城镇作战中电磁频谱管控的思考

城镇作战中电磁频谱管控的思考

城市战争是在复杂的地形上，以建筑物和人口密集为主要特征的相邻自然区域实施的进攻、防御、稳定和支持行动。在全球城市化的背景下，城市规模不断扩大，这是很难阻止的。因此，这场战斗已成为现代战争的重要形式。随着电子技术的迅猛发展和军事变革的不断深入,各种高精尖电子装备被投入到战场上,遍及指挥通信、情报侦察、网电攻防、火力支援、精确投送等多种领域,对战场走势变化影响深远,因此,必须着手开展以城镇作战为研究对象的电磁频谱管控演练,有效规范电子装备用频秩序,科学制定用户频谱使用规则,确保作战进程始终朝着与己方有利的方向发展。1城镇战场电磁环境与频谱使用关系从近几次世界范围内局部战争中得到的作战经验,部队在实施城镇作战时,首先展开网电对抗,使对方的指控网络、通信系统和相关民用设施受到不同程度的影响,与之伴随的还有不间断情报侦察活动,以持续获取其作战部署变化情况等敏感信息,然后通过远程火力打击摧毁城市外围防线,部队突防进入城镇后,多采取单兵或分队形式在每条街道上或每栋建筑物内与敌方展开搏击,如有必要还可采用步坦协同、机降作业或空中精确打击等方式夺点控面,逐个占领重点目标区域,直至控制整个城镇。由此可以看出,城镇战场电磁环境与军用电磁辐射、民用电磁辐射、自然电磁辐射和无源传播因素关系密切,如图1所示。敌我双方在作战过程中产生的军用电磁辐射是城镇战场电磁环境的核心组成部分,涵盖指控系统、侦测系统、电抗系统、通信系统、武器制导系统等作战要素,对战场电磁环境的发展和变化起着决定性作用,具有异常的复杂性和激烈的对抗性,如果频谱管理部门不能统筹协调好所属用频系统间的频谱使用关系,并有效防御敌方对我实施恶意干扰,那么造成的后果将是灾难性的。民用电磁辐射则是城市战场电磁环境的重要组成部分,主要包括作战环境及其周边地域的民用雷达系统、民航导航通信系统、广播电视发射系统、移动通信系统、电气化铁路系统、高压输电线路等,由于其占用了较宽的频率范围,且很多频段属军民共用,给频谱资源应用于军事用途带来不可低估的影响力。自然电磁辐射是非人为因素产生的电磁波辐射,如静电、雷电、地磁场、宇宙辐射和太阳活动引起的电场等,其产生的瞬态电磁脉冲会降低军事电子信息系统和武器系统核心部件的工作性能。无源传播因素涉及电离层、地理状况以及气象条件等,它们自身并不向外辐射电磁波,而是对电磁波的传播产生重要影响。以城镇地理状况为例,高楼大厦和其他高塔建筑会吸收、反射电磁波,工业区及高层建筑也会削弱电波传送的品质及距离,因此,即使在同样的发射条件下,不同的时间和地域都会产生不同的接收效果。2城市军事情报控制的重要性2.1电容分析技术当前,运用于城镇作战的频谱资源日益紧张,各类电磁干扰和对抗空前激烈,实现电磁兼容,改善用频环境,需要通过电磁频谱管控解决。以频率资源调配为例,频谱管理部门需要考虑很多方面的因素,如哪个地域、哪段时间、哪些频率可以在一起组合使用,且抗干扰效果最好;哪些频率使用牵涉到其他重要无线电业务,需要和友邻单位进行频率协同,避免潜在互扰;收到干扰申诉时,如何及时调整频率分配方案,尽力满足绝大多数用户需求等等,这些工作称之为电磁兼容分析。另外,由于作战双方在同一城镇内使用电磁频谱为作战系统服务,所以还必须同时考虑敌方、己方和民用无线电设备综合产生的电磁影响,科学合理制定频率使用计划和电子对抗方案,确保己方用频装备体系所受干扰降至最低。