论舰艇通信技术的发展

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1、论舰艇通信技术的发展内容提要：舰艇通信技术是现代舰船所必备的。通 信 技 术 成 为 舰 艇 的 耳 目 ，失 去 耳 目 的 海 军 的 没 有 任 何 战 斗 力 的 。 通 信 技 术 在 当 下 的 航 空 母 舰 、 战 列舰 、 巡 洋 舰 主 要 运 用 在 探 测 、 通 信 和 导 航 系 统 方 面 。 在 将 来 的 一 段 时 间 内发展综合业务数字网、高频自适应通信技术、卫星通信技术和对潜通信技术已成为发达国家海军的研究重点。舰艇智能化也将是一个发展的趋势。关键词：发展现状 应用范围 发展方向舰 船 的 发 展 已 经 经 历 了 几 个 世 纪 的 历 程 ， 从

2、中 国 的 艨 艟 巨 舰 到 西 班 牙的 无 敌 舰 队 再 到 美 国 的 航 母 战 斗 群 ， 这 之 间 是 无 可 比 拟 的 鸿 沟 。 现 代 舰 艇的 技 术 复 杂 、 知 识 密 集 ， 集 中 反 映 了 一 个 国 家 的 工 业 水 平 和 科 学 技 术 最 新 成就 。 具 有 坚 固 的 船 体 结 构 、 良 好 的 航 海 性 能 、 较 强 的 生 命 力 ， 以 及 与 其 使 命相 适 应 的 作 战 能 力 或 勤 务 保 障 能 力 。 一 般 由 船 体 结 构 ， 武 器 系 统 ， 动 力 装 置 ，探 测 、 通 信 和 导 航 系 统

3、 ， 船 体 设 备 ， 舰 艇 管 路 系 统 ， 防 护 设 施 ， 以 及 工 作 和生 活 舱 室 ， 油 、 水 、 弹 药 舱 和 器 材 舱 等 构 成 。代 表 现 代 舰 艇 最 有 力 的 标 志 是 通 信 技 术 的 广 泛 应 用 。 舰艇通信技术是指各国海军为保持舰艇之间、舰艇与指挥中心之间的通信畅通而开发和应用的各种技术的总和。通信是现代军事指挥的基本要素，是军队指挥系统的神经。 英国简氏防务周刊2005 年 4 月 20 日报道：法国海军指定舰艇建造局的作战管理系统部负责筹备、部署和保障一个多网络、多战术数据链通信基础结构，用于 4 月 4 日到 14 日的三叉

4、戟 2005多国海上演习。参与演习的有多个国家约 40 艘水面舰和潜艇、13 架飞机以及岸基装备和指挥部。其中包括法国（19 艘舰艇和 9 架飞机） 、德国（8 艘舰艇） 、希腊、意大利（4 艘舰艇） 、西班牙、土耳其、北约(北约常设反应部队第二扫雷组的 3 艘舰艇) ，还有加拿大和美国。 三叉戟 2005演习分为两个阶段，4 月 4 日到 8 日为训练阶段，在法国地中海海岸进行，然后在科西嘉岛和撒丁岛之间进行军事演习。这次演习以北约进行军事行动应对紧急情况为背景。此次演习致力于发展和贯彻海战场的网络中心战能力。这是法国舰艇建造局首次在作战环境中作为一个网络中心系统的操作者。通过法国海军指定舰

5、艇建造局提供的新设备能够用来构建战术数据链单元，管理所有部署的战术数据链网络，并通过卫星链路把信息分发到舰艇上和岸上的指挥中心。例如，法国海军指定舰艇建造局将海上端口控制指挥官 单元节点安装在 索姆号舰队补给船和 儒勒 凡尔纳号保障船上。 DCN 还在戴高乐号航母上安装了卫星通信终端，并负责为位于土伦的高战备部队海上指挥部及位于巴黎-塔韦尼的法国空军联合空作中心提供设备，使参谋长和高级军官可以交换战区的战术态势实时信息。透 过 这 个 报 道 可 以 看 出 西 方 发 达 国 家 在 建 设 高 标 准 海 军 时 对 信 息 技 术 的重 视 ， 这 对 我 国 将 要 建 设 “蓝 水

