军用战术通信导航系统(2-JTIDS)第6章
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JTIDS信息结构分析作者:李亮,李杰然,张烨来源:《科学之友》2010年第06期摘要:联合战术信息分发系统(Joint Tactical Information Distribution System,简称 JTIDS)是美军先进数据链技术综合应用的集中体现。
本文在对JTIDS系统概况和工作原理进行研究的基础上,详细分析了其时隙及信息结构,对发展我军的数据链有一定的帮助。
关键词:JTIDS;信息结构;时分多址;时隙中图分类号:TN915.02文献标识码:A文章编号:1000-8136(2010)06-0155-021引言联合战术信息分发系统(JTIDS)是美军为适应联合作战,由三军统一研制的集通信、导航、识别等功能于一体的综合系统,是一个大容量、高速度、抗干扰、高保密性的信息分发系统。
它采用时分多址(TDMA)技术。
美海军JTIDS是Program Element 020260N战术数据链的一部分,该网络将机载、舰载和陆基平台的终端用户连接起来,实现信息共享。
JTIDS能在空军和海军平台中传递跟踪目标和武器协调信息,陆军也能产生并传回目标跟踪数据。
JTIDS的目标是为了在战术作战环境中进行抗干扰发布保密数字信息,以快速保密的进行指挥控制信息和敌方战术设备状态参数的交换。
其巨大的战斗力已在海湾战争中得到印证。
2时隙结构在单网络中,JTIDS采用TDMA方式,时隙是它的基本单位,将时间轴划分为128 min的时段,这些时段称为时元或周期,每一时元又分为12 s长的64帧,每一时帧又分为1 536个时隙,每个时隙长7.8125 ms。
因此,JTIDS每个网络中共有98 304个时隙。
网络中的各用户都分有若干时隙,在这些时隙内,把要传送的数据用通播方式输入到公共存取数据流中,其他所有用户都可以持续监视并提取所需信息。
多网结构中,JTIDS在时分基础上,进一步采用网络标识符,以码分多址方式形成多层网络。
第三章军事信息对抗技术第三章军事信息对抗技术第一节通信对抗技术通信对抗技术是指为削弱、破坏敌方无线电通信系统的使用效能并爱护己方无线电通信系统使用效能的正常发挥所采取的各种技术措施的总称。
通信对抗技术的差不多内容包括:无线电通信对抗侦察技术(简称通信对抗侦察技术)、无线电通信干扰技术(简称通信干扰技术)、反通信侦察/抗干扰技术(简称通信防备技术)3部分。
其技术体系如图6-2所示。
一、通信对抗侦察技术(一)概述1、通信对抗侦察通信对抗侦察是指使用通信侦察设备对敌方无线电通信信号进行搜索截获、分析识别、监视跟踪以及测向和定位等,以猎取信息内容、技术参数、工作特点和辐射源位置等情报的活动。
通信侦察是通信对抗的一个重要组成部分,是实施通信对抗的前提和基础。
2、通信对抗侦察的要紧任务通信对抗侦察的要紧任务包括以下3个方面1)侦听侦收使用无线电侦听侦收设备,猎取敌方无线电通信信号技术参数(如工作频率、调制方式)和工作特点(如联络时刻、联络代号)等。
2)测向定位使用无线电侦听侦收设备测定敌方通信信号的来波方位,确定敌方通信电台的地理位置。
3)分析判定通过对敌方通信信号的技术特点参数、工作特点和电台位置参数的分析,查明敌方通信网的组成、指挥关系和通联规律,查明敌方无线电通信设备的类型、数量、部署和变化情形。
从而可进一步判定敌指挥所位置、敌军斗争部署和行动妄图等。
3、通信对抗侦察的特点通信侦察的目标是无线电信号。
这些信号是多种多样的,敌人在进行通信时总是千方百计地期望能顺利进行通信,通信的内容不被对方截获。
而作为侦察者则反之,总是期望能搜索、截获尽量多的敌方通信信号,以便从中分析出多的情报内容,作为干扰或攻击敌人的作战行动的情报依据。
在这种侦察与反侦察的对立斗争中,使得通信对抗侦察有如下特点:1)信号频段宽、数量多通信侦察需要覆盖无线电通信所使用的全部频率范畴。
从目前的技术进展情形看,那个频率范畴人约从几千赫兹到几十吉赫兹。
本章介绍如何根据地图,确定在地面上的位置。
能够知道你在哪里(当位置固定时),这一知识是成功的关键,大地导航保障了直接和间接火力,战术空中支援,和医疗后送等作业是否有效。
这对有效目标的获取;准确报道生化污染和各种危险区;(*NBC污染区,指的就是Nuclear, Biological, and Chemical (NBC) Contamination)并获得紧急补给至关重要。
