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第十五节 指挥控制技术
添加者:佚名点击数:添加时间:2013-09-07 10:04:37

指挥信息系统功能的发挥离不开指挥控制技术。指挥控制技术是军事信息技术中发展最为活跃、应用十分广泛的一个分支体系。建设信息化军队,满足打赢信息化战争的要求,必须持续不断地大力推动指挥控制技术的发展。

    一、指挥控制技术概述

    指挥控制技术,是在军队指挥系统应用的,便于指挥员和指挥机关对所属部队的作战和其他行动的指挥,实现快速和优化处理的一系列信息技术的统称。它以电子计算机技术为核心,是集侦察、监视、情报、指挥、控制、通信等于一体的综合技术体系。

    ()指挥控制技术的产生及发展

    军队指挥控制技术的内涵,随着科学技术进步和作战需求的变化而逐步扩展,其称谓也随之不断变化。自从出现军队后,大同小异的各种类型的C1(指挥)体制就诞生了。这种下级服从上级、将军指挥士兵的指挥体制延续至今已达数千年,其应用的指挥技术手段包括简易信号、有线通信、无线通信等传统技术手段。20世纪50年代,随着军事装备的现代化、自动化,军兵种数量大增,作战距离、作战范围持续增大,部队机动能力也大大提高,军事指挥领域引入了控制一词,应用了控制技术,出现了C2(指挥与控制)系统。20世纪60年代,随着远程武器特别是战略导弹和战略轰炸机的大量装备,通信手段在C2系统中的作用日益完善、影响日益重要,于是又加上通信,形成C3(指挥、控制、通信)系统。20世纪70年代,美国首次把情报作为指挥自动化不可缺少的因素,出现了C3I(指挥、控制、通信、情报)系统,并在较长时期内成为指挥系统自动化的代名词。20世纪80年代末,由于计算机技术在指挥信息系统中的地位作用日益增强,又加上计算机,变成C4I(指挥、控制、通信、计算机、情报)系统。20世纪90年代中期,美国根据海湾战争的经验,进一步认识到掌握战场态势的重要性,提出战场感知的概念,即利用各种侦察监视技术手段,全面了解战区的地理环境、地形特点、气象情况,实时掌握敌我友三方兵力部署和武器系统配置情况及其动向,为作战行动提供可靠的依据。C4I技术体系的内涵又进一步扩大,新融入了监视与侦察,变成了C4ISR。进入新的世纪,随着军队信息化水平的不断提高,C4ISR与武器平台、弹药等作战系统的融合不断加深,同时信息系统的对抗手段也不断增多,使C4ISR系统不仅仅是保障性的指挥控制手段,而且逐渐具有杀伤进攻的作战能力,因此,C4ISR系统又将新增杀伤手段,从而变成了C4KISR系统。指挥控制技术体系又增添了新的成员。

    ()指挥控制技术组成和分类

    在功能上,指挥信息系统大体由信息获取、信息处理、信息传输和综合控制四个分系统构成。因此,对应上述功能,指挥控制技术可分为:信息获取技术、信息处理技术、信息传输技术和综合控制技术。

    信息获取技术,是遍布陆、海、空、天的各种侦察与监视平台以及其搭载的雷达、夜视、光电和声纳等各种类型传感器的应用技术。

    信息处理技术,是借助输入输出设备和计算机系统对获取的各种情报信息进行整理综合、有效管理和及时更新的技术方法和手段。

  信息传输技术,是保证信息通过各种信道、交换设备和通信终端实现迅速、准确、保密和不间断传输的技术措施。

    综合控制技术,是确保对各作战单元进行精确控制,确保指挥员意图实现的技术措施,包括精确计算、作战模拟、决策支持和实时控制。这是指挥信息系统的核心技术。

    在指挥、控制、计算机和通信(C4)系统中,其主体是计算机技术和通信技术。此外,由于指挥信息系统向一体化方向发展的趋势越来越明显,使得综合集成技术和体系结构技术成为新的技术生长点。因此,对指挥控制技术的研究,主要围绕计算机技术、现代通信技术、系统综合集成技术和网络系统技术展开。

二、指挥控制技术现状及发展趋势

()计算机技术

    电子计算机的发明是20世纪最辉煌的科学成果之一,使人类在继化学能、物理能之后,又找到了信息能。计算机从它诞生之日起就应用于军事领域,而且计算机技术的开发与进步往往始于军事应用的需求。

