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摘 要：随着技术特别是信息技术的发展，在单个和网络化的海军平台上逐渐出现了组织和指挥部队的新方式。海军的作战概念想象了一种强大的、快速打击的、地理分散的部队利用信息优势快速击败敌方。这就是网络中心战。它是战斗力量核心从平台到网络的根本转变。未来舰艇设计需要一种新的方法向作战人员提供正确的能力--平台、传感器、武器、信息访问和管理以及决策支持。
本文提出了有关网络中心战概念的一般点到点信息框架的组成部分。所述实例是涉及探测、识别和攻击陆上移动目标的精确交战（《联合设想2010》）。通过使用简化的决策过程框架（探测－判读－决策－行动）描述了系统组成部分的关系。研究了提出的有关舰艇总体工程的决策交战框架。在获取舰艇视界中确定课题，并把课题设计成海军、联合或联盟的整个网络中心部队的一部分。
关键词：网络中心战 精确交战 未来海军平台
1 引言
《联合设想2010》和《未来联合作战概念》给出了未来美军如何进行组织和作战的概念性框架。这些文件主张作战任务的成功实施需要一种在各个作战级别上链接监视和侦察、情报评估、指挥控制、任务准备及执行的联合方法。而且，文件表明所有未来作战能力的概念都需要大量依赖技术的发展，特别是信息技术的发展。海军在"从海洋到......"宣布的视界，阐述了一种强大的、快速打击的、地理分散的部队的概念，该概念是要利用信息优势来快速击败敌方。这种方法就是网络中心战。它是战斗力量核心从平台到网络的根本转变。然而，海军采购平台，而不采购网络中心能力。因此，问题是如何策划未来部队和平台形成力量以实现海军和国防部（DOD）的视界。
传统舰艇设计考虑由速度、续航力、有效负载、生存性、耐波性以及支持力等组成的专业空间，使它满足作战任务能力的要求。在网络中心战范畴内，未来舰艇设计需要更加广阔的观察。图1是大观念可能包括些什么的例子，例如包括：任务的能力、网络中心战以及平台专业空间。注意箭头是双向的，说明了在区域之间存在相互关系。
舰艇级作战的支配概念是在任务能力项下，任务能力要求实现实施任务需要的途径、因果和概念。
网络中心作战包含总兵力作战的那些要素，包括：指挥官决策依据的信息、协助作战人员决
策的工具以及在系统中传递信息的网络。
这里需要一个框架，在该框架内使整个部队和各个平台设计过程深入理解网络中心战。本文研究根据《联合设想2010》的概念指南和关于海军网络中心战的文章勾画的这种框架的标准块。
《联合设想2010》提出四种新的作战概念--精确交战；优势机动；全空间防护；以及集中后勤。虽然这些概念的任何一个都可能已经使用过，本文仍选择精确交战。《联合设想2010》把精确交战定义为：
"一种系统中的系统，使我们的部队能够确定目的或目标的位置，提供灵敏反应的指挥控制，产生所要的效果，评估我们取得成功的级别，并在需要时保持再次精确交战的机动性。"在《联合设想2010》中所有作战概念都依赖用于信息运转和控制部队的联网的系统。塞布若斯基中将和其他人已经建议用网络中心逻辑模型来描述网络中心战。模型（图2）包括具有分布式指挥控
制的传感器网格和交战网格（分布式传感器和发射装置（或射手））。舰艇平台能传递这两种网格的部分内容--传感器、武器、处理和指挥控制。与这两种网格发生重叠的是信息网格，它把传感器网格和交战网格捆绑在一起，传递数据和信息，支援系统中的作战行动和决策者。