很少有像类似”知道你在何出”这样重要的先决条件,它总是对部队和装备生存与否和完成任务与否密切相关。
本章包括解释地理坐标系,介绍通用横轴麦卡托网格与军事图格参照系,并如何使用图格坐标。
4-1.参照系在城市里,很简单就能找到一个地方;街道名和建筑门牌号。
唯一需要的就是地址。
然而,在未开发地区或者世界上不熟悉的地区,如何能够定位就是一个问题了。
就这个问题,已研发完成了统一精确的参照系来解决。
4-2.地理坐标系最古老的系统性方法之一是根据地理坐标系统来定位。
画一系列与赤道平行的东西向环,和一系列与赤道成直角相交,并在两极聚在一起的南北向环,一个参考线的网络就画好了,地球上的任何的点都位于这个网络里面。
a.距离赤道以北或以南等距的点构成的线被称为纬度。
这些绕地球与赤道平行的纬线被称为纬线平行线或简称为平行线环。
东西向纬线通过南北之间的间距来测量确定。
(*即一根纬线通过与上下纬线的距离来定下自己的位置)b.第二组环以纬线均相交为直角,并穿过2个极点,被称为经线或者本初子午线。
一条经线被称为本初子午线。
美军现系统使用的本初子午线穿越英格兰的格林威治,称为格林威治子午线。
本初子午线东西两侧的各类环线被称为经线。
经线为南北向,通过东西之间的间距来确定。
(图4-1 和4-2, 页4-2).图4-1 本初子午线与赤道图4-2 参照线在地球上任何一个位置,纬度的1度在地球上投影大概是111公里(69英里),1秒在地球上的投影大概是30米(100英尺), 经度的1度在赤道上投影的距离也是差不多111公里。
美军的联合战术无线电系统(JTRS)
吴坤兴
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2002(000)003
【摘要】联合战术无线电系统(JTRS)无线电台系列是未来军事通信的基本组成部分,它是一种能与传统波形互操作的软件可编程和模块化通信系统,也能满足众多的军用和民用陆上、空中和海上平台的新通信系统要求.JTRSJ是实现2010年信息优势的联合构想目标的重要手段.现已经开发了一个系统参考模型,可用于指导使用通用硬件和软件体系结构来支持不同用户需求的系统体系结构设计.JTRS是一种价格合算的设计手段,允许用户通过重新预置应用软件来动态地改变能力.本文主要介绍JTRS的开发背景、体系结构和参考模型.
【总页数】5页(P45-49)
【作者】吴坤兴
【作者单位】中船重工集团第722研究所,武汉,430079
【正文语种】中文
【中图分类】E962
【相关文献】
1.航空通信、导航、识别综合技术的新进展—美军联合战术无线电系统评述 [J], 龚世明
2.联合战术无线电系统WNW波形研究 [J], 彭大展;张晶
3.美军的联合战术电台系统(JTRS) [J], 平良子
4.联合战术无线电系统研究 [J], 郝明
5.美军联合战术无线电系统研制进展概况 [J], 张海翔
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数据链技术在军用航空通信技术领域应用的现状与发展摘要:作为一种网络系统技术, 军用数据链技术应用了无线网络通信技术以及应用协议, 从而实现了陆基军用数据系统与航空武器平台间的信息共享, 并使军用系统的效能最大化。
本文对数据链技术的发展史、概念、特色、功能加以介绍, 研究了军用数据链技术及其应用的实际情况与发展方向。
关键词:数据链;军用数据链;战术数据链;在实践应用阶段, 在航空数据链技术的基础上, 能够及时传输信息并进行信息交换, 并为信息的安全性、军队协同作战能力的提升提供了有力保障。
1军用航空数据链的特点与功能所谓的军用数据链指的是借助无线电通信设备,基于相应数据通信规程下,将数据通信与计算机控制系统进行连接,为军事作战指挥提供实施可靠信息以实现科学作战决策的制定,并实现对武器系统的有效控制,并能够与陆军、海军间实现数据信息的实时交换与共享,进而为提高我国军队协同作战的能力奠定了基础。
基于军用航空数据链下,这一网络系统能够将指挥平台、武器平台以及情报网等进行连接,为实现信息的高效传输与处理奠定了基础,在实际进行应用的过程中,数据链技术呈现出了信息传输的实时性、可靠性以及安全性的优势作用,同时,还能够实现系统的自动化运行并实现信息格式的一致化转换奠定了基础。
