美空军武器数据链技术与应用.docx

1、美空军武器数据链技术与应用武器系统 本文2008207231收到,李哲、庞景均系空军工程大学工程学院硕士生,柏鹏、王谦喆分别系空军工程大学教授、讲师美空军武器数据链技术与应用李哲柏鹏王谦喆庞景摘要首先论述了武器数据链的组成与功能,进而介绍了武器数据链在美国空军中的应用现状,并对它的关键技术进行了分析,最后对美国空军武器数据链的发展方向作了说明。关键词武器制导武器数据链美空军发展趋势引言精确制导武器是空军装备发展的重要内容,其发展方向是火力平台与信息平台的高度融合,而武器数据链作为当前制导武器发展的主要方向,是信息化战争中精确打击的重要基础,受到了各国的高度重视,是信息化武器发展的关键技术之一。

2、从空地武器引导数据链到中远程空空导弹数据链,美国空军近年来不断加强武器数据链的发展与应用。作为战斗力的“粘合剂”与“倍增器”,数据链使精确制导武器从制导精度到作战功能都发生了质的飞跃。1武器数据链组成与功能武器数据链一般负责传递目标信息、指控信息和环境信息,实现武器与武器平台(载机、友机,武器与指挥、传感器平台(预警机、地面指挥所、雷达站等,武器与武器之间的链接。使武器具有诸如目标选择与重瞄、战场杀伤效果评估、多弹协同作战等多重作战任务,实现多目标攻击、人在回路和发射后不管等功能。1.1武器数据链系统组成精确制导武器数据链主要包括三个主要子系统:弹载数据链终端(设于弹上的武器控制单元、控制飞机

3、上外挂的数据链吊舱和飞机数据链控制面板(图1。1.2武器数据链功能1.2.1导弹飞行控制战术数据链在精确制导武器中的应用,极大地提高了导弹制导精度和控制距离,可使导弹在发射到击中目标期间,不断接收、处理来自载机或友机的目标信息,调整飞行姿态,依据目标变化和战场态势变化实施导航,提高导弹打击精度和命中目标概率,并可在飞行中更换攻击目标,大大缩短从“传感器到射手”的时间,提高打击时间敏感目标的能力。1.2.2战场协同制导武器通过武器数据链系统,能够实现与武器平台、指控平台、传感器平台的紧密交链,组成数据链作战网络。在制导过程中,导弹可通过载机接收制导指令,也可根据作战需求接受作战网络内其它节点指挥

4、控制(如图2所示。控制节点能够对网络内的导弹进行作战任务的统一分配与指挥,实现多弹协同攻击。网络节点共享导弹回传的自身状态和导弹探测到的目标信息与毁伤评估等,实现武器资源的最优配置。62飞航导弹2009年第1期武器系统 1.2.3数据链网络节点安装有双向数据链的导弹不仅可以接收来自载机和其它战斗机或作战支援飞机(如预警机的目标信息,还可以回传自身状态,并向C4KI SR系统报告目标特征和目标毁伤效果。弹载终端可作为数据链网络中的节点,动态地链接到整个作战网络中,实现武器平台与传感器平台、指挥平台的无缝链接,使战场信息共享,网络系统获得更全面、更完整、更系统的目标信息。武器系统也可通过数据链网络

5、即时获取、处理目标信息,攻击目标,实现“发现即摧毁”。2美空军武器数据链发展现状目前,美国空军不断加强信息化弹药的装备与发展,为航空制导武器加装数据链,提高其打击时间敏感目标、移动目标的能力与战场感知能力。2.1美空军现役空地武器引导数据链美国空军专用武器引导数据链已经发展成熟,并广泛使用,能够实现控制人员对武器的引导与控制,导弹回传自身信息与战场情报,战场协同等功能。目前,美国空军用于航空制导弹药的武器引导数据链主要为AN/ AXQ214、AN/AWW2131,均为双向数据链。AN/AXQ214可装备于美国空军F2111、A27、F215、F216战斗机与B252轰炸机上,与G BU2 15

6、、AG M2130、AXQ214配合作战。该链工作于D波段,主要用于武器控制。AN/AWW213先进数据链应用于各种制导武器系统。装备于A26、F/A218、P23C和S23B飞机上,用于AG M262白星眼、AG M284E防区外对地攻击导弹和AG M2154联合防区外武器等制导发射武器。该链工作在1427MHz1435MHz频段,能够进行指挥、控制和通信功能,实现人在回路功能。2.2空空导弹数据链目前,国外中远距空空导弹一般加装单向数据链,只能实现制导信息的传输。而装备了双向数据链系统的导弹可以在网络的支持下完成中制导,这种作战能力将大大拓展导弹的攻击包线和显著提高载机的生存能力。欧洲的流

7、星导弹与美国A I M2120D先进中距空空导弹是世界上率先加装双向线数据链的空空导弹。双向数据链上行链路用于导弹制导指令的更新,同时支持第三方信息;下行链路用于发送导弹的工作状态和运动状态信息,报告导引头的截获、自动寻的的转换以及可实现的杀伤概率。据称,A I M2120D还能利用地面探测器获取的目标信息,即A I M2120D具有基于战场信息共享网络的作战能力。3关键技术航空武器数据链不同于其它军事通信系统,链路建立时间短,要求数据处理速度快,链路稳定性高,抗干扰性和保密性强,设备质量和体积小。3.1软件无线电技术软件无线电技术,就是在通信系统中,用可编程的数字信号处理器件完成信号的解调和

