美军战术数据链现状与最新发展

精品文档 1欢迎下载 美美军军战战术术数数据据链链现现状状与与最最新新发发展展 1 1 美美军军战战术术数数据据链链的的发发展展现现状状 战术数据链的建设始于 20 世纪 50 年代 首先是装备于 地面防空系统和海军舰艇 之后才逐步应用到飞机上 到 目前为止 已有多种战术数据链问世 大致可分为三类 态态势势感感知知数数据据链链 用于各军兵种多种平台之间交换不同类 型的最新信息 满足多样化任务需求 一般工作在低频 波长较 数据率较低 主要是传输格式化报文信息 包括 Link 4A Link 11 Link 16和 Link 22等 情情报报 监监视视和和侦侦察察 I IS SR R 数据链 数据链 用于传输各种图像情报和信号情报信息 一般工作在高频 波长较短 数据率较高 能实现视频和 高分辨率图像的高速传输 包括通用数据链 CDL 和战 术通用数据链 TCDL 等 专专门门为为完完成成某某一一特特定定作作战战任任务务 如如防防空空导导弹弹 而而设设计计的的功功能能与与信信息息交交换换形形式式较较为为单单一一的的 专专用用数数据据链链 包括 JSTARS 专用的监视与控制数据链 SCDL 和增强型位置定位和报告系统 EPLRS 等 1 1 态态势势感感知知数数据据链链 通用数据链 Link 系列为主实际上 美军将数据链称作 TADIL Link 是北约的叫法 目前应用的 Link 系列数据 链主要有 Link 4 11 16 等 正在研制 Link 22 Link 11 与 Link 16 尤其是 link l6 目前仍占 据数据链的主导地位 在 2010 年以前 美国空军 海军 精品文档 2欢迎下载 及海军陆战队的所有作战飞机都将加装 Link 16 在 联 合战术无线电系统 JTRS 系列产品中也将装有 Link 16 及 Link 11 22 因此 Link 16 用户将会激增 Link 4 是 50 年代末研制的非保密数据链 主要用于海军 对舰载飞机的指挥引导 后来经过 2 次改进 主要产品 是 Link4A 4B 4C 目前装备 Link4 的平台主要有 E 2C E 3 预警机 F 14 F A 18 战斗机 EA 6B ES 3 电子战飞机等 Link 4A 数据链 Link 4A 数据链是一种自动 高速 由计算机控制的通信 系统 采用 TADIL 战术数据链 C 型数据格式 通常把 战术支援飞机与飞机控制单元连接起来进行飞机控制和目 标信息方面的传输 标准传输速率为 600 5000bps Link 4A 系统一般由控制站 受控站终端 系统和传输系统组成 典型的终端系统由特高频无线电台 调制解调器 通信保密设备 数据处理器和用户接口设备 组成 其中 控制站终端和受控站终端都采用半双工方式 进行工作 但控制站终端必须具有全双工通信能力 半双 工信道则完成对联机性能的监视功能 目前 美国海军 空军和海军陆战队都装备了 Link 4A 数据链 一般是供 舰载飞机使用 Link 11 数据链 精品文档 3欢迎下载 Link 11 是 70 年代投入使用的 用于舰船之间 舰船与飞 机之间 舰队与海军陆战队之间 舰队与陆地之间的双向 情报交换 主要产品是 Link 11A B TADIL A B 装备 Link 11 的有美国海军航母 巡洋舰 驱逐舰 两栖战舰 E 2C E 3 预警机 S 3A P 3C 反潜飞机等 美国军用标准 MIL STD 188 203 1 说明了 11 号 链的详细情况 Link 11 数据链是一种自动 高速 计算 机对计算机的通信系统 采用 TADIL A 型数据格式 在具 有 Link 11 功能的各单元 如海上舰艇 飞机和岸上节点之间进行敌情 报告等战术数据的交换 此外 它还可用于协调作战区域 内各个平台的作战行动 Link 11 采用轮询技术 通常由 计算机 通信保密设备 数据终端 高频或特高频无线电 台组成 Link 11 主要采用高频传播 