fbcb2系统综合应用研究

fbcb2系统综合应用研究

地面及外来兵马“21世纪陆军指挥官和旅以下的作战指挥系统”（fbcb2）是一个基于战术互联网的新战场指挥系统。这是美国在20世纪80年代提出的一项计划。经过几年的评估和论证，于1993年开始开发，2001年开始配备部队进行实战应用，并进行了初步作战试验。此前，军队向6000多个基地部署了系统。FBCB2可将GPS数据、卫星及空中侦察机获取的信息、地面部队以及美中央情报局等机构的信息进行融合,向旅及旅以下部队直到单兵级提供动中实时和近实时的作战指挥信息和态势感知信息,能使战场上的官兵以三维方式实时观察战场的地形和态势。该系统能向战场中处于任何位置的友军提供语音和电子邮件数据,并随时更新,还可帮助参战部队识别敌军及友军,尽可能地防止友军间的误伤,提高打击敌军的效率。地面作战人员可以不携带指南针、地图和电台,在该系统终端的帮助下与己方部队保持联系并深入战区打击敌人。FBCB2是卫星通信、卫星导航、卫星遥感等航天系统与地面及空中通信系统、图像获取系统集成的一体化系统,是天、空、地系统综合应用的典范。FBCB2第一次实现了营、连级指挥官能够在地面机动车辆上制定作战计划、确定补给路线、下达任务、估计武器射程、跟踪友军及敌军的行动。FBCB2是陆军作战指挥系统(ABCS)的重要组成部分,它有助于形成贯穿整个战场空间的无缝作战指挥信息流,并能与外部指挥控制和传感器系统(如陆军的战术指挥控制系统(ATCCS))互通,最终形成战场空间数字化、旅及旅以下战术部队纵向和横向的集成。FBCB2系统的外形如下页图1所示,下页图2是嵌入武器平台的FBCB2系统,第3页图3是FBCB2系统的显示终端,图中显示了战场上的态势,图中图标能随着态势的变化移动。1hpcb2系统的概论和设备配置1.1hpcb2系统介绍1.1.1bb2软件环境FBCB2由嵌入硬件设备以及系统硬件、软件和数据库组成,主要包括以下部分:①嵌入硬件设备(用于将FBCB2嵌入坦克、车辆等);②FBCB2软件,在结构上与国防信息基础结构公共操作环境(DIICOE)一致并兼容;③导航定位及报告系统,如全球定位系统(GPS)或嵌入式定位/导航设备;④与地面通信系统及卫星通信系统的接口设备,与卫星通信的接口主要用于远距离或崎岖地带的通信;⑤战场作战识别系统。1.1.2部队使用能力从功能上讲,FBCB2支持对战术级部队的作战指挥任务,主要提供以下能力:①为指挥员、参谋和士兵提供态势感知;②共享战场空间公共图像;③图表显示,同时显示敌军和我军部队的位置;④目标识别;⑤与主平台的通信/电子接口。1.1.3fb2系统的主要功能FBCB2的主要特点是:近实时、定位精确、图标移动全自动、可嵌入各种武器平台。1.1.4军兵种可协同机动FBCB2的作战效益:扩大作战区域、缩短定位时间、使各军兵种可在夜间及恶劣气象条件下协同机动、降低了决策的不确定性、减少误伤、提高杀伤力。1.2部队使用fbcb22001年,FBCB2系统开始装备到美陆军第4步兵师(美军第一个数字化师),仅该师就需要7500台FBCB2V4型计算机。阿富汗战争开始后,FBCB2的研制和生产工作全面提速,不到半年时间,FBCB2的制造厂家诺思罗普·格鲁曼公司就向美军交付了约1500套可投入实战的系统,把其中的一部分装备在阿富汗的第82空降师等部队,在阿富汗的美军使用的是能与卫星连接的FBCB2。伊拉克战争期间,美陆军总共拥有约8000套FBCB2系统。除美军在伊拉克的地面主力部队第3步兵师、第4步兵师外,参战的其他陆军部队都装备了FBCB2。海军陆战队也装备少量的FBCB2,主要用来使陆军在战斗中能识别陆战队,以免发生误伤事故。美国还为每支师级规模的多国联军部队提供了约50套FBCB2,并负责培训工作。由于英国是派出了实质性地面部队的唯一国家,因此,英军有3个旅都获得了该系统。第4步兵师的FBCB2使用战术互联网进行通信,与其它部队装备的FBCB2系统稍有不同。