2.2对学科进行科学的电磁频谱管控由于城镇作战行动的指挥与实施是以一体化信息平台为基础,以信息化指控网络为依托,以军兵种或军地联合处置各种突发事件为主要样式,故具有装备数量多、种类全、用频台站密度大、操作程式复杂、战场态势变化节奏快等特点。如果在有限时空范围内使用大量电子装备,且各种电子装备的工作频率相邻很近,就会形成相对紧张的电磁态势,若不加以控制和管理,势必会造成通信干扰、网络拥塞、联络不畅等问题,而信息传递系统运行是否顺畅,将直接影响组织指挥的效果,乃至整个战斗的胜负,因此,只有对战场频率资源实施科学的电磁频谱管控,才能发挥各种电子装备的实际作战性能,例如对用频需求进行优先级划分,可以给高优先级用户分配信道间隔距离较远的频点,并纳入频率保护的范畴,而在频率资源相对紧张的情况下,可采用时分复用或频分复用的复用措施,以及在条件允许的前提下,鼓励用户跨域错开配置同型设备,使用定向天线收发信息,或单独划分若干频段保障设备进行扩/跳频通信等等。2.3电磁资源的有效管控所谓制电磁权,就是在重点频段范围内,跟踪监测敌方的电磁发射以获取情报,并采取对抗手段阻止敌方有效利用电磁频谱,同时利用高效的措施方法保护己方有效地利用同一频谱。夺取制电磁权是两军在共同的战场电磁环境下通过技战术手段进行的一种无形较量,是掌握战场主导权的重要保障。而战场电磁资源的有效管控,则是实现己方电子装备和武器系统有序工作的基本保证,也是夺取制电磁权的基本条件,比如在可用频率远远不能满足军事需求时,可以征调民用频率资源作为补充,并加强对地方无线电业务的管制力度;在出现不明干扰的情况下,具备应急频率资源分配能力和联合干扰排查能力;在遭遇电子战时,应着力提高自我防护、跟踪定位和引导压制的水平;同时,还必须遵循次要业务让主要业务、无规划让有规划、后用让先用、民用让军用的原则等。3在城市战争中，电磁强度控制策略3.1监控设施建设在气候条件和地理特征类似的地区建设城镇作战训练场,从作战规模和投入兵力的角度出发,按比例规划场地面积,参考被关注城镇的建筑风格和现代化程度,综合分析海拔、气象、水文、植被、土壤等因素进行实体环境搭建,并根据需要在特定建筑物内外、主要街道通视区布置监控探头,以便随时掌握作战进程。基于上述场地,构建复杂电磁环境,主要有以下2种方式:加入真实电磁辐射设施,除部队正常配备的电子装备外,可建立地面中继站,安装信号压制模块,架设野战通信网,或充分利用周边民用无线电台站;布置模拟干扰器,按区投放到主要攻防区域,由于模拟干扰器发射信号受功率、时长、频宽等指标限制,可按照作战进度分时分片模仿武器系统和干扰设备产生的电磁信号,也可随机发射。采取红蓝军实兵对抗的方式进行城镇作战演练,利用态势感知系统对复杂电磁环境进行量化评估,可部署频谱监测设备,按照作战阶段对战场电磁环境进行全时监测,掌握电磁态势变化情况,并综合现地裁决员上报的信息,科学评估其对部队作战的影响程度,包括部队组织指挥能力、通信保障水平、火力打击效果、人员装备战损情况等。3.2以频管分工确定使用方案为充分发挥频管部门在城镇作战中的指导性作用,需在作战部队中融入频管力量,如在战地己方实际控制区抵近部署频谱监测分队,作为频谱管理体系末端触角,感知电磁环境变化情况,随时定位查找有害干扰;在信息化保障部队中加强频谱管理分队,对监测分队上报的基础信息进行分析评估,为频谱资源调配提供辅助决策;在后方指挥所设立频管席位,由一名频管参谋参与值班,接收频管分队给出的辅助决策信息,制定战场频谱管理计划和实施方案,为首长机关定下作战决心提供重要依据。