    在军队指挥信息系统中,计算机主要的应用是信息处理,计算机技术的核心是信息处理技术。从作战指挥控制的角度来说,信息处理技术渗透到信息流程的大多数环节。在信息传输中采用的信息编码、加密技术;在信息存储时采用了压缩、索引技术;利用复制、镜像技术,实现信息共享;利用变换、选切技术,实现信息显示;信息安全技术中也大量采用了信息处理技术。

    计算机的信息处理功能在指挥信息系统中的应用包括:一是军用文电处理,为各级领导机关、部队提供及时、可靠、安全和保密的信息,实现信息处理的自动化和规范化;二是军用图形处理,即利用计算机处理图上的作战态势信息;三是建立军用数据库系统;四是作战仿真,是实兵演习、沙盘作业、图上作业等传统手段的补充和发展,是用量化手段研究对抗双方或多方军事冲突过程的有效方法;五是人工智能和专家系统。

    ()现代通信技术

    1.现代通信技术的现状

    计算机技术在通信领域的广泛应用,使得数字通信、网络通信成为现代通信技术飞速发展的重要支柱。数字通信与模拟通信相比,具有以下显著特点:一是抗干扰能力强。数字通信系统传输的是01二元信号,传输的脉冲波形只有两种状态。在接收端对每一个传输码元进行判决时,只要采样时刻的噪声绝对值与判决电平相比不超过某一个门限就不会形成误判,而且采用一些技术措施,可以具有检错和纠错能力,抗干扰能力更强。二是可实现远距离通信。模拟通信由于难以将信号与噪声完全分离,在放大过程中,信号和噪声一同被放大,难以进行多级传输。数字通信在进行判别后,即能恢复原始信号信息,因此,无论经过几级放大和传输,也不会产生过多的噪声,从而实现远距离通信。三是能适应各种通信业务。电话、电报、图像和数据等各种信息都可以转换为数字信号进行传输,所以数字通信能适应各种业务通信。四是保密性能强。数字通信可以方便地进行复杂的密码排列,使敌方难以进行解密等,而模拟通信就难以实现复杂的加密。

    现代网络使通信技术发生了革命性的变化。网络通信具有三点优势:一是可以满足多业务通信传输的需要;二是可以传输多媒体信息;三是实现信息传递的宽带和高速化。由于网络通信的发展,自动交换技术、光纤通信技术、卫星通信技术等新的通信技术得到了长足的发展和应用,构成了一个多种手段、立体化的通信网络。这些网络在军事上的应用,使军事通信发生了深刻的变化,军事战略通信网、指挥自动化通信系统、战略战术通信网和军民结合的卫星通信网联成一个整体;使战场瞬息万变的态势可实时传输,供指挥员进行决策。使远程精确打击成为可能,毁伤效能大幅度提高;使作战效果得到及时反馈,作战节奏大大加快,彻底地改变了现代战争的面貌。现代通信技术的快速发展集中体现在:程控数字交换技术是现代通信的基础,微波通信技术扩大了通信容量,光纤通信技术增强了实时通信能力;卫星通信技术实现了全球通信;移动通信技术解决了“动中通”难题。

    2.现代通信技术的发展趋势

    一是采用军用ATM技术,提高战场适应能力。包括抗毁性ATM技术、军用ATM分布式交换技术以及网络抗毁自治愈技术。作为军用通信系统,必须在遭到损坏时,现有的资源能够继续运行,因此必须研究军用ATM分布式交换技术,提高ATM的抗毁性。以提高系统的安全性。采用链路重叠和网络拓扑结构可以加强网络的抗毁能力,但被毁后的网络快速愈合重组也是一项关键性的技术难题。由于作战使用的机动性,战场环境的电磁干扰严重,无线ATM的误码率要比光纤严重得多,必须动态地应用前向纠错(FEC)编码技术和在数据链路层采用自动请求重发(ARQ)协议,以提高无线ATM在战场环境下的可靠性。

    二是开发军用IP技术,增强网络通信能力。当前的IP协议的技术标准都不支持路由器的移动性,而军用IP技术可以支持网络主干的移动,这就大大提高了军用网络系统的机动能力。军用网络的信息资源十分丰富,信息的时效性要求很高,处理能力要求很强,但工作环境却异常恶劣。因此,能够对网络各种复杂的信道资源、路由资源、频率资源、地理信息资源等进行有效的调配和利用,是军用网络管理技术必须解决的问题。

