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北约在多国反潜战中的远程和自动化水下监视

来源:搜狐军事 作者:知远

  北约各国的海军都了解,在盲然不知的海域搜索潜艇是一项非常困难的工作。不过有时候通过琐碎的努力往往可以解决大问题。目前,猎潜任务一般是由昂贵的大型有人平台担负的,应对众所周知的威胁。今天,北约海军的海上研究和试验中心(CMRE Centre for Maritime Research and Experimentation)(基地设在意大利的拉斯佩齐亚)的合作反潜战(CASW cooperative anti-submarine warfare)计划要通过无人系统网络化的方式来解决濒海水域舰外侦察和监视的问题。

  海上研究和试验中心创建了一种可获取分散情报的无人水下传感器网络,可对濒海海域活动的潜艇目标进行持久的监视。这个网络复杂多样且灵活性很强。

  海上研究和试验中心的合作反潜战项目主管凯文•莱佩奇(Kevin LePage)说:“提高分布式的移动传感器网络的自动化水平,可以减少操作人员面临的危险,可以更持续地执行任务,同时也可以降低费用。”合作反潜战是一个融合了多种科学和技术的发展计划,主要开发可以进行局部传感器处理的分布式传感能力、自动化多静力平台的行为组合、自动化识别、水下声学通信和网络、交互性和决策支援工具等。

  水下无人系统在进行搜索的时候是不能和其它无人系统或者岸上单位进行通信的。这些无人系统必须要能够和舰载系统一样进行数据的处理,能够确定哪些信息是利害信息需要共享,而哪些不是重要信息需要剔除;要能够协调合作,开展总体效力高的团队行动。

  但这里面也有非常大的挑战。目前,无人系统技术已经比较成熟,各国海军面临的挑战已经是如何实现无人系统行为的智能化。让某种系统实现自动化是一回事,使其实现智能化则是另一回事;无人系统必须要了解该做什么。

  自动化传感器组合需要有适当的控制力和智能,以阻止反常行为的出现。无人系统研究部门开发出的多种技术已经用于反潜战领域的运用和评估。北约正在与研究部门就多机构系统和分布式传感器网络进行合作,以充分利用相关领域取得的技术进步成果。

  莱佩奇说:“作为在西西里东部爱奥尼亚海(Ionian Sea)举行的‘骄傲的鳐鱼(Proud Manta)’演习的一个部分,我们使用海上研究和试验中心的分布式多假设跟踪器和我们称为NEMO的通信组合,验证了水下无人潜航器的舰上处理能力,包括信息融合的能力。网络中的每个传感器节点,不管是在水下无人潜航器上,无论是拖曳的或者是静止在水中的,都可以独立进行探测、识别和跟踪。那么我们就可以进行水下的信息传输,每个节点都可以与其合作者共享信息。”

  反潜战传感

  海上研究和试验中心使用CMRE共有濒海互操作网络技术/下一代自动化系统(Generic Littoral Interoperable Network Technology/Next Generation Autonomous Systems)被动和主动声呐验证装备进行一次多静力的濒海反潜战验证活动。“骄傲的鳐鱼”是北约最大的多国海军联合反潜战演习。2月23日至3月6日北约10个国家海军的潜艇、水面作战舰、无人系统、海上巡逻机和直升机参与了此次演习。北约的研究船“联盟”号部署了2艘“海洋探险家(Ocean Explorer)”无人水下潜航器,验证无人水下潜航器的舰外多静力反潜战概念。

  2艘无人水下潜航器拖曳着一个30米长的由海上研究和试验中心研制的声呐阵列,在无人水下潜航器上进行数据的处理。无人水下潜航器的通信、运算和平台控制功能是由任务导向作战组合间歇性程序(Mission Oriented Operating Suite Interval Programming)负责的。该系统是使用实际“目标”进行试验的,那就是希腊海军的“尼雷斯(Nirefs)”号潜艇,以及由“联盟”号部署的1部回音转发器。

  莱佩奇说:“‘骄傲的鳐鱼’反潜战演习期间,我们部署无人水下潜航器的时间长达8个小时,速度在2至3节之间,以探测‘联盟’号部署的声呐产生的场回音,以及一种被称为MEMUS的舰外声呐来源产生的回音(这些就表示可部署的多静力声呐)。我们的目标是尽量让‘联盟’号避免受到潜艇的监视。潜艇正在试图找到我们,我们则试图找到这艘潜艇。”