标准传输速率为 1200bps 但在视距范围内可使用特高频频段实现各种作 战平台的互连 标准传输速率为 2400bps Link 11 系统 主要装备于那些能处理并显示作战态势及目标信息的平台 目前 美国及其盟国都装备有该数据链 Link 16 数据链 Link 16 于 80 年代问世 通信容量 抗干扰力和抗毁 性大大提高 应用范围从单一军种扩展为三军通用 Link16 是美国和北约部队广泛采用的一种具有扩频 跳频 抗干扰能力的战术数据链 也是美军用于指挥 控制和情 精品文档 4欢迎下载 报的主要战术数据链 具有通信 导航和敌我识别能力 可提供重要的联合互通能力和态势感知信息 主要装备美 海军战舰 空军战斗机 预警机以及陆军防御系统等 此 数据链是使用最普遍的态势感知数据链 它是一种先进的 通信 导航与识别系统 采用战术数字信息链 TADIL J 型数据 格式 是美军根 据未来作战的需要并充分发挥联合战术信息 分发系统 JTIDS 的能力而研制的 具有快速 机动 无线 多用户等特点 现已成为美国国防部最常用的战术 数据链之一 16 号链支持战斗群各分队之间的综合通信 导航和敌我识别 用于联合战术信息分配系统 战术数据 信息数据链 J 一般用于把参战的部队互连起来 例如 把 海上部队 飞机和岸节点互连起来 它用于交换联合战术 数据 使用具有抗干扰能力的特高频无线电设备 Link 16终端包括联合战术信息分发系统 JTIDS 终端 和多功能信息分发系统 MIDS 两代产品 MIDS 虽是新型终 端 但与 JTRS 以及 软件通信体系结构 SCA 不兼容 因此 美国 JTRS 计划已增加新的波形 如2007 年开始生 产并交付与 JTRS 兼容的 MIDS 终端 其中 机载 Link 16 系统通常由 任务计算机 JTIDS 终端或其后继者 多功能 信息分发系统 MIDS 终端和天线组成 JTIDS MIDS 是 Link 精品文档 5欢迎下载 16 所独有的设施 它除了可以给 Link 16系统提供信息加 密 自动入网以及把加密信息高速分发给需要该信息的用 户的功能之外 还可以将需要中继的信息自动 高速地转 发出去 Link 16 数据链是在 Link 11 数据链的基础上研发的 可以与 Link 11或 Link 4A互操作 标准传输速率为 28 8Kbps 238Kbps Link 16 的核心是时分多址 TDMA 技 术 TDMA 技术能实现数百个用户共享并同时使用一个无线 电网络 而且不会相互干扰 该网络的每个成员都分配有 一个持续数分之一秒的时隙 例如 当战斗机上的终端自 动 定期发送飞机状态信息时 信息被加密并被分割为数 个数据片段 然后这些片段被混合插入所分配的时隙 并 以短脉冲群的方式进行发送 接收终端接收到这些数据片 段后对其重新组合 解码 就可以获取完整 准确的信息 目前 Link 16 已装备在美国 北约和日本等国的多种平台上 Link 22 数据链 Link 22 是北约国家共同开发 用以取代Link 11 的 下一代数据链系统 也称北约改进型Link 11 它是一 种保密 抗干扰的超视距战术通信系统 主要应用于海上 舰队 可在陆地 水上 水下 空中或太空各平台之间 进行电子战数据交换以及指挥控制指令与情报信息传递 精品文档 6欢迎下载 为了在信息格式上与 Link 16 兼容 Link 22 采用了由 Link 16 衍生的信息标准以及 Link16 的结构和协议 Link 22 与 Link 16 一样也是采用 TDMA 技术 在高频和 超高频频段采用跳频模式以提高抗干扰能力 通过情报自 动化网络管理技术提供更好 更优异的性能 按计划 Link 22 将在 2015 年前取代 Link 11 2 ISR 数据链 CDL 是一种全双工 抗干扰的微波通信系统 是一系列 可以互操作的 可供各种特殊应用平台选择使用的数据链 目前主要用于侦察机 无人机等空中平台 通过CDL 平台可将光电 红外 