战术互联网由陆军3个主要的战术通信系统,即由改进型单信道地面与机载无线电系统(SINCGARS-SIP)、增强型定位报告系统(EPLRS-VHSIC)和移动用户设备互联而成,包括无线电、通信卫星、移动电话、光缆和交换设施。战术互联网能够实现战术级用户间的无缝连接,提供语音、数据、图像和实时视频传输,支持文电、网络管理和安全以及电子邮件业务,可快速、准确地将战地情报和指示传递给每个作战单元,它能提供无线动中通能力,但须依靠中继设备才能进行超视距通信。陆军的其他部队目前还未普遍部署战术互联网,因此,陆军为他们的FBCB2配备了工作在L频段的卫星链路,使其具有超视距通信能力,为此在伊拉克建立了一整套卫星通信基础设施,使信息能从装有FBCB2的平台传给通信卫星,再传给多哈兵营的美军作战中心。在伊拉克,FBCB2除装备坦克、战车和直升机等平台外,通常还配备到连长一级。2缺乏专业人员FBCB2系统使在伊拉克的美军拥有了前所未有的导航能力、识别跟踪能力和通信能力。它在战争中的表现,使其在战后备受关注,各部队对其作战应用情况进行了全面的分析和总结。2.1hpcb2作战应用2.1.1卫星回输指挥中心GPS收集的定位信息及用户提供的数据通过一颗L频段卫星发送到指挥中心的数据融合中心,经融合后的信息通过卫星回传给网络上所有的指挥官。当能见度不够时,系统能够使飞机和地面车辆穿越浓雾、灰尘和沙尘暴或在夜间行使。2.1.2冲突阶段的误伤性事件在伊战中,许多作战车都配有电子地址识别器,可通过GPS卫星不断更新具体方位,加密处理后的数据由无线电通信装置传送给各作战车辆,通过频繁交换频率来防止敌军截取信号,所有这些步骤可自动完成。由于FBCB2能跟踪友军(蓝军)的位置,因此,美军把它部署到了伊拉克,以减少误伤。在海湾战争中,联军的误伤率曾高达25%,其中61%是地面部队对地面部队的误伤。2002年在阿富汗又发生美军F-16战斗机误伤3名加拿大士兵的事故,误伤成为困扰美军的一个严重问题。在伊拉克,美军使用了好几种新的敌我识别装置,如战斗识别面板(CIP)等,但误伤事故仍未能根绝。2003年3月23日,美军“爱国者”导弹在科威特和伊拉克边境击落一架英军“旋风”式战斗机,英军2名飞行员遇难。这是伊拉克战争中联军的首次误伤事故。紧接着美军一架F-16战斗机击中了陆军“爱国者”的雷达系统,而一架A-10飞机攻击了英军的装甲车队。尽管这些事故大部分涉及空军,但美军战斗识别特种计划办公室的官员们认为,最麻烦的战斗识别是在地面部队之间。在这种情况下,具有跟踪蓝军能力的FBCB2自然会受到军方领导的青睐。据称,在伊拉克战争中,FBCB2果然不负众望,凡安装了该系统的部队迄今还未发生过误伤事故。2.1.3指挥调度的显示伊战之前,军事作战必须依靠指挥官使用无线电台在其指挥位置上反复呼叫来实施,而伊战中使用的FBCB2综合使用了应答器、C4I、战斗管理系统、显示双方态势的显示屏,指挥官在屏幕上移动图标便能识别己方部队,指挥官还可以“点击”一个蓝色光标与它代表的那支蓝军通信,不管这支蓝军是美陆军部队、海军陆战队还是英军部队。士兵通过FBCB2也可以沿指挥链把收集到的情报向上反馈给通用作战态势图。驻科威特多哈军营的美军指挥官和五角大楼的将军每天都可以观看到这些态势图,这些态势图是美国防部领导集团计划和指挥攻打伊拉克不可或缺的工具。2.2阿富汗和哈萨克斯坦战争中的问题FBCB2是美国陆军当今信息技术应用的闪亮招牌和代表作,在前不久的阿富汗和伊拉克战争中,初次接受实战检验,得到了一致好评,但也暴露出一些需要完善和改进问题。2.2.1物理特点技术特点虽然FBCB2要进行远距离及跨越崎岖地带通信时,采用的是卫星通信,但向旅以下分队分发态势感知信息时,主要采用的是单信道地面与机载无线电系统和增强型定位报告系统,这两个是采用跳频传输方式的战术无线电系统。美国的对抗部队目前还没有在实战中截获和确定这些系统位置的能力,但一些最新的电子战系统可以跟踪增强型定位报告系统部分跳频频率组,并且通过宽带阻塞干扰技术和同时使用多个干扰系统,对其实施压制或部分中断其传输。敌方部队还能容易地掌握攻击增强型定位报告系统弱点的战术及技术。