2发展战术数据链的一些关键技术探讨随着技术的发展,需求的牵引,发展航空战术数据链系统,需要攻克多项关键技术。
(1)调制解调:将编码后的二进制信息流以适合于一定信道传输的RF波形方式发送,包括功率上升与发射稳定、同步(粗同步和精同步)、数据、功率下降与接收稳定、传输开销。
调制方式种类有BPSK、QPSK、8PSK、MSK、GMSK和TCM 等,调制方式的选择与系统信道带宽、速率要求和灵敏度都有关系。
(2)编译码:用于提高数据传输的可靠性,一种是要增加传输开销的,如前向纠错、增加冗余和校验等;另一种是不增加传输开销的,如交织、扰码和格雷编码等,但它需要增加处理器的开销。
美军联合战术无线电系统(JTRS)系统简介21世纪的数字化部队将对通信速度、容量、互通性有更高要求,设备的规范化、小型化、扩展频段、减少电台品种和数量等是目前军事通信亟待解决的问题。
为此,美国国防部倡议的联合战术无线电系统(JTRS)计划将开发一种适用于所有军种要求的电台系统系列,它可覆盖2MHz~3GHz频段,后向兼容传统系统,实现多种新的先进波形,极大增强部队之间的互相通信能力。
JTRS将成为数字化战场环境中作战人员通信的主要手段,是未来军事通信的基本组成部分。
联合战术无线电系统(JTRS)计划是美国正在集中研制和生产能经多波段、模式和网络传输话音、视频和数据信号的一种无线电系统。
联合战术无线电系统将为美军各军种节约大笔经费,并提高其互通能力。
体系结构和关键技术1.JTRS的体系结构JTRS系统的体系结构是以国防部PMCS(可编程模块通信系统)综合小组指导文件定义的JTRS系统参考模型(SRM)为基础,将消除烟囱式的无线电台采购方式,增强互通能力。
SMR包括实体参考模型(ERM)和软件参考模型(SwRM),其中,ERM包含8个功能实体:RF、Modem、Black-side处理、信息系统保密(INNFOSEC)、网际互联、系统控制、人机接口(HCI)及一种临界系统(为满足国家安全局签署的要求而设的黑色互连和红色互连)。
SwRM涉及SMR中的各功能实体软件及这些实体之间的软件关系。
JTRS系统的开放性和模块化主要在软件中实现,因此,对软件的要求是:模块化,能适应不同硬件结构:可扩展,能适应质的增长(如功能、波形、网络、接口的增加);可伸缩,能适应量的增长(如模块加倍以适应多个信道):可移植,与硬件、互连方式、操作系统独立;可靠,将采用国家安全局“委托功能完备模块”进行设计;可复用,能提供波形、功能和基元库及其维护;开放性,将利用商用语言、接口和工具。
2.关键技术JTRS的实施将有赖于几项关键的启动技术,为此,美国国防高级研究计划局(DARPA)正在寻求解决一些关键技术,包括:(1) 射频微机电系统(MEMS)MEMS是采用整体表面微切削加工集成电路处理技术装配的电子或机械设备。
200 0年以来,随着信息技术的不断进步, 人们的生活已经步入了信息时代, 信息化在改变人们生活的同时,也为战争注入了新的元素。
海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争,美国发动的这几场战争每一次的技术含量都在增加,每一次的信息化特征都变得越加明显,它引导了世界军事变革的的发展趋势,也昭示着战争的信息化时代已经到来。
而在诸多技术组合形成的信息技术体系中,卫星导航定位技术扮演了相当重要的角色。
在战争中,美国的G P S系统为导弹提供制导信息,为军舰、飞机、坦克、部队提供精确导航和定位, 在海湾战争中一战成名的战斧式巡航导弹, 在其巡航阶段的制导就是利用G P S的导航定位能力完成的;为了加强小分队的作战能力,美军为进入沙漠地区的步兵分队配备了大量的G P S 终端, 著名的“左勾拳”行动和“蛙跳”式的作战方法也是在导航定位系统的支持下完成的。
导航定位系统在信息化战争中的重要性由此可见一斑,因此分析军队的信息化建设对导航定位系统的需求,使国产化的导航定位系统更加适应部队的实际需要,从而更好的为军队信息化建设服务具有非常重要的意义。
高精度的位置、速度和时间等导航信息服务, 用户的数量没有任何限制。
19 78 年2 月发射第一颗G P S 卫星, 19 94年3月24 颗卫星构成的星座部署完毕, G P S系统正式建成。
G PS 已广泛应用于美国各军兵种, 将常规导弹的命中精度提高了1 ~2 个数量级,具有对敌方目标实施定点打击能力。