合成孔径雷达等传感器所获取的图 像 视频和信号等信息视距或经由中继超视距传输到地面 控制站或舰艇 CDL 是 20 世纪 90 年代美国国防部为了 满足 ISR 平台实时传输高保真图像信息的需求 实现各 种 ISR 平台的互操作 从而进一步地综合利用各种ISR 资源而发展起来的 CDL 的最大特点是宽频带和通用性 标准数据率可达 10 71 274Mbps 并正在向 548Mbps 迈 进 但是 CDL 适用的是 U2 全球鹰 等大型战略装备 不适用于小型战术平台 随着主要部件可回收 体积较小 的无人机在美军的广泛应用 美国国防部又开发了成本更 低 体积更小的 TCDL TCDL 终端是美国海军构筑网络中 精品文档 7欢迎下载 心环境下先进 ISR 网络的重要装备 能与 CDL 互通 相 互间可以实现近实时地连接与互操作 由于 CDL 终端之间存在互操作问题 美国空军实施 了多平台通用数据链路 MP CDL 计划 MP CDL 具有许 多先进通信能力 包括自动自我修复网络组成 IP 路 径选择 自适应传输功率 自动信号获取和抗干扰等 MP CDL 机载终端能够同时进行视频电信会议 高清晰度 视频 通过互联网协议传送话音到公共交换电话网以及访 问互联网和收发电子邮件等任务 MP CDL 作为一种网络 中心数据链路具有向地面作战人员提供实时运动视频的能 力 二 美军战术数据链的发展趋势 1 机载有源相控阵雷达成为一种新型宽带数据链 美军在利用有源相控阵 AESA 技术方面处于领先 地位 他们期望利用隐身战斗机的隐身特性深入敌方纵深 监视敌人的活动 在回避敌方探测的同时 利用AESA 对正在出现的以及快速运动的敏感目标 做出快速反应 然后将搜索到的情报和目标数据在战场范围内快速 以秒 计 传输 和其他作战平台共享所获取的信息 探测雷达变成通信雷达 成为提供信息的网络平台 是对战场信息采集 存储和分配所进行的一场革命 再加 精品文档 8欢迎下载 上 AESA 雷达的电子干扰功能和定向能武器功能 AESA 不仅真正成为战场上的多面手 而且还将使得隐身战斗机 成为未来战争中的一个网络中心节点 使得飞机平台之间 以及飞机平台和地面指挥员之间的通信发生革命性的变化 目前 美军正在进行雷达通信数据链研究的包括以诺 斯罗普 格鲁门公司为首的 L 3 通信公司和洛克希德 马丁公司小组以及以雷声公司为首的L 3 通信公司和波 音公司小组 根据最新报道 诺斯罗普 格鲁门小组已 经于 2007 年 6 月份成功地进行了 AESA 雷达通信数据链 的首次飞行 试验证明 AESA 雷达无需进行大量的硬件 更改 只需通过软件来控制波形等参数的改变 合成孔径 雷达图像和视频数据流通过诺斯罗普 格鲁门公司的试 验飞机 BAC1 11 的 AESA 雷达就能够以高达 274Mbps 的 数据率传送到 L 3 通信公司的地面站 实现远距离 大 容量 高速度的双向数据通信 而且不影响雷达的正常工 作 而这样的任务用 Link16 机载数据链 是不可能完成 的 有了雷达通信数据链 当远程的情报 监视和侦察飞 机 如 JSTARS 联合监视目标攻击雷达系统 受电波 传播的视线以及地形 地物屏蔽作用的限制 难以发现山 区或谷底等地区敌情时 F 22 和 F 15 等战斗机的 精品文档 9欢迎下载 AESA 雷达就可以把这些区域的敌情图像发送给附近的友 机 后面跟进的攻击机群 地面指挥中心和整个战区网络 这样 不仅延伸了其他作战平台的作战距离和作战指挥人 员的视野 也使得对所关注地区在复杂气象条件下的无间 断监视成为可能 2 数据链终端向联合战术无线电系统转移 战术数据 链技术经过 50 多年的发展 由于技术原因和作战应用 对象的不同 新的战术数据链不断涌现 旧的战术数据链 在一段时间内保留使用 于是就形成了目前的数据链装备 体系有多种战术数据链并存的局面 然而 由于不同的数 据链采取的是不同的报文标准 彼此之间多数无法互联互 通 为了整合这些原来由各军种独立开发的互不兼容的 