逻辑模型需要扩展指挥控制部分以便更好地理解系统中决策者的信息要求，更好地理解对部队和平台的设计含义。久－劳森博士讨论了几个适合本文的模型。我们的简单模型包括四个部分--探测、判读、决策和行动（图3）。在评估精确交战能力时研究完成任务需要的知识，包括任务计划、任务执行及任务评估。制定的精确交战框架确定了在整个系统中需要完成的功能、功能间的关系、系统单元间的信息流以及探测和作战功能的控制。网络中心战需要重点从与单个平台作战转换到作为整个部队进行作战（且不丧失与平台作战的能力）。信息革命－－具有计算机和通信能力－－可以实现在整个部队中共享信息，有利于快速决策。在我们还不能完全掌握网络中心战的所有运行情况时，期望这种新型战争能快速决策，具有聚集效果的能力，而不会将力量遍布所关心的广大区域。[page]
2 名义精确交战系统的组成部分
为了便于说明，本文将阐述总和以点对点形式捆绑在一起的若干舰载或其它多任务平台组件的名义概念。这个概念被用于类似DD21在大范围内发现和攻击动目标的对岸攻击情景。这种情景的边界由区域指挥官分配给联合特混舰队指挥官，包括直接分配给联合特混舰队指挥官的联合作战区域、任务及资源。可以请求直接控制系统外的额外资源，也可以逐项请求系统外的额外资源。此外，更高职权的指挥官通过改变政策或指示影响事件。
在这种情景中，决策过程模型的主要组成部分的作用如下所述：
探测，传感器网格给出必要数据，建立所关心的作战空间图。作战人员（装备）需要借助众多各种类型的传感器涉足所关心的广阔区域，并搜索、探测和识别所关心的潜在目标。目标类型、环境条件和作战态势将决定哪种传感器类型很可能为决策者的作战行动提供必要的信息。在广阔区域借助舰载和建制资源搜索动目标时，传感器的类型会因所用的目标特征（视频、热、声/地震、电子发射或雷达）变化。
在这种情况，传感器网格由受作战指挥官控制的舰载平台和其它多任务战区资源以及受联合特混舰队外的其它实体控制的国家资源所组成。包含在网络中的传感器类型还有合成孔径雷达、实孔径雷达、光电、可视、声和电子发射的被动接收机。潜在战区资源可能包括具有合成孔径雷达或光电传感器的无人驾驶飞行器、具有动目标指示合成孔径雷达的联合监视目标攻击雷达系统、具有可视和光电传感器的有人驾驶飞机、具有可视和光电传感器的地面特种作战部队、具有声传感器的地面无人看管的传感器以及舰基雷达。更高层控制的潜在资源可能包括具有雷达、光学、光电和信号情报传感器、高空有人和无人驾驶监视飞机以及人力情报源等天基资源。
在机上/舰上能处理原始传感器数据，生成目标导向信息，或者把原始传感器数据发送到岸上，用于远程处理和与其它传感器数据融合。在机上/舰上处理原始数据的例子包括载有动目标指示雷达的有人驾驶飞机、舰载作战系统处理过的雷达、有人驾驶飞机机器和人工处理过的传感器数据以及特种作战部队使用的系统。其它传感器将通过通信链路把数据发送给对数据进行处理和判读的地面站或舰艇指挥中心。在一些很特殊的场合，传感器与武器直接相连，进行武器指挥和控制。
判读，判读包括数据相关、数据融合、根据探测和存档数据建立作战空间图，当然该图相对己舰部队位置和所分配任务是变化的。这个过程遍及整个部队。相关和融合包括在没有使通信网超载的情况下评估数据和信息、决定所需的其它数据以及在正确的时间把正确的数据提交给正确的用户等复杂的多级过程。判读是在整个作战部队中要做的，从传感器操作员到作战指挥官。进一步讲，在交战期间，领导人判断战况，进行必要的调整，在某些情况下，武器有进行"终局"调整的能力。然而，需要支持各种决策者的过程是完全不同的。传感器操作员对处在其直接区域中的作战空间最感兴趣。而作战指挥官对他负责的整个作战空间感兴趣，包括所关心的目标、对自己部队的威胁，环境条件等。整个网络还包含其他决策者：多传感器融合操作员、负责自身舰艇安全和配置舰艇有效载荷的舰艇指挥官、负责某段作战的规划和执行的作战指挥官。
决策，指挥官及其下属官员在整个作战部队中会经常作出决策。根据指挥官的意图和部队使用的交战规则，指挥官通常会把某些决策权授予下属。决策包括调动、重访、改变资源分配、请求额外资源及攻击目标等作战行动。决策过程依靠来自常驻数据库和"判读"功能输出的数据和信息，生成和评估可能的作战行动选择。在某些情况下必须很快作出决策，以响应外界刺激。可能的反应生成和评估被基于训练的反应所替代，以一种规定方式对一些认可的模式作出反应的训练，而不是对几个可能行动作出快速评估。