    三是采用新的通信技术,提高抗干扰通信能力。研制多频带、多模式、数字可编程无线电台和大容量干线无线电台,采用综合抗干扰技术,利用无线组网,实现高机动性部队之间高可靠性、大容量的通信保障。

    ()系统综合集成技术

    系统综合集成,是指使一个整体的各部分能够彼此有机地协调工作,以发挥整体效益,达到整体优化的方法。集成不仅强调将各个系统物理地集合在一起,更强调这些系统在逻辑上的联系。系统综合集成技术是对多种系统和技术进行裁剪,恰当合理地选择相关技术和策略,最佳地选择和配置各种软件和硬件资源,以构成满足用户需求的,整体性能最优的各类集成技术的统称。

    1.系统综合集成技术的内容

    系统运行环境集成。它是将不同的硬件设备、操作系统、网络系统、数据库系统、开发工具和其他系统支撑软件集成为一个应用系统,形成高效、协调的应用平台,使得系统中的每一个用户都可以共享软件及硬件资源。信息集成。从信息资源管理出发,进行全系统的数据总体规划、分布分析与应用分析,统一规划设计数据库,使不同部门、不同专业、不同层次的人员,在信息资源方面达到高度的共享。

    应用功能的集成。利用各种技术手段,在运行环境和信息集成的基础上,建立一个满足用户功能需求的完整系统。

    人员和组织集成。系统最终是为人员及其组织服务的,同时系统也是由人来控制的。通过对人员和组织的协调,使之适合集成后的系统,包括协同分工、友好的人机界面、智能化、自动化系统等。

    集成的各个方面内容是有机的整体,信息集成是系统综合集成的核心,应用功能集成直接影响系统的效率和质量,系统运行环境集成决定了系统的技术水平和运行效率,人与组织的集成是系统效能发挥的关键。

    2.系统综合集成技术的发展趋势

    系统综合集成需要重点解决的技术问题主要包括:软硬件平台集成、技术分系统集成、接口设计等。

    软硬件平台集成,就是将不同的硬件平台、软件平台、开发工具以及有关系统支持软件等集成为一个协调运行的应用平台,用户可以共享系统软件及硬件资源。集成的结果要满足五个统一:统一的通信接口、统一的编程接口、统一的最终用户接口、统一的系统管理和服务、统一的信息格式和数据格式,同时,还应具备抗干扰和信息安全保密的要求。

    技术分系统的集成,是将各要素的共性应用软件,按照功能要求进行分工,落实每个子系统的研制开发单位,并定义有关接口,以确保系统间的协调工作。

    接口设计,是指挥信息系统综合集成的技术基础。只有具备了统一的接口,才可以进行统一的、标准的和互联互通的设计。系统综合集成是一个循序渐进的过程,是长期的技术工作,随着技术的发展,需要不断地进行更新和重新设计。

    3.系统综合集成技术的应用

    通过各种综合集成技术,进行综合设计、综合整体集成、综合高效运用、综合技术嵌入和综合扩充更新,建立一个结构最优、自适应、高性能、高度抗毁与生存能力强的实时互操作的大系统。在战场上,实现武器、信息、战法的集成,实现火力、机动、防护、探测定位与跟踪、精确打击的集成;在武器装备上,实现平台、武器、信息化系统和支援保障系统的集成;在作战空间上,实现陆、海、空、天、电、信息的集成;在体制上,实现人员、武器、军事理论以及作战条令的集成。

    ()网络系统技术

    网络系统技术的发展与运用,已经在军事领域内引起了一场深刻的革命。网络系统技术正处于快速发展之中,其发展现状和趋势集中体现在以下几个方面:

    1.信息网络技术

    信息网络技术的主体是先进的软件技术、通信技术和计算机技术,以及支持主体技术的微电子技术、激光技术、自动控制技术、空间技术、高清晰度成像和显示技术等。它已成为现代军事技术的核心与主体技术。信息网络技术是自20世纪60年代末以来逐渐发展起来的,是最具先进性、应用性的一门综合性的技术。信息网络是由若干台独立计算机和其他数据终端设备在特定的硬件和软件支撑下,通过通信线路互联构成的系统。在计算机及其软件得以高度开发、多媒体技术有了迅速发展的今天,网络技术可以将各作战单元、各级各类指挥中心,在电磁干扰环境下与快速运动中形成全国、全军自动化指挥信息网络;各级各类指挥中心、各作战单元之间可互联、互通、互操作、互工作,实现数据、信息资源共享。

