第31卷第6期指挥控制与仿真V ol.31 No.6 2009年12月 Command Control & Simulation Dec.2009 文章编号：1673-3819(2009)06-0096-04反潜网络在潜、舰、机协同反潜作战中的应用王慎1,2，石章松1，张丕旭1（1.海军工程大学电子工程学院湖北武汉 430033；2.海军91115部队浙江舟山 316000）摘要：针对未来反潜战网络化、协同化的趋势，基于新型通信技术，描述了反潜网络的工作原理及所用通信技术的性能特点。
对信息化海战中的各传统反潜平台，给出了基于反潜网络的典型协同反潜作战模式。
新作战模式表明反潜网络充分利用了反潜平台对目标的观测能力，加强了反潜平台的远距离侦察引导和早期预警，从而实现对远距离目标的引导截击，大大增强了单平台作战的效果。
关键词：反潜网络；协同反潜；作战模式中图分类号：E072 文献标志码：A DOI: 10.3969/j.issn.1673-3819.2009.06.026Application of Anti-Submarine Networks in Cooperative Anti-submarineCombat of Submarine, Warship and AirplaneWANG Shen1,2, SHI Zhang-song1, ZHANG Pi-xu1(1. Electronic Eng. College, Naval Univ. of Engineering, Wuhan 430033;2 Unit 91115 of Navy, Zhoushan 316000 , China )Abstract:Concerning on the trend of anti-submarine combat to network mode and cooperation, the running principle of Anti-Submarine Networks and the performance features of the communication technologies in the network are introduced based on novel communication technologies. Typical cooperative-anti-submarine combat modes based on the network are proposed for the traditional anti-submarine platforms. As a result, the network makes best of the reconnaissance ability of anti-submarine platforms and improves remote-reconnaissance and early-warning. It realizes the remote-interception- guidance and promoted greatly the fight efficiency of single platform.Key words:anti-submarine networks; cooperative anti-submarine; combat mode在信息化战争时代，未来海上军事斗争更加复杂。
一方面，潜艇兵力具有自给力大、突击力和威慑力强的特点，能够长期活动于作战海区，独立或协同其他兵力遂行海上作战任务。
同时，随着潜艇的战术、技术性能的迅速提高，声、磁、红外、雷达“隐形”技术的广泛采用，艇载武器射程的不断增大，潜艇的威胁性日益增强，使得反潜任务难以由单一反潜兵力完成。
另一方面，随着战场信息化的发展，各种新型通信技术的应用，各反潜兵力可通过天基、空中、水面和水下多维多手段获取信息。
通过新型通信技术，将各反潜兵种组成协同反潜网络，成为现代条件下反潜作战的发展趋势。
1 协同反潜网络的工作原理1.1 反潜网络结构在当今先进通信技术支持下，可通过应用极长波深水通信、低截获概率收发通信、水声通信、蓝绿激光对潜通信、卫星通信、水下光纤通信、可收放式通信浮标等新型通信技术，搭建反潜网络，实现多平台协同反潜。
网络组成如图1所示。
收稿日期：2009-04-27修回日期：2009-05-25 作者简介：王慎（1983-），男，河南郑州人，硕士研究生，研究方向为目标定位与跟踪。
石章松（1975-），男，博士，副教授，硕士生导师。
张丕旭（1984-），男，硕士研究生。
通过无人机、卫星等通信中继平台，各协同反潜兵力可在全球范围内实现目标信息交互；反潜直升机、反潜巡逻机、水面舰艇等反潜兵力既可以打击目标，也可作为中继平台，通过数据链与其他平台共享目标信息；潜艇作为水下打击平台，既可通过通信浮标接受其他平台传递的引导信息，也可利用UUV增加探测距离和侦察范围，并使用水声Modem建立水下战场统一态势，实现对目标的协同攻击。
1.2 反潜空间协同利用反潜网络可以实现不同层次平台协同获取目标信息。
不同层次平台由于工作环境不同，其传感器的使用和性能各不相同。
比如，反潜直升机在对潜作战中机动性好，受敌威胁小，但对潜搜索主要是应召搜索，仅当发现可疑目标后才投放声纳浮标。