6、”海 军 的 设 想 有 借 鉴 意 义 。 通 信 技 术 将 成为 舰 艇 的 耳 目 ， 失 去 耳 目 的 海 军 的 没 有 任 何 战 斗 力 的 。 特别是在海上执行作战任务的舰艇，通信联络是至关重要的。可以说，将来战争的成败胜负与该国的信息技术的发展有密切联系。通 信 技 术 在 当 下 的 航 空 母 舰 、 战 列 舰 、 巡 洋 舰 主 要 运 用 在 探 测 、 通 信和 导 航 系 统 方 面 ， 探 测 系 统 有 舰 艇 雷 达 、 声 纳 和 舰 艇 光 电 探 测 设 备 等 。 通 信系 统 有 无 线 电 台 、 视 觉 和 音 响 通 信 设 备 及 舰

7、 内 通 信 设 备 等 。 导 航 系 统 有 磁 罗经 、 陀 螺 罗 经 、 测 深 仪 、 计 程 仪 和 导 航 仪 等 。 舰艇及其编队的通信网络是海上编队指挥、控制、通信和情报系统的重要组成部分，是实现舰艇内外联络的重要渠道。通过舰岸双向通信，战术旗舰指挥中心可以接收岸基舰队指挥中心发来的各种信息，并报告自己的作战态势、作战任务的进展等情况。为适应现代海战中舰艇与外界通信的要求，各国海军普遍使用了大量的外部通信网络，主要的有：战术通信数据链；卫星通信网络；短波通信网络；中、长波及超长波通信网络；极长波通信网络等。航母编队的通信具有典型意义，这里主要描述它的通信应用。 航母通信由外

8、部通信和内部通信组成。内部通信实现舰内各部门间的对讲、会议、通播及广播、告警等话音通信和信号传递，确保对舰载机的安全起飞、返航的指挥控制通信，保证舰长舰桥指挥所、航母指挥控制系统、主飞行控制台、返航信号指挥室工作台等之间的信息交换与通信，并完成视频信息传输及战术数据的传输。当前对航母上的内部通信系统有更高的要求，它应具有高级指挥功能，应能综合该舰上的各种工作，使其成为一个统一的战斗实体，内部通信系统应是许多子网组成的网络。外部通信包括各海上部队使用的近距离通信(它适合战术要求，通信距离在 400 或 500 千米以内)以及岸上节点与战斗群之间的远距离通信(它支持战术或战略通信，根据作战类型，距

9、离从 740 到 11000 千米)。战术部队指挥网为战斗群指挥部门之间进行信息交换服务，使用 HF 和 UHF 频段。 战术部队电传电报网用于特混舰队内各舰船之间一般通信联络及作战信息和行政管理信息的交换，并可把报文传送给舰对岸中继船，此网使用 HF 或 UHF 频段。战术部队广播网受战术指挥官控制的网络，在其指挥下向舰艇发送作战及行政管理信息，此网用 HF 或 UHF 频段。航母上的远程通信主要完成以下任务：情报数据的传输，传感器数据的通报及分发，部队指挥、作战及武器系统控制、行政管理及后勤支援和紧急战情时战场指挥官交换战情信息。远程通信主要使用卫星线路，特别是 UHF 频段FLTSATC

10、OM 舰队卫星线路，航母使用该卫星的通信系统有舰队卫星广播系统、战术指挥官信息交换子系统、战术情报信息交换子系统，公共用户数据信息交换子系统，潜艇卫星信息交换子系统，战术数据信息交换子系统和舰队卫星通信保密话等。另外还有舰对岸备用 HF 线路，仅在紧急情况下才使用该线路传送信息。海湾战争拉开了信息战的帷幕,以信息为核心的舰艇编队的作战环境日益复杂.为适应现代海战的需求,舰艇的通信系统应实现数字化、网络化和智能化。为此，发展综合业务数字网、高频自适应通信技术、卫星通信技术和对潜通信技术已成为发达国家海军的研究重点。通过建立更为先进的网络，能够有效地处理各种通信业务和今后可能出现的更为复杂和多样化

11、的业务，具有高度的交换功能，将成为一种能在世界范围内实现互相兼容、资源共享的通信网络为保证传输信息的质量。发展高频自适应通信技术是实现舰艇通信现代化的重要举措，现已开发和应用的高频自适应通信技术有自适应频率管理和自适应选频、自适应天线、自适应调制解调器、自适应速率调制解调器、自适应编码和自适应干扰对消等技术。舰艇高频通信系统经过上述一系列的改造后，有效地提高了传输信息的质量，且由于在舰载短波通信系统中采用了跳频技术，还避开了敌人的电子侦察和干扰，因此高频通信系统仍将是舰艇广泛应用的通信手段之一。现在很多国家都把卫星通信作为海军通信的主要手段，并大力开发和应用卫星通信系统，其中以美国的卫星通信技