决策者将按照由建制传感器生成的已处理的数据以及来自外源的数据和信息，如国家传感器信息、系统外收集和评估的环境信息以及战区指挥官或国家级产生的情报资料。这些数据和信息将通过静态和动态的信息数据库以及决策支持和任务规划工具得到补充。
行动，决策会导致行动。行动包括从传感器的重新分配到武器的调配。对于传感器网络，行动包括把传感器置于适当的位置以建立和保持作战空间图以及把现况和结果汇报给上级。如果时间允许而可用信息不足以作出决策，那么可能会重新分配受指挥官控制的传感器，进一步完善作战空间图。此外，指挥官可以向上级请求更多传感器资源，提供掌握作战空间知识的进一步手段。其它行动是向上级提供有关敌方作战或预定行动的信息。
对于交战网络，行动包括响应敌方目标位置的知识。这些响应包括向舰载或其它武器投射平台提供指令以及为具体武器发射提供诸元。行动必须包括运载平台和武器的协调。实质上确保在作战空间运动的有人和无人驾驶的所有物体的正确时间和空间间距。注意在某些情况下从交战网络到传感器网络有信息和控制的直接反馈反映具体武器的考虑。图4(略)和图5(略)描绘了传感器网络和交战网络的示例。
信息和控制流是描述功能体系结构的关键。这些图用中心－线条关系表示，但是还有信息网格使所有节点互相连接，并提供数据和信息共享的基础。这个框架在图中并没有说明其含有多个传感器、融合节点、决策者和决策地点以及武器投射选项等特征。
网络中心战总框架的体系结构需要生成知识，让作战人员可以提交他们面临的战况。特别是对于移动/机动目标的问题，部队必须能生成建立任务、执行任务以及最后评估整个任务效果的知识。在所有情况中，已生成的信息需要回答典型报社记者的问题，如上下文是什么，为什么或为什么不能采取行动，涉及到哪些人，什么知识是重要的，关键项目在哪里，事件何时发生以及如何执行任务等。
对于阐述的框架，指挥控制节点需要考虑更多细节。在精确交战系统中执行的指挥控制功能可以被看作是分配或再分配系统中的传感器、搜索所关心的目标、计划任务、执行任务以及进行战斗损伤评估。[page]
传感器分配和再分配的指挥控制决策过程接收来自联合特混舰队系统范围外的输入数据。从更高权力部门中可以得到总任务、执行任务的资源以及指挥官的意图和交战规则，这些提供了规划作战的基础。从岸上支援单位得到气象和海洋数据以更新以前的数据库和就地收集的数据。从情报来源处得到情报更新数据，增加和更新以前收集和存档的说明所关心作战空间的数据库。该数据库应该包含已知的目标位置、目标技术特征（包括目标显示特性和弱点）、基础设施位置和特征以及对传感器和传感器平台的潜在威胁。这些数据库提供作战空间的原始图。搜索规划战术决策辅助工具需要给出基于可用资源的最优传感器分配的建议；还需要支持传感器和平台不发生冲突，避免传感器干扰和安全问题；需要提供作战行动方向和风险评估，需要协助区分任务的优先次序。决策工具的输出数据与作战空间原始图的比较结果可以帮助确定执行任务所需的作战空间知识。此过程的结果将是给由作战指挥官控制的传感器分配任务、向更高权力部门报告现况和计划以及请求额外资源。
目标搜索的指挥控制是传感器分配过程的延伸。执行任务的传感器和外部情报更新作战空间的原始图，搜索执行监视确认目标位置、已搜索区域（带有时间标记）以及潜在目标区域。为传感器的控制和再分配、传感器和平台的抗冲突以及分配传感器任务的优先次序而进行的搜索再计划要继续下去。输出包括分配传感器任务（时间安排和指导原则）、向交战网络指定目标与协调、作战空间图以及向更高权力部门请求额外资源。