8、各种处理。导弹数据链弹载终端包括天馈、通信单元、链路控制单元、信息格式化单元、加解密单元等,但航空制导武器弹径一般只有几十厘米,弹内空间非常狭小,同时考虑到导弹战术性能与数据链维护和升级需求,要求弹载终端微型化、轻型化,且便于更新。近年来,随着软件无线电技术的出现和发展,为系统硬件平台的简化提供了有效途径。在弹载终端设计过程中,采用软件无线电技术,尽可能多的用软件方式实现系统功能,减小弹载终端体积。3.2链路抗干扰技术武器数据链的生存能力直接影响导弹的生存能力,其必将成为战争双方电子干扰与侦察的重点。因此,数据链抗干扰性能尤为重要。针对武器数据链路特点,在数据链设计过程中一般采取跳频通信,如美

9、军JTI D S终端的载频在969MHz1206MHz之间的51个频点以756923hop/s的速率跳变,使瞄准式干扰和欺骗式干扰无法有效实施,而压制性干扰虽然能有一定的干扰效果,但实施困难。同时必须采用纠检错能力强、编码效率高的方式进行编码,使编码后的数据具有较高的抗干扰能力,降低数据传输的误码率,提高链路可靠性。由于武器数据链是短时突发通信方式,需采用纠正突发错误能力较强的72飞航导弹2009年第1期 武器系统编码方式,并进一步采取措施提高编码效率。如RS编码纠正突发错误能力较强,将卷积码与RS码级联可获得额外编码增益;对RS码进行交织,将长突发干扰分散为短时或随机干扰,防止出现长时突发差

10、错,超出RS码纠错能力,进一步提高RS码效率。3.3时间统一技术武器数据链要正常工作,必须保证数据链成员之间严格保持同一个时间基准,时间不一致会导致链路建立失败,直接影响数据链的正常使用,同时航空制导弹药滞空时间短,数据链采用跳频通信方式时,对同步建立与保持时间也有严格要求。通过GPS 接收机可进行绝对时间同步,但对于没有加装GPS组件或GPS 不能正常使用的情况下,要兼顾同步时间与同步信息的抗干扰性,应当采用不同方法的组合,如将自同步法与同步字头法进行组合,使系统具有同步信息隐蔽与建立时间短的优点。4美军武器数据链发展方向美军致力于为精确制导武器加装数据链以及对现有武器数据链的改进工作。为保

11、证信息化作战需求,美国空军武器数据链的发展主要有以下几个方面。4.1发展通用武器数据链目前,美国空军在各自的武器上加装的数据链都是典型的专用数据链,使用范围较窄,仅用于提供武器引导,一般用于传输中远距空空导弹中程导引用的弹道修正指令,或防区外武器等空地武器的导引数据,不能与其它数据链兼容,且不能与全球信息栅格(GI G相联。为此,美军正在致力于发展多用途视距/超视距通用数据链及其微型通信硬件设备,如L ink16微型机,将武器平台纳入GI G体系中。4.2武器数据链系统低成本、小型化美军武器数据链技术已经比较成熟,目前正在进行的几项技术项目研制3低成本地面移动标交战系统(AMSTE、战术目标定

12、位网络技术(TT NT和武器数据链网络(WDLA计划,在追求更高的作战效能的基础上,进一步向低成本、小型化发展,以降低武器数据链使用成本。如WDLA的最终目标是能够加装在115kg这类小直径炸弹上。4.3加速构建支撑武器弹药的信息化网络体系美国国防部正在加速推进和实施GI G计划,以改变现有C4KI SR系统无法实现全球连网、无法实现设备兼容等问题。美空军为适应GI G的发展需求,使空军部队能够具有完善的新型网络中心战能力,于21世纪初制定了“指挥控制星座”(“C2星系”方案。作为GI G网络体系的重要组成部分,“C2星座”的目的是能够最终使空军部队具有完善的新型网络中心战的能力。能够对战场上

13、的指挥控制飞机、情报监视侦察飞行器、后勤支援飞机、战略飞机、战术飞机和武器弹药等进行统一的指挥控制,实现空中战场众多作战要素和作战资源的最优配置和最优组合,实现指挥系统和武器系统的无缝链接,从而形成整体综合打击优势,实现一体化联合作战,有效地实施精确打击。5结束语本文对美国空军武器数据链功能与装备情况进行了介绍,并就其关键技术与发展方向进行了探讨。要提高精确打击能力,武器数据链的建设势在必行,关注美军武器数据链建设,并分析其特点,对武器数据链建设有重要借鉴意义。参考文献1孙义明,杨丽萍.信息化战争中的战术数据链.北京:北京邮电大学出版社,20052W illia m J Ebel,W illia m H Tran2ter.The perfor mance of reed2s ol o2mon codes on a bursty2noise chan2nel.I EEE Transacti ons on Com2municati ons,Vol.43,No.2/3/4,February/March/Ap ril19953王树斌.美国空军加速发展和装备信息化弹药.飞航导弹,2007(8:20234冷锋,邹振宁,余志峰.美军数据链及其发展综述.国际电子战,2005(2:33365魏伟波,芮筱亭.精确制导技术研究.火力与指挥控制,2006(2:58.82飞航导弹2009年第1期