    2.平台网络一体化系统技术

    平台网络一体化系统技术,是通过将平台及平台上的所有信息设备进行一体化系统设计,既使平台的作战效能达到最佳,也可获得最好的实效,从而满足未来作战环境的需要。通过采用多功能通用标准电子模块和具有多频谱传感器实时数据融合能力的计算机,不仅将多种信息战功能集于一身,真正实现雷达告警、导弹发射和攻击告警、信息支援、信息干扰及规避、协同一体化,而且与平台上其他信息设备综合为一体,达成信息共享。由于网络技术的发展,高技术作战平台的这种网络联通和信息融合能力越来越强。比如,现在的遥控飞行器自身就携带有侦察、跟踪、瞄准装置和弹药,侦察发现目标后,通过平台单元内的信息协同,就能够很快将目标摧毁;侦察机的雷达发现100200千米距离上的目标后,数秒钟之内就能完成信号处理、传输工作,并引导地面兵器准确打击目标;预警卫星能将所捕获到的敌目标信息及时传输给攻击系统,并能引导攻击系统对目标实施及时和准确的攻击,因而具有边发现和边摧毁的能力,等等。自海湾战争以来,美国十分注重发展网络一体化的作战平台,把全球信息感知和全球指挥控制作为联合作战的重要能力之一。

    3.指挥控制系统技术

    未来战争将是体系与体系的对抗,要求指挥控制系统应实现网络状指挥信息结构。即由一系列节点相联结成网络,覆盖整个战场地域,具有横向连通、纵横一体的扁平状外形,克服了树状结构信息传输慢、横向之间难以沟通、指挥灵活性和安全稳定性差的缺点。

    扁平化指挥结构的主要特点包括:一是信息共享。它使更多的作战单元同处于一个信息流动层次,使情报、目标数据和其他数据在各作战单元之间进行分层式分发。二是确保作战指挥通信的稳定和不间断。它缩短了信息流程,当某一分支或节点遭到破坏和干扰时,可利用网络的多路横向信息路径传递指挥控制信息。三是能实施机动指挥。它可不设固定指挥所,利用车载或机载的形式,在作战地域或空域适时机动。四是网络化指挥信息机构可便利地使部分节点设置为假目标,以假乱真,以真示假,诱骗敌人,隐蔽自己企图,实现指挥所的隐蔽伪装。

    三、指挥控制技术的运用

    指挥控制技术在军事领域最直接和最重要的应用结果,就是物化为军队指挥信息系统。所谓军队指挥信息系统,是指以计算机技术为核心,具有指挥控制、情报侦察、预警探测、通信、电子对抗和其他作战信息保障功能的军事信息系统。因此,指挥控制技术的作战运用,通过军队指挥信息系统的功能得以体现。

    ()军队战斗力的倍增器

指挥信息系统可以极大地提高军队的战斗力。战斗力是指军队实施战斗行动和完成战斗任务的能力,主要取决于两方面要素:一个是作战实力(简称兵力),另一个是指挥控制能力(简称用兵能力).战斗力不是誓不罢休、用兵能力两方面要素的简单相加,而是(战斗人员+武器系统)×(指挥谋略+指挥控制系统)的系统之积。因此,要想使兵力和兵器最佳组合,充分发挥它们的作战效能,最大限度地提高军队的战斗力,除了指挥员要有精深的谋略和高超的指挥艺术外,还需要功能强大的指挥信息系统。因为只有借助高效能的指挥信息系统,指挥员才能全面了解战场态势,做出正确的决策,并迅速、准确的加以贯彻执行,实现对部队和武器系统的有效指挥控制。否则,即使有较强的军事实力,在信息化条件下的局部战争中也难以发挥作用。1991年海湾战争爆发时,伊拉克的防空力量并不弱。据有关资料介绍,其空军有4万多人,作战飞机560余架(包括30架先进的米格—2994架“幻影”战斗机),2个防空导弹旅,地空导弹发射装置约730部,防空导弹约3700枚;各种高炮 4000多门,防空武器比较齐全,有些还相当先进。但多国部队在发起大规模空袭前,首先实施高强度的综合电子战,瘫痪了伊军C3I系统,使其作战指挥系统成了“瞎子”、“聋子”和“哑巴”。结果,伊军根本未能组织起有效的防空作战。多国部队以很小的代价赢得了胜利,出动飞机11.4万架次,只损失固定翼飞机47架,真正战损仅39架,战损率为0.34%,远低于3%5%的平均战损率。伊军的教训说明,指挥信息系统对军队战斗力起到倍增或倍减的作用。

