种作战和海上反恐等。世界其它国家如以色列也研制了无人船，世界主要电子对抗无人船发展状况如表1所示。

4 电子对抗无人船（ECUSV）典型运用模式

电子对抗无人船（ECUSV）可单艘或编队执行各类作战任务。通过对ECUSV进行任务、航路规划，提高协同能力，实现对海战场重点区域内目标的电子侦察与干扰，进而提升水面舰艇编队的整体作战效能。ECUSV与水面舰艇协同作战时，可通过对各类信号信息融合实现对重要目标的精确识别与定位，为使用反辐射武器、导弹、鱼雷等对重要目标进行火力打击行动提供目标情报支援。

4.1 单艘ECUSV作战

单艘ECUSV作战主要用于对重点电子目标的跟踪、监视与干扰，其电子对抗载荷组成如图1所示。ECUSV侦察干扰系统主要对行动海区的重点目标信号如导航、电台、数据链、水下目标（如潜艇、航行器）等目标进行侦察与识别，并将获取目标信息传回情报处理中心进行分析融合，进而形成战场通用态势图；可根据作战行动的需要组织电子干扰；ECUSV还可用于对作战海区的电磁频谱进行管理与监视，保证己方作战行动频率的正常使用。总之单艘ECUSV可为海上作战行动中指挥员决策与火力打击提供强大支援。

表1 世界主要电子对抗无人船现状

图1 USV远程侦察干扰系统组成框图

4.2 ECUSV编队协同作战

将多艘ECUSV进行组网配置，协同行动将是ECUSV作战应用的一个重要发展方向。ECUSV组网使用可迅速、精确确定作战海区内电子目标的位置，为对目标实施电子干扰或精确打击提供目标情报支援［5～6］。

一是多艘ECUSV组网侦察。使用多艘ECUSV组网，可大大提高对电子目标辐射源的发现概率，将多ECUSV获取的多源异类和同类传感器的各类目标数据进行融合处理，形成海战场区域实时统一态势图，可用于重点目标跟踪、监视、对抗和火力打击等作战行动。通过ECUSV编队组网实现对重点作战目标的高精度定位［7］，解决海战场目标定位难、辨不清的难题。ECUSV编队组网高精度定位系统主要包括ECUSV单站（3个以上）、测控ECUSV及舰载情报综合处理中心，如图2所示。各ECUSV站通过数据链路与测控无人船相连，利用上行链路接收舰载情报综合处理中心发送的测控指令和侦察指令，并对接收信号数据、导航数据和时标数据统一整理打包，利用宽带下行链路传送至舰载情报综合处理中心。站间存在测距授时链路，可精确实现时间同步。舰载情报综合处理中心将站点回传数据发送至综合控制计算机，实现对信号的侦察、测向、时差估计、时差频差联合估计、定位和系统标校等。舰载情报综合处理中心具有对ECUSV编队的指挥、控制和数据分析处理等功能［8］。

图2 ECUSV编队协同侦察系统构成图

二是多艘ECUSV协同干扰。多艘ECUSV按照预先航迹对作战区域进行协同组网侦察［9～10］，掌握敌整个作战区域内的电磁及水声环境、通信网络组成和战场雷达属性判别，经过舰载指挥中心处理后得到作战区域电磁态势及目标的分布情况；利用网络信息攻击载荷对敌方微波通信链路、数据链系统、导航系统和敌我识别系统实施信息攻击，主要包括对战术数据链的信息欺骗，使敌误判战情；微波通信网实施高效网络攻击，使敌无法通联［11］；对敌重要辐射源目标进行高精度定位，寻找敌方海面大型舰只、潜艇的位置，引导反辐射武器和导弹对其进行火力摧毁，为有人作战开辟安全突防通道。

5 ECUSV发展趋势

未来海战场作战网电空间斗争日趋激烈，为了更好的满足未来海战的需求，ECUSV正呈智能化、一体化和小型化方向发展。

5.1 扰打一体化

ECUSV需具备侦察、干扰一体化与软、硬杀伤一体化的综合作战能力。察扰打一体的ECUSV将具备对重要目标的快速指挥控制、灵敏的侦察干扰和精确的火力打击能力。ECUSV不仅能实现对作战区域内的目标进行侦察干扰，随着精确制导武器的发展，根据作战需要，还可携带一定的硬摧毁武器，对敌方的重要目标实施打击。ECUSV可以应对未来海战精、快、准的要求，将成为未来海上作战中重要的信息化、智能化作战装备。

5.2 水上水下多域一体化

ECUSV可以编入水面舰艇编队，用于获取作战海区各类信息，实现对水声电磁信号的侦察与干扰一体。ECUSV可配备覆盖电磁波和水声波的综合侦察/干扰系统，构建新型水声电磁信号综合处理系统，实现海战场水上水下、多模、多域、多平台的态势感知与信息处理。

5.3 信息化与智能化

目前的无人平台工作方式以远程控制为主，许多战术决策和行动均通过母舰或控制中心的指挥控制系统完成，主要是由人操控，无人平台自身不具有决策能力［12］。随着网络信息技术的快速发展，海战场武器装备的信息化、智能化程度将大大提高。随着人工智能、大数据、物联网和云计算技术的在无人船/机领域的发展及应用，ECUSV将具备自动航行、主动侦察、智能决策、自动干扰智能处理等能力，可极大地提高ECUSV系统的战场适应性和作战效能［13～14］。