增强型定位报告系统基站的物理特点是:紧靠着旅战术作战中心并与移动用户设备(MSE)的节点设备布置在一起。这种基战式的、有一定机动能力的通信节点中心很容易被观察到。若能发现MSE通信阵地,肯定就能发现增强型定位报告系统的基站。据此,对抗部队命令所属的师、团侦察分队在作战侦察阶段首先要找到这些通信车辆集中、容易识别的通信阵地,然后在攻防阶段使用精确的远程火炮火力或航空兵火力来消灭这些目标。敌方此举可有效截断我方的信息流动,消除我们对敌方的不对称技术优势。FBCB2的另一个组成部队是单信道地面与机载无线电系统。如果不在作战区域设置空中或地面转发站,这一系统同样也是一种限于视距的、容易被高山阻断通信的系统。采用跳频方式工作时,其通信距离将缩短一半。所以,为了保持较远距离通信并能重新建立联络,操作人员通常要将电台置于单信道的非跳频方式,而此时单信道地面与机载无线电系统的信号就极易被捕捉定位,并易被干扰机阻塞。2.2.2路采用氢氧系统加密技术在伊拉克,大部分美陆军和联军装备的FBCB2使用的是L波段的卫星链路。此链路采用商用加密技术,而不是国家安全局的标准加密技术。陆战队认为,这使该系统不能传输一些保密要求高的指挥控制信息。再者,卫星的带宽有限,其通信信道比原来给FBCB2设计的视距电台窄,在超载情况下,传输速度慢,妨碍了数据的及时刷新。2.2.3fbcb2的通信接口陆战队为了提高和陆军的互通能力,并能被陆军部队识别,也购买了100多套FBCB2系统,FBCB2需通过卫星通信系统或无线通信系统才能与全球指挥控制系统(GCCS)交换数据,而这些通信系统中有的接口还有缺陷,致使FBCB2与GCCS的连接有一定的难度。3美国企业对fbcb2技术的展望美军根据在阿富汗和伊拉克实战中收集的数据,对FBCB2的可靠性做出了评价:尽管其有一定的局限性,但总的来看,无论美国军方还是生产商,对FBCB2的能力给予了肯定,对其发展前景充满了信心,未来可能会在以下方面有所发展。3.1结构体系设计美国国家安全局已于2003年评估并批准了FBCB2的体系结构。负责FBCB2系统中卫星通信部分的厂商也已采取了必要的措施为其提供更多的带宽并保证系统的安全,现已与国家安全局合作,将使系统达到高级保密标准。3.2将液压系统与《创建的新系统》相互交换①美陆军正在多哈兵营的作战中心安装Link16,以便把FBCB2的数据传给装备有机载预警与控制系统(AWACS)的E-3飞机,从而把地面部队和空军的飞机连接起来。②诺斯罗普·格鲁曼公司为了美军及其联军地面部队的车辆具有同样的通信能力。已研制出了一种FBCB2系统的改进型,新系统较以前的系统具有更好的性能,可支持单兵战地通信,满足陆军提出的希望士兵在离开车辆之后也具有更好的通信能力的这一要求,通过它,下车士兵能与车上的FBCB2直接连通,以便在下车作战时仍能获得FBCB2提供的情报,并可通过安装在车辆仪表盘上的10英寸的彩色触摸屏终端,向作战人员提供友军在战场上的蓝色位置信息,以及红色的敌军信息。③由于在伊战中,美海军陆战队配备了“数据自动化通信终端”,所以美陆军和陆战队也在研究如何使FBCB2和“数据自动化通信终端”具备相互交换信息的能力。④美陆军已成功地把FBCB2系统中用于跟踪友军的系统与空军的监视与瞄准系统结合起来,使结合后的新系统具备了跟踪敌军的能力。FBCB2系统能够跟踪友军,却无法跟踪敌军。美空军的E-8C“联合监视与目标攻击雷达系统”飞机只能跟踪地面目标的运动,无法知道这个目标是友方目标还是敌方目标。当两系统结合后,不但具备跟踪识别友军的能力,而且还具备跟踪识别敌军的能力。3.3信息交换的工程交换问题美国的FBCB2和联合战术无线电系统已经与英军“弓箭手”战术通信系统进行了合作,将和英军“弓箭手”计划的管理人员加强接触,可能建立直接的工程交换,以便使两国军用平台能直接共享态势信息、蓝军跟踪信息和文本报文信息。另外,还将在采用哪种网关以及卫星传送的信息能否交换等方面开展研究。美也计划与北约其他盟国加强联系,开展建立互通标准的工作,希望将FBCB2的体系结构作为一个标准加以推广。3.4蓝军跟踪能力的研制由于FB