美国海军“福特”级航母电子信息系统分析

贺文红

(海军装备部，北京100071)

0 引 言

“福特”级航母上的信息系统由舰艇自防御系统(SSDS)、水面舰艇鱼雷防御系统(SSTDS)、航空数据管理与控制系统(ADMACS)、导航数据网络(NDN)、综合舰载网络系统(ISNS)、综合语音网络(IVN)系统、外部卫星通信系统及联合预警与报告网络(JWARN)等组成。

1 舰艇自防御系统(SSDS)

SSDS 是美国海军为航空母舰和两栖舰设计研制的新一代综合作战系统，其目的是对付愈加致命的反舰巡航导弹(ASCM)威胁。SSDS 系统与以前航空母舰和两栖舰上采用的作战系统的显著不同之处是采用开放式、全分布式结构，大量采用商用现成软硬件，通过FDDI 光纤局域网将舰艇上所有硬杀伤(导弹系统和快速反应火控系统)和软杀伤(诱骗)武器系统、传感器系统(雷达、光电/红外)和其他系统(如GCCS－M、CEC 等)集成在一起，加速航空母舰和两栖舰艇从发现反舰巡航导弹到使用武器交战这一过程，使得这些舰艇具备了强大的自卫能力。

由于SSDS 综合了来自多个传感器的探测数据而形成一个合成航迹，增加了对目标的跟踪能力。例如，SSDS 将相关来自各部雷达、电子侦察(ESM)系统以及敌我识别(IFF)系统的目标探测进行综合，形成合成目标航迹，识别目标威胁并给出威胁优先级别，同时加快参加交战的武器分配过程，将向作战人员显示出建议的交战方案，或者以自动方式立即启动武器射击、ECM 发射、假目标布放或它们的某些组合。

在福特级航母上，SSDS MK2与下列设备有接口关系:

双波段雷达组(含VSR 体搜索雷达和SPY－3多功能雷达);红外搜索与跟踪系统(IRST);AN/SLQ－32 电子战系统;导航传感器系统接口(NAVSSI);海上全球指挥与控制系统 (GCCS－M);中心化的敌我识别器(CIFF);协同作战系统(CEC);武器发射系统，包括MK57 改进型海麻雀导弹(ESSM)发射系统、MK31 “拉姆” (RAM)导弹发射系统、MK15 “密集阵”近程武器系统;训练系统及设备，包括作战部队战术训练系统(BFTT)、作战部队电子战训练器(BEWT)、战术作战训练系统(TCTS)。

可以看出，SSDS 作为舰艇上的核心作战管理系统，把舰艇上几乎所有的作战资源都统管起来，为遂行作战提供了更加快速的反应和灵活的作战方案选择。对于一些特殊的、重要的作战需求，在SSDS 系统中，由专门的作战管理系统来执行作战任务，如对于编队协同防空作战，将利用CEC来进行。

SSDS 综合使用硬杀伤武器和电子战设备以摧毁来袭目标，为舰艇提供分层的自动化防御能力，由于采用计算机自动控制，因此缩短了探测、识别、跟踪和压制反舰导弹的时间。

SSDS与系统网络外部获取信息的接口主要有3个:NAVSSI、GCCS-M和 CEC。其 中 SSDS 从NAVSSI 接口获取舰船姿态、位置、航向等信息，供SSDS 中的传感器和武器发射系统使用。GCCS-M为SSDS的一个非常重要的情报支持系统，可在编队、战区和联合部队层次上实现互操作的网络化作战系统体系结构。CEC 通过编队多平台上的雷达传感器信息共享、信息融合，可实现战场统一的态势图，支撑编队联合协同防空作战。

2 水面舰艇鱼雷防御系统(SSTDS)

SSTDS 是为美国航母(或战列舰)提供对抗鱼雷手段的水面舰鱼雷防御系统，目前正在进行开发第3 代系统，包括WSQ－11 鱼雷防御系统和一次性声诱饵。WSQ－11 又包括SLQ－25A “水精”拖曳鱼雷对抗系统，拖曳式探测、分类和定位(DCL)子系统，硬杀伤反鱼雷鱼雷 (ATT)。DCL 子系统包括一部拖曳式主/被动声呐，其中有一个大功率发射源和一个监听接收机，能以自动或半自动模式发射ATT，也可以进行ATT的手动发射。美国不断对SSTD 系统进行升级和改进，2006年2 种独立的DCL 系统已进行海上并肩测试，ATT 正在进行一系列水下测试，将在2015年达到初始作战能力。