使用拖曳线列阵声纳的反潜水面舰艇探测距离远，但机动性差，且由于测时误差的存在，求航迹的精度较低、反应时间较慢[1]。
通过反潜网络，可以将装备拖曳线列阵声纳的水面舰艇发现敌潜艇距离远和反潜直升机机动性好、声纳浮标定位准确的优美结合起来。
水面舰艇发现水下可疑目标后，将其方位、估计距离范围传给反潜直升机。
直升机在相应区域布放被动非定向声纳浮标阵后，在浮标阵上空往返飞行，监听声纳浮标发出的信号，一旦发现目标，就补投被动定向浮标或主动浮标，并将目标信息传回仍在监听目标的水面舰艇进行数据融合，从而实现了两种平台在获取信息上的互补与共享。
第6期 指挥控制与仿真 971.3 时间协同多平台使用鱼雷攻击同一个目标时，战术机动占位后与目标的距离一般不同，若能通过发射时间的协同，使多条鱼雷同时到达目标，就能减少鱼雷被规避、诱骗或干扰的机会，增大毁伤目标的概率。
为了达到这一目标，可以通过反潜网络来协调和规划这多条鱼雷的发射时间，确定发射顺序和时间间隔。
当所有平台都进入有利射击阵位域并占领射击阵位后，以距离目标最远的平台开始发射鱼雷的时间作为初始发射时间，其余平台的发射时间按各自与目标距离的远近依次发射。
每个平台将自己的发射时间通过反潜网络通知其余平台，其余平台根据自己距目标的距离和通信延迟确定自己的发射时间。
发射的时间间隔按照与最远距离的差再除以鱼雷航速确定，具体时间间隔公式为i i i v L L t /)(max −=∆，则各平台鱼雷发射的时间为0max 0()/i i i i T T L L v t =+−−。
其中0T 为其余平台收到的距离目标最远的平台开始发射鱼雷的时间，maxL 为最远的平台与目标的距离，iL 为其余平台与目标的距离，i v 为鱼雷搜索阶段航速。
这里采用搜索阶段的航速而不是末制导阶段的航速主要是因为各鱼雷航程之间的差别主要在搜索阶段，末制导段距离较短，航速对时间差影响不大，0i t 为距离目标最远平台与其余平台的通信延迟。
2 协同技术手段分析2.1 通信浮标通信浮标经潜艇发射后，漂浮在海面上，作为潜艇与水面、空基、陆基之间的通信中继。
一方面保持潜艇与水面、空基、陆基之间高速有效的双工通信的畅通，另一方面又可保证潜艇自身的安全和隐蔽，从而大大提升潜艇的作战能力。
借助于综合通信浮标、高速曳航浮标、应急通信浮标、消耗型无线电浮标、潜艇卫星终端浮标等，潜艇可实现与指挥中心的通信。
特别强调的是，现代新型潜艇都配备卫星终端浮标。
潜艇通过浮标天线，向通信卫星定向发射信息，通信卫星再把信息放大转发给地面站、水面舰艇或飞机。
同样，这种浮标也可以接收通信卫星转发来的信息，然后由潜艇计算机进行信息处理。
这种通信方式速度快、容量大、方向性强、保密性能好，敌方难于察觉潜艇的行踪，有利于构建反潜局域网，为协同反潜提供物理平台。
2.2 水声Modem美国圣迭哥LinkQuest 公司制造了一种高速水声调制解调器[2] 。
这种调制解调器速度快、能耗低、可靠性高，提供了很好的水下数据传送途径。
水声Modem 已经被广泛应用于海洋科学探测和综合调查。
水声Modem 采用双向半双工通信方式，有水下机和水上机两种。
水下机由微处理机、水声信号发射机和换能器组成。
微处理机将传感器或测量设备监测到的海洋要素数据进行采集并转换成声脉冲信号，再由水声信号发射机通过水声换能器将数据发出。
水上机由水声换能器、水声信号接收机和一个信号解析系敌潜艇我方潜艇水声Modem 反潜水面舰艇信息流我方潜艇图1 协同反潜网络示意图98王慎，等：反潜网络在潜、舰、机协同反潜作战中的应用第31卷统（微处理机）组成。
在水面水域工作的水声信号接收机通过水声换能器接收到水下机发出的数据信号后，进行放大和处理，接着由信号解析系统（微处理机）进行数据的信号解调和运算处理，最后将水下机传输的数据处理后进行贮存。
水声Modem水上机、水下机间水声通信之所以实现，是因为其实质是一种基于宽带扩频技术的低功耗高可靠性中程水声通信机。
当信噪比太小，不能保证通信质量时，可以采用增加带宽来改善通信质量，从而使近距离水声通信成为可能。
此外，通过微处理机，水下机可以和在水下工作的多种仪器设备联接，既可以自成体系，也可以结合到其他仪器设备中去，使水下仪器设备形成一个数据通信网。
2.3 水下激光通信除了水声通信方式，还有一种蓝绿激光水下通信方式，它有别于水声通信，穿透海水能力强，可实现与下潜400m以上的潜艇通信；工作频率高(1012-1014Hz)、通信频带宽、数据传输能力强、波束宽度窄、方向性好[3-4]；设备轻小，抗截获、抗干扰、抗毁能力强，不受电磁以及核辐射的影响。
利用蓝绿激光进行水下通信拥有比传统通信手段优越得多的潜在特性。
激光对潜通信按激光器载体可分为星载激光通信系统和机载激光通信系统。
星载系统可覆盖全球范围，比较适合对战略导弹核潜艇的通信。
机载系统则对战术潜艇更为有效：装有蓝绿激光接收机的潜艇可在水下大深度接收飞机发射的蓝绿激光信号，而且对潜艇的机动性影响很小。
2.4 水下无人潜航器UUVUUV是美军近年来开发出的智能型水下航行器[5]，具有执行海上侦察、水下搜索和测量、辅助通信/导航等任务的能力。
UUV通常为潜艇搭载，在战场中通过鱼雷发射管自航出管，具有灵敏的前视、侧视声呐，能与母艇进行直接的大流量数据通信。