(二)军队一体化作战体系的“粘合剂”

指挥信息系统可以将现代军队的各个系统有机地联为一体,充分发挥整体威力。现代战争是诸军兵种一体化联合作战,参战军兵种多,武器平台多,战场分布广,如果没有一个高效率、高度集中统一的指挥信息系统作为军队的神经中枢,那么这支军队只能是一盘散沙,无法发挥应有的效能。因此,指挥信息系统是现代化军队一体化作战体系的“粘合剂”。美军认为,现代战争条件下,没有现代化的指挥信息系统,就等于没有一支军队。20世纪90年代以来,从海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争到伊拉克战争,都充分表明了这一点。阿富汗军队基本上没有指挥信息系统,因此就根本无法与美军直接对抗;南联盟的指挥信息系统是不完整的,因此只能组织有限的防护,也难以与以美国为首的北约军队进行抗衡;伊拉克虽然建立了较为先进的指挥信息系统,但却无法确保其在战时正常工作,或系统运行不稳定、不可靠,或缺少防护手段易遭摧毁,从而不能发挥应有的交通也同样逃脱不了失败的命运。相反,美军则高度重视、并投巨资建设指挥信息系统,在战争中收到了奇效。

()军队指挥控制的重要手段

    指挥信息系统可以大幅度提高联合作战指挥员的指挥能力。首先,它可为联合作战指挥员提供对广阔作战空间的感知能力。指挥员可在远离战场的指挥所里通过显示设备,实时、形象、直观地掌握战场态势和有关情况,了解战场态势所需时间大大缩短。其次,它可增强联合作战指挥员的有效用兵能力。联合作战指挥员可通过战场态势显示屏和通信网络直接指挥作战部队的行动,可对来袭的敌方各种空中目标实现从情报侦察、探测预警、监视捕捉、敌我识别、跟踪制导、电子对抗到命中目标的全程指挥控制,提高各种信息化武器装备的作战效能。再次,它可为联合作战指挥员提供高效的通信保障。由有线载波、微波接力、对流层散射、卫星和激光等通信设备组成的通信网,可保证指挥员对部队实施高效的实时指挥控制。系统的这些功能提高了指挥员协调陆海空三军参战部队的效率,使之保持协调一致的作战节奏。同时,各级参战部队也能更好地适应战场环境的变化,形成对敌绝对优势,不仅能有效、有选择地摧毁敌方目标,成倍提高联合作战能力,而且还能最终保障各军种部队在任何时间和任何地点都能有效地进行联合作战。最后,它能使战略决策层直接感知和控制战术行动。在现代战争中,有可能出现一些战略性战斗行动,超越战役级而直接与战略级发生关系。如美国空袭利比亚、出兵海地等军事行动,规模虽然不大,但事关全局。在处理这种战略性战斗行动时,既要求前线指挥员要直接对战略决策层负责,也要求战略决策层拥有实时掌握战术情况的能力,这一切都离不开指挥控制系统。

    ()打赢信息化条件下局部战争的根本保证

    指挥信息系统是进行信息化条件下局部战争的基础,也是打赢信息化条件下局部战争的根本保证。在信息化条件下的局部战争中,作战力量的指挥控制将更加受制于复杂的战场环境。在包含大量信息化武器装备的数字化、网络化战场上,指挥控制系统能使信息与能量实现最佳结合,既能为战场上所有作战单位提供“无缝”的信息传输能力和互操作能力,又能在任何时间、任何地点,接收实时、融合、逼真的战场图像,准确提供敌人或潜在敌人指挥控制部队的各种信息,可全向发布、响应命令,指挥控制己方部队。另外,指挥控制系统是取得信息优势的必备条件。实施信息战的主要任务是压制、削弱、破坏和摧毁敌方指挥控制系统,同时确保己方指挥控制系统免遭这种攻击,使己方的信息收集、处理、传输和利用等不受影响,建立起信息优势。为此,敌对双方可能采取的战法主要有网络战、病毒战、干扰欺骗、实体摧毁等。这些对抗行动都将主要集中在指挥控制系统上,显然,其性能优劣将决定着信息战的成败。

 

思考题:

    1.什么是指挥控制技术?

    2.指挥控制技术包括哪些类别?

    3.系统综合集成技术的主要内容及发展趋势是什么?

4.指挥控制技术的作战运用主要体现在哪些方面?