AN/SLQ－25 是一个拖曳电声装置，可为水面舰艇提供鱼雷及其他声学目标的被/主动探测、定位和威胁评估，干扰来袭鱼雷的声学传感器并将其诱骗至远离本舰之处。

美国海军在SSTD 计划中，将AN/SLQ－25 升级为AN/SLQ－25A。AN/SLQ－25A 是一个呈流线型的拖曳式电声装置，它通过舰艇尾部的发射孔发射，并由一根拖曳信号传输同轴电缆拖在船尾。它能对来袭鱼雷的威胁和其他声学目标进行探测、识别和定位。并针对来袭鱼雷的不同，可选择干扰声学传感器模式或声诱饵模式工作，诱骗鱼雷远离本舰。

3 航空数据管理与控制系统(ADMACS)

航空数据管理与控制系统(ADMACS)是一种用于跟踪监测飞机和直升机舰上发射/回收的状态、航母飞行甲板上的操作活动等的信息管理系统。该系统与航母空中交通管制中心(CATCC/DAIR)、塔康战术无线电导航系统(TACAN)、联合精确进场与着舰系统(JPALS)、仪表助降系统(ILS)、SPN－46 雷达、改进型菲涅尔光学助降系统(IFLOS)、仪表助降自动雷达跟踪系统(ILARTS)、手动操作光学降落辅助系统(MOVLAS)、MORIAH 等之间均有接口关系。

ADMACS 系统的核心为电子助降系统，包括JPALS、塔康战术导航系统、SPN－46 雷达等;当航母处于电磁静默状态时，主要采用光学助降系统。ADMACS 系统导航数据网络(NDN)联系尤为紧密。由于舰载机在降落过程中要时刻获取航母甲板的姿态数据，保障舰载机降落的安全，ADMACS 中的多个系统和NDN 都有数据接口，如CATCC、SPN－46、IFLOS 等。

4 导航数据网络(NDN)

航母导航数据网络是以舰船惯性导航系统为中心的综合导航系统。它是通过卡尔曼滤波器最佳地利用外部位置信息、速度信息实现重调、修正和阻尼的综合导航系统。航母导航数据网络的作用是保证航母的安全航行、确保飞机的安全起降、对准舰载飞机惯性导航系统，并作为舰载情报信息系统与武器系统的基准信息源。

5 综合舰载网络系统(ISNS)

综合舰载网络系统(ISNS)为美国海军舰艇(包括潜艇)提供可靠、高速的保密和非密的舰载局域网。该网络提供基础网络信息分发服务(BNIDS)、国防信息系统网络(DISN)宽域网(安全与非安全IP 路由网)的接入和体系结构/网络基础设施，保障舰艇内部/海上编队各舰艇、各舰艇指挥官以及舰队司令官之间能够进行实时的信息交换。美国海军认为，该系统是实现2020 联合构想和现有老式系统向IT－21 过渡的关键。

ISNS 分为舰载和岸基两部分，舰上部分又分为保密和非密网两部分。它使用高速无线和有线接线器、路由器、服务器、工作站以及操作系统软件技术，提供保密和非保密应用网络接入应用，能够供舰上部队、舰上设备、舰上指挥官及舰上工作人员使用。ISNS 能够在舰上配置460 多个不同的系统应用，实现异类网络之间的互联互通及紧密同步，主要包括:海军战术指挥保障系统(NTCSS)、海上战区医疗信息计划(TMIP－M)、作战部队电子邮件(BFEM)、战区作战管理核心系统(TBMCS)、损管修理站 (DCRS)、海军标准综合个人系统(NSIPS)、联合任务规划系统(JMPS)、气象数据接收终端 (MDRR)、海军模块化自动通信系统(NAVMACS)、国防报文发送系统(DMS)、自动化数字网络系统(ADNS)、全球广播系统(GBS)、视频信息交换系统(VIXS)、战术战斧式武器控制系统(TTWCS)以及信息安全(INFOSEC)系统，有力地保障美国海军舰载网络、使命和信息应用、无线电/卫星通信以及岸基数据分发结构的全同步和端对端信息传输的能力。