任务规划的指挥控制决策过程从搜索功能得到目标指定和协调，从外部来源接收情报和环境更新数据。为建立作战空间的原始图，任务规划使用传感器的输入，来自搜索功能并配以现有的目标技术特征数据库；使用与基础设施有关的信息，以及使用投射系统威胁信息。
任务规划决策工具利用可用资源业务选项（投射系统分配、武器分配、投射线路分配和抗干扰）。输出是任务执行和向更高权力部门的状态报告和请求。
虽然任务规划给出有关一项任务的高级内容和决策，如跨几个任务分配投射平台和武器，但是任务执行给出针对具体目标行动所必要的详细的决策和信息。此过程输入的是任务执行分配和来自传感器网络的侦察判定目标毁伤效果数据。此外，外部来源提供情报更新数据和环境数据。工具有助于将目标、潜在目标区域以及投射系统潜在威胁直观化。使用可用资源，为武器目标配对、具体任务的平台和武器的抗冲突以及分配任务的优先次序提供详细的交战规则。此过程输出的是平台和武器任务分配、战斗损害估计指令以及向更高权力部门报告有关执行计划和现况的信息。注意如果交战平台碰巧又是探测平台，那么功能说明也同样适用。
战斗损害估计执行的指挥控制决策过程接收传感器信息和得到任务执行的评估指令。来自外部情报和环境收集与预测源的更新信息是潜在有用的。此过程判读传感器数据（覆盖区域和目标毁伤）以确定目标状态。在需要额外传感器数据处，搜索规划工具辅助指导和重新分配传感器。在需要重新攻击处，决策工具辅助武器和平台的选择。此过程输出的是反馈给任务规划的传感器重新分配任务和与目标重新交战的信息以及给更高权力部门的现况报告。
3 我们目前所做的工作
虽然，目前舰载和其它多任务平台、传感器、武器和决策支持工具都不是为以网络为中心的精确交战设计的，但是它们将形成基于未来网络知识能力的基础。因此，值得回顾一下这些传统能力如何在网络中心方法中发挥攻击动目标的作用。
卫星和有人/无人驾驶飞机提供广域监视。飞机、舰艇和人员提供更为详细的监视和位置信息。图4说明了与现有系统相关联的一般传感器。目前，具有动目标指示能力的合成孔径雷达正在联合监视目标攻击雷达系统和"环球鹰"飞机上使用。它提供针对动目标的良好定位信息和部分识别信息。相反，如果所关心的目标为固定目标，那么就会得不到信息。联合（监视）目标攻击雷达系统飞机载有一名空勤人员，他既提供直接的火力请求或为进一步数据融合向地面站提供合成图，又能作出决策。这个系统作用距离有限，因为在敌对行动之前要考虑越境飞行，而在战争期间又要考虑易受防空兵器的损害。高空有人驾驶飞机和"捕食者"无人驾驶飞行器都是合成孔径雷达和光电传感器的平台。原始雷达数据通过射频链路被传送到处理和判读的地面站。出于越境飞行的考虑，这些机载传感器在战争之前作用距离有限，而在战争时期光电传感器受天气的限制，而且对于一些类型的传感器还受光亮条件的制约。载有合成孔径雷达、光电和信号情报传感器的卫星在战争之前和战争期间提供无阻碍的监视。对于单个卫星，重访时间并不能提供动目标问题所需的覆盖样式。虽然，多个卫星能提供所需的覆盖范围，但开支是很大的。持续飞行的无人驾驶飞行器，如已计划研制的"环球鹰"，能提供可行的替代物。来自卫星的传感器数据被发送到地面站，或许区域指挥官不能直接利用。舰载/机载及地面部队拥有的本地区监视和侦察传感器提供关注地域的信息和目标信息。有人驾驶飞机上的雷达、光电和可视传感器提供搜索和目标信息。具有可视和光电传感器的特种作战部队向网络提供搜索和目标信息。一种称为自动地面传感器的新型传感器利用移动运载器的声特征生成探测和目标信息。
分布式指挥控制对网络中心概念是必不可少的。虽然指挥控制是分布的，但是目前打击系统中的主要节点是联合部队的空军部队指挥官。决策过程使用决策工具计划搜索、任务和交战。配以情报和环境数据库的传感器信息提供决策依据的作战空间知识。目前的数据库都是针对具体用途设计的，可能适合或也许不适合融合过程。将断定的目标转变为武器的指向的时间严重影响目前访问动目标的能力。为满足预定交战的时间性要深入研究所有这些问题。