12、术最为先进，应用也最为广泛，它的开发和应用代表着卫星通信技术总的发展趋势。卫星通信具有通信距离远、覆盖范围广、传输质量高等特点，但卫星通信在军事应用中最突出的缺点是星体暴露无遗，容易被摧毁。为此，进一步研究宽带跳频、纠错编码、伪随机编码数字滤波和分组报文交换技术，采用更高的通信频率，研制毫米波卫星通信，研制卫星上的信号处理技术，研制分布式通信控制技术，地址控制方式等新技术是非常有必要的。其次，舰艇智能化也将是一个发展的趋势。船体设备， 例如舵、系船、减摇、海上补给、桅杆等装置和设备，舰载飞机升降机、起飞弹射器、降落拦阻装置、直升机系留装置等特种设备，勤务舰船还装有的与其使命相适应的专用设备都可

13、以有计算机智能控制。舰艇管路系统，例如消防系统，甲板排疏水系统，供水系统，通风、取暖和空气调节系统，弹药舱喷注、灌注系统，冷藏系统，污物、废水排泄和处理系统等，当在一定条件下能自动开启或关闭。防护设施 ，例如防核、防化学、防生物武器系统；消磁装置；减振、降噪、隔音、减少热辐射、减少电磁波和声波反射的隐身技术设施；能自动反馈信息。这是对信息技术的一次严峻考验，但无可置疑，未来的舰船在信息技术的包裹下将迎来一个崭新的时代。4、对潜艇的通信技术 目前，岸基对导弹核潜艇通信主要依靠甚低频段的超长波通信系统。为有效地对水下弹道导弹核潜艇遂行通信、指挥，国外已在开发或应用的对潜通信技术有： （1）战术机载

14、超长波发射系统，超长波的频率范围为 3kHz30kHz（波长100 km10km） 。这种超长波通信是世界各国海军实现对潜艇通信、指挥的主要手段。除了岸基 VLF 对潜广播通信网外，机载 VLF 系统也投入了使用，如美国的 塔卡木 ，它不仅用于对潜中继 VLF 通信，而且已成为美国新的空中指挥中心。 （2）极长波通信系统。虽然战略核潜艇下潜的深度越来越大，但各国的反潜能力也在不断提高，其在水下的安全深度也受到了严重的挑战。于是，潜艇航行于深水中的通信指挥成了一些海军大国十分关注的问题。应运而生的极长波对潜通信和激光对潜通信成为解决战略核潜艇在 30 米以下水域以 30 节高速航行时的对潜通信系

15、统。 极长波（ELW）的波长通常为 10000 km1000 km，常用频段的频率为 45Hz或 75Hz。采用极长波通信远比超长波通信优越得多。首先，极长波在大气中和海水中的衰减均比超长波小得多，约为超长波的 1/10，而且在大气和海水中受核爆炸电磁脉冲的干扰程度也远比超长波小得多。其次，极长波对潜通信系统对水下通信深度比超长波要深很多，因此，潜艇的生存能力比使用超长波通信也强得多。美国海军对极长波通信系统的开发和应用起步早、投资大、发展快，已达到实用化的程度。 极长波对潜通信的另一间接重要作用在于，利用极长波信号通知潜艇的振铃器（Bellringer） ，使潜艇上浮到一定深度处，在那里可放

16、出浮标天线，使天线升高到海面，在此深度下的潜艇可以接收包括卫星通信在内的其它高数据率信号，从而弥补了深海对潜通信的数据传输速率低的问题。 虽然极长波对潜通信系统有许多优点，但是它也存在着十分明显的缺点，它的发射台规模宏大、天线极长、传输数据的速率很低（传输一个 3 字母编码的电文就需要 15 分钟才能收到） 。 除美国之外，俄罗斯、法国、英国等也正在积极开发和装备极低频对潜通信系统，如俄罗斯海军的弹道导弹潜艇和奥斯卡/C 级弹道导弹潜艇都装备有极低频（ELF）接收机及天线，用以接收俄罗斯海军的极长波发射台发送的信息。 （3）卫星转发蓝绿激光对潜艇通信计划。波长为 430530 纳米（nm ）的蓝绿激光穿透海水的能力远比其它波长的激光要强得多，而且进入海水后还发生散射现象，散射光的衰减又是非散射光的三分之一，所以它能较深地穿透海水。人们认识到，可以利用这种海水中的蓝绿光窗口 来实现对潜艇通信。美国海军曾提出用卫星激光散射通信发展计划来取代现在仍有争议的极长波通信发展计划。蓝绿激光卫星转发