  通信问题

  由于物理环境、带宽限制以及于易于中断等原因,水下系统间的通信是非常复杂且多变的。因此这些系统必须足够智能化才可以,它们必须要知道该做什么。

  北约负责通信和网络化的项目主管约翰•波特(John Potter)说:“从通信的角度来看,最大的挑战在于在网络中建立合理的通信秩序,以让不同的节点了解何时适合进行传输。”

  海上研究和试验中心负责工程的副主管罗伯•比恩说:“我们拥有的并不是一个固定的网络,这个网络中有许多移动的资产,其范围处于不断变化、闭合交错的状态,路线也是在不断变化之中。如果不能与某个节点直接进行通信,我们就需要通信中继,所有必须要了解哪个节点适合进行中继,了解这个节点在哪里。不仅如此,适合调整和变化的对话节点可能是快速变化的。如果在某个时候有人希望进行通信,它必须要进行分割作业,安排适当的通道来处理。”

  与水面舰船有效进行通信的一种方式是使用浮在水面的关口浮标,这种浮标可以发挥中继功能,将从水下接收的声学信息通过无线电传给舰船、飞机或者卫星。

  莱佩奇说:“关口浮标可以打开几何结构,这样我们可以实现由舰船到关口的电磁通信,通过关口的声学通信,我们的通信距离可以达到7公里。”

  当不同的节点相互间进行通信时,他们必须要相互兼容的装备,而且要有标准办法,换句话说,要使用相同的语言,这需要标准,而海上研究和试验中心正在着力开发水下通信方面的北约标准。

  Janus是还处于开发阶段的第一种数字化水下编码标准,目标是实现水下通信的全球互用。波特说:“Janus是打开关口的通向罗马之路。我们之所以称其为Janus,因为语言打开了两个领域间、两个不同的作战样式的入口,借此它们可以相互交流。所谓‘janitor’就是保有建筑钥匙的人,它来自Janus,是控制所有的门的人。”

  波特说:“他常常被描述成双面的,因为这个词语在现代语言中有贬损之义,所以多少会带来一些误解。但是在古代语言中,这个词指的是寻找两条路,所有前辈是找了一个好词来进行描述的。Janus提供了一种传送和接收信息的手段。”

  波特说:“它主要是一种物理编码入口,一种可以使多种硬件得以兼容的语言,因为它比较简单,并不需要大量的运算量或者存储量。通过这种方式,一旦这种标准被采用,许多现有的通信系统都会相互兼容。”

  Janus以一种简单化的水下数字发送信息,可以用来通过公共格式与水下资产联络,提示某个资产的存以减少冲突,允许各个节点发现并推动一系列资产自我组织成一个完善的网络。

  波特说:“这对北约很重要,因为它为北约不同国家的多种多样的系统间的相互兼容提供了支持。目前还没有水下数字化通信标准存在,不同制造商的调制解调器之间并不能相互通信。”

  根据波特的说法,海上研究和试验中心正在测试和改进一种物理入口标准,这是将信息编码成声音的简单方式,正因为它足够简单,目前许多制造商的调制解调器都可以实现相对简单的兼容,这样就具备了使用基本公共标准的通信能力。

  波特表示,最终北约可以发展和部署由大量小型、长续航力、成本低廉的无人系统组成的秘密网络,这种网络可以部署到战略性的位置,对敌军的潜艇进行探测、识别、跟踪,必要的时候可以引导进行攻击。

  他说:“北约并不是每个国家都能提供驱逐舰的,但是大部分国家的海军是可以提供小型无人系统。如果你需要不同的国家贡献出多种自动化平台,无人水下潜航器就意味着一种相对较低的参与门槛。如果这些系统可以相互操作,部署它们的时候就有很强的灵活性。”

  比恩说:“海上研究和试验中心工作的目标,是为所有的北约国家创造价值。反潜战在传统上都需要像舰船、潜艇和飞机这样的大平台。通过合作反潜战这样的计划,即使是小国也可以利用我们所学习和开发的成果,以与载具或者分布式水下监视网络的其它部分参与其中。” 知远/陈传明

mil.sohu.com true 搜狐军事 http://mil.sohu.com/20131210/n391559875.shtml report 3748 北约各国的海军都了解,在盲然不知的海域搜索潜艇是一项非常困难的工作。不过有时候通过琐碎的努力往往可以解决大问题。目前,猎潜任务一般是由昂贵的大型有人平台担负的,
(责任编辑:黄添翼)

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