我们正在引入精确制导弹药的概念，它装有精确的导向目标信息，能攻击动目标。飞机发射的联合直接攻击弹药和联合远程武器提供发射后即刻脱离的GPS制导能力，但是需要巡逻机给予投放支持。远程对地攻击导弹（扩展反应）也提供发射后即刻脱离的能力，允许远程攻击。从舰艇上发射的对地攻击标准导弹也能提供发射后即刻脱离的攻击能力。从舰艇和潜艇发射的战术"战斧"导弹将提供具有待机和重新瞄准目标的远程能力。舰炮系统正在得到响应优先考虑时间因素的目标的另一种手段－－增程制导炮弹的进程中。
4 网络中心精确交战的课题
像这个具体例子说明的那样，在针对固定的、移动的、部分遮蔽或完全遮蔽的目标全射程提供一种确实的攻击能力方面存在着许多复杂的课题。网络中心精确交战在提供这种能力方面具有希望。
然而，需要注意以下几点：
·可互操作性：未来的精确交战能力由许多系统构成，包括目前存在的和曾经设计成"烟囱"式的许多系统。这表明美国海军系统之间的可互操作性问题，在联合作战中是问题更多，在联盟作战中甚至更糟。互操作性问题包括部队的所有组成部分间的通信能力、不兼容的数据库、导航系统误差以及不同的计划工具和决策工具。挑战正朝向完全以知识为中心的能力，同时把传统系统包括进去和规定新系统开发标准等方面。
·使用户不利的条件：解决许多基于网络能力的数据和信息需求的一种方法将把原始传感器数据发送给所有用户，让每个决策者处理这些数据并作出决策。然而，在网络中许多参与者都联系着平台（或岸上设施），这些不动产平台没有足够的天线满足接收数据的要求。课题是要实行信息工程：必须确定全网络的决策者的实际信息需求和只传送每个决策者所需信息以及什么时刻发送。
·传感器的作用距离：提供对目标机动导弹发射器需要的持续广域监视覆盖的能力仍然是一个实际的课题。具有必要的持续的作用距离和分辨率的传感器是飞机的有效负载，但它们容易受到防空武器的损害。需要发现那些处在部分或完全遮蔽位置上的目标的能力，以可靠地对抗机动导弹发射器。而且，需要改进传感器，以在不利天气和微光条件下作战。[page]
·指挥控制：时间对动目标是关键。在可用时窗内识别目标和用武器作出反应的能力是指挥控制过程面临的挑战。这包括给机构和下级授权的过程以及由更高层司令部作出决策的过程。
·数据－信息－知识：决策者需要在适当时刻得到正确的信息以便作出正确的决策。课题是要掌握为建立信息和其后建立知识的数据和信息需求。虽然，网络提供从部队的一端到另一端数据流的势能，但是流经部队各组成部分的数据和信息内容是生成快速和准确决策知识的关键。
·融合节点和信息流：目前系统中的融合节点一般与传感器有关，并未被综合进总的能力里。在网络中心系统中，这些融合节点是潜在的瓶颈。正在采取的一种变通方法将来自许多机载的和内务的传感器的原始数据直接下行链接到指挥舰或其它大型战舰上的融合节点。这种方法可能会大大增加通信带宽的要求和舰上人员的工作量。天线因素将使更小舰艇不能接收数据。目前，另外一个课题是在目标飞行的环境中识别目标。自动目标识别过程在探测目标方面正在取得不是公开的进展。探测和分类部分或全部遮蔽的动目标仍然存在问题，但是在测量和目标显示特征的情报方面取得了鼓舞人心的进展。
5 更大的挑战
上面所述只是针对地面机动目标精确交战的情景（相对有限的情景），而与舰上应用的基于网络中心的系统有关的课题则是不同的和复杂的。观察全球1999年的军事演习，和研读海军作战参谋长的《从科索沃战争中得到的启示》简报，不但补充了前节所述的课题，而且强调了问题的更大方面。虽然网络中心战对于基于杀伤作战是必不可少的，但是网络的解决方案是不足的。网络必须允许信息的自由流动和访问，必须以一种及时和透明的方式向所有级别的指挥和执行部门提供这种信息，但是使用这种信息并把它转化为知识、认识和最终的决策和行动的能力则是一个非常大的课题。在海军学院讨论了其更高层的"知识中心"观点，这是很重要的。它需要考虑决策过程本身，包括新环境中的团体行为和认识和作战组织结构。它需要考虑决策支持、分布合作和人机交互的工具技术。在人员方面，它需要研究概念、条令、战术、技术和在这种新环境中工作的程序。最重要的是它需要在我们的部队、同盟国部队和许多联盟伙伴中进行自上而下全方位的训练和演习。