同时,GP S还应用于海上舰船、陆地车辆、航空与航天飞行器的导航,以及大地测量、石油勘探、精细农业,地球与大气科学研究、移动通信等领域,逐渐成为人们工作和生活所必需的一部分。
与此同时, 前苏联筹建了(后由俄罗斯继承)类似于G PS系统的全球导航卫星系统(G L ON A S S ), 1982年10 月发射第一颗卫星,并于19 95 年1 2月配置完毕2 4 颗卫星星座,进入实际工程应用阶段。
JTIDS采取了哪些抗干扰措施JTIDS(联合信息分发系统)是指美军及其盟友所装备的战术数据链系统,是Link-16的通道系统,决定了Link-16的数据吞吐率、成员容量、覆盖范围、抗干扰能力和保密特性。
出于探讨JTIDS具体原理的需要,这里重点会对JTIDS所具有的抗干扰措施进行分析。
JTIDS本身具有通信、导航和识别功能,而它的导航功能与识别功能的进行需要借助JTIDS 通信功能来完成,下面仅对通信功能的抗干扰措施进行分析。
应对战场复杂敌我电磁环境的需要,JTIDS共具有7种抗干扰措施,主要分为两大类,第一大类包括6种措施,他们分别是JTIDS的跳频、直序扩频、纠错编码、交织、时间抖动和双脉冲字符,第二大类即第7种措施是指检错编码,不同于之前6种措施在字符上施行,检错编码是在数据位上实施。
1.跳频,JTIDS信号脉冲的载频是在从960-1215MHz与宽255MHz频段内一共51个频点上伪随机选取,频点之间最小间隔3MHz,相邻脉冲之间频点间隔均大于等于30MHz,脉冲间隔13us,跳频速率为76923次/秒。
实际上JTIDS信号的跳频速率很快,并且脉冲之间载频间隔很宽,使得以频率跟踪方法实施干扰受到了影响,降低了对方干扰机效能。
2.直序扩频,在调制信号的时候,以伪随机序列代替二进制调制位,使信号频谱宽度得到扩展,,一般为扩展6.4倍,这样在对方使用连续波或其他伪随机序列作为干扰信号时,如果不能与本地伪随机序列相关,没有大的相关峰,便会失去32倍(15dB)的增益,干扰效能便会降低很多,同时伪随机序列均为经过保密数据单元(SDU)处理,首先要求加以严格保密。
3.纠错编码,JTIDS的通信消息本体均由4组93个字符组成,每组93个字符包括3个码字,每个码字有31个字符,,这31个字符便由RS码经过前向纠错编码后得到,只有15个字符载有信息,其余16个字符是在发设机中为在接收时纠错而附加上去的检错字符,JTIDS的接收机在设计时便尽量用抹去的方式对待有问题的字符,以最大限度保证战场上信息的可靠传输。
直接序列扩频通信系统抗干扰性能分析在现代战争中,通信对抗扮演着越来越重要的角色。
随着计算机技术、微电子技术等大量高新技术的应用,军事通信获得了长足的发展,尤其是跳频、扩频等一些新的通信手段应用之后,使得通信频谱越来越宽,通信的反侦察、抗干扰能力越来越强,迫使各国加紧对通信对抗技术以及装备的研制。
直接序列扩频通信由于其优良的多址接入、低截获概率、抗干扰和强保密等特性,使得它在军事通信、卫星通信和民用领域得到了广泛应用.在电子对抗中,对扩频通信的有效干扰成为制胜关键。
第一章研究背景介绍1。
1直扩通信研究背景现代战争首先是电子战,在电子战中失去优势的一方,将导致通信中断,指挥失灵等,从而丧失战争主导权。
两次海湾战争,前南斯拉夫战争以及阿富汗战争都是很好的佐证。
因此,通信对抗作为C4ISR系统的核心,越来越受到各国的重视。
通信对抗属于电子对抗,它包括通信侦察、通信干扰等主要对抗措施.通信对抗的目的在于:侦收和截获敌方信息,测量有关技战术参数;采用各种干扰方式阻止敌方正常通信并抑制敌方对我方的干扰,保证我方通信系统有效工作.扩频通信作为新型的通信方式,具有优良的抗干扰、抗衰落和抗多径性能及频谱利用率高、多址通信等诸多优点,并被广泛地应用于军事通信领域,极大地提高了通信系统的抗截获和抗干扰能力。
因此,扩频通信系统成为干扰方的首要作战目标,同时,扩频通信的抗干扰、抗截获、抗侦破特性给干扰方带来了巨大的困难.为取得现代电子战的胜利,针对扩频通信系统研究高效的干扰方式,如何有效的干扰成为取得现代电子战胜利的重要一环,对战时通信对抗具有重要意义。
1。
2直扩通信的军事应用情况1)直扩通信技术在舰艇卫星通信系统上应用广泛.国外舰艇卫星通信系统和国内舰艇卫星通信系统均采用码分多址通信方式,使用C波段。
这样网络组织与撤收灵活,通信质量高,频道使用少。
从目前使用看,这种方式充分发挥了直接序列扩频通信的特点,是扩频通信应用成功的范例。