烟囱式 系统 美军开始发展联合战术无线电系统 JTRS 用一个通用的软件可编程的无线电台系列来 取代美军目前 30 个不同系列 125 种以上不同型号的电 台 目前正在发展的机载 JTRS 终端主要包括 MIDS JTRS 和 AMF JTRS AMF JTRS AMF JTRS 是可提供 2MHz 2GHz 信号的 2 通道无线电 台 设备相对较小 适用的波形包括宽带网络波形 WNW 士兵无线电波形 SRW Link16 和移动用户 目标系统 MUOS WX 通信波形 其中 WNW 是 精品文档 10欢迎下载 AMF JTRS 的关键能力 WNW 是美国国防部为满足军种间 互操作特别为 JTRS 项目开发的 WNW 通过采用基于因特 网协议的网络概念和新型移动网络技术 为AMF JTRS 提供了与因特网类似的能力 包括文本和话音信息的实时 发送和接收 以及声频 视频流的实况传输 地图共享和 网络会议管理等多种能力 视频流的应用使得非传统 ISR 飞机就可以提供 ISR 能力 而基于 IP 的语音也使得 多种飞机可以作为通信中继 克服了视距范围限制 WNW 波形可以实现 JTRS 与其他网络节点的安全 自组织 连接 并将最终实现与全球信息栅格 GIG 的连接 使先进网络服务和信息连接到全球所有作战人员 AMF JTRS 电台适用的平台包括一些小型平台 如捕 食者无人机和黑鹰直升机 同时 AMF JTRS 也计划用于 C 130 KC 135 和 KC 10A 等大型飞机 AMF JTRS 初始 设计评审 2005 年已通过 关键设计评审计划于2007 财 年的第四季度进行 小规模初始制造计划于2010 财年 开始 MIDS JTRS MIDS JTRS 作为下一代的 MIDS 产品 是在 MIDS 小容 量终端基础上发展起来的 4 通道的无线电台 其研制目 的是为了将 MIDS 与 JTRS 及软件通信体系结构 SCA 相兼容 目前的 MIDS 小容量终端只能支持传统的 精品文档 11欢迎下载 Link16 和 Tacan 而 MIDS JTRS 除了有一个专用通道用 来支持 Link16 和 Tacan 以外 还有 3 个 2Mhz 2Ghz 的 可编程通道用来支持多种符合 SCA 的波形 该电台可以 同时操作 WNW Link16 和新型战术瞄准网络 TTNT 波形 TTNT 是一个嵌入到 MIDS JTRS 的高速 宽带 基于 IP 的新型波形 可将空中平台与陆基全球信息栅格节点连接 在一起 并通过采用多层网络管理和自动带宽调节 可确 保将重要的信息实时发送给最需要它的节点 支持时敏任 务 TTNT 经常被认为是下一代的 Link16 但是两者之 间区别甚大 与 Link 16 相比 TTNT 使用 机器对机器 的接口技术 能够在各用户之间以2Mbps 的速率传输 数据 相当于每秒传输 8 张静止图片 而 Link 16 在实 际传输过程中传输单张静止图片就需要20 40 秒的时 间 TTNT 不是一个时隙网络 无需中心网络控制 可以 在飞机进入和离开某区域时自动地进行网络的自我创建和 维护 装备 TTNT 的飞机在飞入作战区域后可以在5 秒 之内接入网络 而 Link 16 需要两天的时间 此外 TTNT 还具有网络语音传输功能及低可探测性和低可截获 特性 不会对现有 Link 16 产生干扰 MIDS JTRS 于 2005 年 8 月完成预先设计评审 于 2006 年 5 月完成关键设计评审 小规模初始制造于 精品文档 12欢迎下载 2007 财年开始 据 JTRS 联合计划办公室 JPEO 介绍 计划安装 MIDS JTRS 电台的飞机包括 F A 18E F MH 60R S B 1 F 15E A 10 和 E 8C 等 3 各种新型网络化机载数据链促进 非传统 ISR 能力的形成 目前传统的 ISR 平台不仅数量有限 而且无法提 供作战所需的包括信息收集 处理 利用和传输在内的所