6 机会
平台设计者作出的工程决策影响着联网部队的能力。图1叙述的范例中，任务能力和平台专业空间必须互相依赖；必须从"更大挑战"的角度更好地予以规定。平台专业空间、任务能力和网络中心战之间的交连请求过程--机会。实际上，过去的工程方法是非常紧密的线性方法，并根据有限的观察事物能力进行决策的驱使，据此，随着世界情况的变化，未来任务要求可能会显露出来。在未来工程过程中必须能解决变化的任务要求和技术机会。
这是海军采办团体和作战司令部一起参与制定《联合设想2010》指令的机会。合作过程（商业中称为联合冒险）必须替代"烟囱"程序设计学时代。本文强调的技术问题和复杂性必须加以解决，以便执行具备网络中心战的精确交战，本文阐述了这一观点。单个系统的开发人员和平台专业空间需要交互。信息系统的海军规划发起者必须考虑平台专业空间问题，必须与平台规划发起者合作。在专业空间问题和系统要求平台专业空间的清单中必须包括系统开发商和有效负载供应商。系统要求必须不仅包括传统的性能指标，还包括在平台40多年使用期限中影响作为一个网络节点的平台整体能力的问题，如人员配备、容量、重量、作战要求、生存性、寿命周期成本、训练、现代化、规模可伸缩性和机动性等。专业空间必须包括对于一个逐渐形成的平台的考虑，特别是与任务系统面接的那些组件，即上层配置、导航以及舰载局域网和有效负载配置，而且要避免基于一套固定任务和作战概念的决策。
图6(略)提供这个机会的一种框架，即设计符合本范例（图1）但向规定成为范例中环节过程迈进一步的未来海军平台的框架。当然，它不是最后的解决方案，而是一个出发点。必须增加功能层，并且在实施阶段必须遵循良好的系统工程。在这个框架中，初步设计是随部队和部队里使用的平台的作战系统功能和信息系统体系结构和已经规定的作战概念而定。它可由政府部门、工业部门、政府－工业部门小组来实施。
提出的框架分三个基本层，每层包括多项机能。最高层和入口点是关联层。关联层正好超过现在里程碑要求的"任务需求陈述"的目的。它需要规定作战任务要求和概念，需要功能体系结构对于在网络编制的部队中的作战和系统存在。这个关联是进入革新层的关键。
在革新层，必须有与"平台管理者"作用相同的"有效负载管理者"。在这一层，科学技术（政府和工业）成果经"生产者"转换将促进革新。影响作战概念和体系结构的革新的机遇成了专业空间决策的一部分。这一层还包括在健壮中肯的专业空间考虑下进行选件评估、概念开发和初步设计。在这层期间，系统研制、样机、演示和试验开始推进专业空间决策。因此，革新层包括研制反复。初步设计是这一层的出口点。
生产和试验层包括最终设计和有效负载安装活动。它利用作战系统的信息系统和信息单元的发展采购原则，商业流行部件、在安装之前有效负载的陆基测试以及其它产品的“最佳演习”起着杠杆作用。在这一层期间，有效负载管理者和平台管理者必须像同等者样持续工作。
7 结论
这是一项巨大而且看上去头等重要的任务。但是我们别无选择，因为我们正处在信息时代，信息技术无所不在。“妖怪”是不会回到瓶中的，海军必须学会在新时代中的作战，并取得胜利。凭借过时的结构和过程，我们是不能成功的。这就是设计“全舰”概念是重要和必要的原因。作为整体设计舰艇是一个新范例，目前这种变化还不充分。在新的环境中，海军舰艇和空中平台必须被设计成“总部队”的组成部分。
摘自《情报指挥控制系统与仿真技术》(董汉辉 编译)