岸基部分的ISNS 系统主要通过海上联合军种地区信息交换系统(CENTRIX)实现了海上不同舰上的多种系统/设备的互联互通。CENTRIX 主要是一种以WEB为基础的、使用政府现成技术(GOTS)和民用现成技术(COTS)的全球网络，可使多国进行信息共享。CENTRIXS－M 支持联盟、同盟和联合互操作能力和信息交换，提供电子邮件、网络服务、协作和以下产品，如全球指挥与控制系统综合成像和情报(GCCS－I3)、通用战役图(COP)和通用情报图(CIP)。此外，它可通过卫星通信实现与同盟/联盟伙伴进行舰对舰和舰对岸WEB 复制、发送电子邮件和谈话的功能。CENTRIXS－M 能够提供舰对岸卫星通信互联网协议路径，作为对现有舰对舰高频电子邮件能力的补充。通过使用网络交换器、路由器、密码设备、服务器、PC 机和商用网络技术，形成网络基础设施。

6 综合语音网络(IVN)

综合语音网络(IVN)是一种集成了多种舰上通信设备的多任务电话和通信系统。IVN 能够用于拨号电话、声力电话、收音机、内通或军用计算机的信息传输。IVN 由电话终端、电话/通信网络和最少可用3 h的电池组组成。IVN 系统是舰载宽带通信的主要形式，包括损管期间下的通信。舰上多数舱室内均装备了一种白天使用的标准拨号电话。其中，紧急电话“211”能中断已连接的电话并自动连接到装有1 台军用计算机的人工值班室处。在船边区域还装有非关键线路电话，当船上电力不足时，这些电话就不能使用。

IVN 系统与舰载空中交通管制通信(SATCC)、HYDRA、战术电台等系统有接口。

SATCC 是美国海军舰载可扩展综合语音通信系统(SIVCS)的最新改进型。该系统包括模块化子系统，含一个可编程综合通信终端(PICT)，主要用于航母内部通信、固定翼和旋转翼飞机的空中交通管制。其基本配置可以通过增加电路卡进行功能扩展以适应与日俱增的通信需求。一个完整的SATCC 包括基本3080 语音转换器、可选宽带数据/视频终端，采用综合业务数字网(ISDN)，与外部分通信系统有数字接口。

AN/SRC－55 是一种低功率380～400 MHz 赫兹的窄带无线内部通信系统。它将现有的、烟囱式的独立设备集成为了一个单一、可靠、高性能的通信系统并作了一定的调整，以适应严格的舰载工作环境。

7 外部通信系统

航母上的外部通信系统大多由机载/卫星通信以及舰载发射/接收终端两部分组成。外部通信系统能确保航母完成各种战术使命时的指挥通信、协同通信和战术数据传输等需要。航母外部通信系统几乎采用了所有的无线电频段和各种工作方式，其频率划分和工作方式均以通信对象、距离和网络的功能不同而定。

“福特”级航母上的外部通信系统主要包括:通用数据链系统 (CDLS)、机载前视红外系统(FLIR)、全球广播服务系统(GBS)、通用数据链管理系统(CDLMS)、自动化数字网络系统(ADNS)、多波段终端(NMT)、联合战术无线电系统(JTRS)、联合战术终端(JTT)、舰艇信号辨析设备(SSEE)、AN/WQC－2A 声呐水下通信系统等。

8 联合预警与报告网络(JWARN)

联合预警与报告网络(JWARN)被设计为标准的核、生、化 (NBC)预警与报告系统，为联合部队提供综合分析和响应能力，将NBC 攻击或意外事件/事故的影响降低到最低。预警与报告网络是该系统的一个关键部分。JWARN与真实探测器/传感器连接并自动获取或传输数据，通过各种NBC 预警技术来对NBC 威胁源数据进行收集、分析、识别、定位并形成报告，通过全球海上指挥与控制系统(GCCS－M)向舰上或战场的指挥官提供分析数据并向战场发送预警信息。JWARN 位于舰上的指控中心，供NBC 防御专家和其他指定人员使用。该系统能够与真实探测器/传感器连接并自动获取或传输数据，为指挥官提供分析数据并向战场发送预警信息。JWARN 能够对获取的NBC 数据进行处理，发布计划和报告并接收特定的NBC信息，使有限的NBC 人力资源工作效率得到提高。

9 结 语

“福特”级航母电子信息系统主要由八大分系统构成，其核心是舰艇子防御系统和鱼雷子防御系统，更加注重航母的子防御能力，同时拥有完善的内外部通信能力和预警系统，使其具备强大的信息共享能力，

［1］美国海军.美国海军规划指南2013［R］.2013.

［2］United States Government Accountability Office.Lead ship testing and reliability shortfalls will limit initial fleet capabilities［R］.2013.

［3］Department of Defense.DEPSECDEF Memo，Defense Acquisition，Attachment 2， Operation of the Defense Acquisition System［R］.2002.