其中,频管分队和监测分队均包含固定、机动2种类型。图2显示的是城镇作战中实施电磁频谱管控的基本流程。在作战准备阶段,监测分队检测己方所属用频装备,确保其能正常工作,并将设备频谱特征信息入库,同时对战场实际控制区展开前期电磁环境监测;频管分队接收电磁环境监测数据,分析频谱资源使用情况;频管参谋收集己方用频需求,结合频谱资源使用情况进行用频筹划,包括制定用频计划和管制方案,部署频管网系,并针对作战过程中,可能涉及的友邻部队用频,做好频率协同,避免用频冲突。另外,在战场频管力量薄弱的区域,可征用地方无线电管理力量作为补充。在作战实施阶段,监测分队继续开展战场电磁环境监测,并保存监测数据;频管分队对前后收集的监测结果进行数据比对,检查有无异常信号出现,如发现异常信号,则上报频管参谋;频管参谋在收到用户干扰申诉或异常信号报告后,向频管分队下达信号分析指令,在确定干扰非用户自扰后,即指导监测分队进行干扰查处,若干扰位于我方控制区,则由频管参谋协调有关单位及时消除干扰或调整用频计划,若干扰来自敌方控制区,则表明干扰系敌方所为,需协调电抗部门对敌实施电磁压制。在作战结束阶段,由频管参谋具体指导,频管分队和监测分队组织网系撤收,并做好征用无线电管理力量的复员工作,恢复日常值班值勤。频管参谋收集整理数据资料,形成总结报告,留存备案。3.3发展生物无线数据的应用,强化系统数据合成和综合管理能力一是完善战场频谱监测站补点建设工作,作为频管体系感知外部电磁环境的末端触角,频谱监测站提供的监测数据是否全面真实,对频管部门准确做出各种决策至关重要,但在实际情况中,因为监测站无法快速抵近关注地域展开工作,导致受扰方蒙受巨大损失的例子比比皆是,所以,有必要继续加大战略要冲城镇周边地域的台站建设工作,包括小型宽带数字监测站的增速扩展部署,以及升空平台无线电监测系统的实战化应用等,并在现行数据传输体制的基础上,向国内大型移动运营商申请可靠无线数据接入服务,实现跨区多维快速动态组网,尽快建成空地一体、无缝覆盖的频谱监测网络。二是更新升级频谱管理系统软硬件,频管系统是频管部门完成频谱资源调控的重要工具,是对作战指挥决策的有力支持。放眼未来,要在信息化条件下的城镇作战中始终处于有利位置,就必须继续加大对电磁频谱管理系统的深入研究,大力研发适应各种频率保障需求的软硬件平台,包括战场频谱管理辅助决策系统、频谱信号特征指纹识别系统、频率调配方案效能评估系统等,并积极寻求频管数据报文通用描述方案,不断挖掘系统在时效性、兼容性、可靠性、小型化、网络化等方面的潜力。三是建全联合频谱管控机制,从资源共享、优势互补的角度考虑,进一步深化军民、军兵种频管力量融合,主要体现在能利用民用资源的就不自己铺摊子,能纳入军队总体发展规划的就不另起炉灶,能依托其他兵种频谱保障单位完成的任务就实行区域化联合保障,可定期开展电磁频谱联合管控演练,或诚挚邀请多家单位遂行重大活动频谱保障任务,并在合作细节上敢于破除陈规、创新思维,如通过合署办公、混合编组、共同值班、联合处突等具体环节大胆探索联管新方法,最大程度提高战场电磁频谱管控效率。4频管保障方面存在的问题城镇