[轉(zhuǎn)載]淺談自組網(wǎng)技術(shù)在國(guó)外軍事領(lǐng)域的應(yīng)用

2017-05-04  by:CAE仿真在線  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

自組網(wǎng)技術(shù)來(lái)源于軍事通信協(xié)同作戰(zhàn)需求,隨著世界各國(guó)軍隊(duì)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的轉(zhuǎn)型,自組網(wǎng)技術(shù)被軍隊(duì)日漸重視,應(yīng)用于軍事通信的各個(gè)方面。下面就已知的自組網(wǎng)技術(shù)在國(guó)外軍事領(lǐng)域的用途展開(kāi)介紹。

戰(zhàn)術(shù)通信數(shù)據(jù)鏈

驅(qū)動(dòng)著軍隊(duì)從“平臺(tái)中心戰(zhàn)”向“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”轉(zhuǎn)型的技術(shù)裝備,就是戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈。美國(guó)防部為了將各軍兵種研制的通信裝備統(tǒng)一起來(lái),充分利用網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)基礎(chǔ)設(shè)施,成立了聯(lián)合項(xiàng)目執(zhí)行辦公室,目的是提供一個(gè)滿足聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)無(wú)線電系統(tǒng)(JTRS)作戰(zhàn)需求說(shuō)明書(shū)規(guī)范的、波形、接口標(biāo)準(zhǔn)化的軟件定義無(wú)線電(SDR)戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng),使得裝備了JTRS的作戰(zhàn)單元能夠進(jìn)行橫向互通和縱向鏈接,為實(shí)現(xiàn)美國(guó)防部的作戰(zhàn)單元進(jìn)化目標(biāo)提供移動(dòng)自組網(wǎng)的能力。也就是說(shuō),凡是美軍的標(biāo)準(zhǔn)通信裝備都必須符合JTRS要求;而凡是符合JTRS要求的戰(zhàn)術(shù)電臺(tái),都必須提供戰(zhàn)術(shù)自組網(wǎng)的能力。

圖:美軍JTRS系統(tǒng)構(gòu)架自組網(wǎng)示意圖,其中WNW、SRW、JAN-TE等先進(jìn)波形都采用自適應(yīng)動(dòng)態(tài)戰(zhàn)術(shù)自組網(wǎng)技術(shù),我們的自組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的原型就來(lái)源于該自適應(yīng)動(dòng)態(tài)戰(zhàn)術(shù)自組網(wǎng)技術(shù),并針對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn),在已有的產(chǎn)品和項(xiàng)目中取得了很好的效果,處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。

由此可知,自組網(wǎng)技術(shù)在當(dāng)前及未來(lái)軍事通信中的地位。如上圖所示,JTRS規(guī)范的波形當(dāng)中,除了衛(wèi)星通信可以直接連接以外,先進(jìn)的士兵電臺(tái)波形(SRW)、寬帶組網(wǎng)波形(WNW)和聯(lián)合空基組網(wǎng)-戰(zhàn)術(shù)邊緣(JAN-TE)(JAN-TE與Link-16長(zhǎng)期共存并逐步取代之)這三種主要的陸基、空基和?；鶖?shù)據(jù)鏈都采用了自組網(wǎng)技術(shù)。除此以外,美軍與北約對(duì)傳統(tǒng)的短波、超短波通信電臺(tái)也都正在進(jìn)行自組網(wǎng)能力的升級(jí)改造,并逐步裝備部隊(duì)。

下面列舉一下美軍目前典型的戰(zhàn)術(shù)自組網(wǎng)產(chǎn)品。

(1) SRW波形
美國(guó)哈里斯公司開(kāi)發(fā)的“獵鷹”III便攜式無(wú)線電臺(tái),并采用了JTRS士兵無(wú)線電波形(SRW)的設(shè)計(jì)。目前已投入戰(zhàn)場(chǎng)使用的“獵鷹”III型AN/PRC-117G,傳輸率為5Mbps,特征包括:移動(dòng)自組網(wǎng)、自動(dòng)化的網(wǎng)絡(luò)編制和維護(hù),以及一體化的安全1類型。2008年8月展出了符合SRW波形的RF-300S手持臺(tái)。

圖:RF-300S手持臺(tái)(左)、協(xié)同作戰(zhàn)地圖(中)、AN/PRC-117G便攜電臺(tái)(右),都是基于SRW波形自組網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)。

另外一個(gè)典型的SRW電臺(tái)就是美國(guó)Raytheon公司的MicroLight DH500電臺(tái)。2004年6月雷神公司已經(jīng)啟動(dòng)了MicroLight的研究工作。MicroLight是一種高速數(shù)字化系統(tǒng),可與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行安全的數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信。MicroLight被設(shè)計(jì)成體積最小、重量最輕、能效最佳的軟件無(wú)線終端。該電臺(tái)同步支持語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)通信和“藍(lán)軍”跟蹤,為步兵提供單電臺(tái)解決方案。這種號(hào)稱是世界上最先進(jìn)的話音、數(shù)據(jù)和視頻電臺(tái)完全滿足SRW的自組網(wǎng)要求。工作頻段從225MHz到2GHz共有3個(gè),數(shù)話同傳,可同時(shí)支持3路IP視頻傳輸,內(nèi)置GPS定位或TOA自主定位,可支持8跳自動(dòng)中繼。

圖:美國(guó)Raytheon公司的MicroLight DH500電臺(tái)及自組網(wǎng)態(tài)勢(shì)感知演示。

圖:雙信道使得雷聲公司的MicroLight DH500自組網(wǎng)電臺(tái)用戶同時(shí)加入多個(gè)話音、視頻和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信。

(2) WNW波形
WNW是專為滿足軍種間互操作而開(kāi)發(fā)的,可提供視頻、音頻、數(shù)據(jù)的無(wú)縫動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)傳輸。WNW采用基于IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)概念和新型移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜合語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)通信。WNW可使聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與其他網(wǎng)絡(luò)接點(diǎn)的安全、自組網(wǎng)、自封閉連接。它將最終實(shí)現(xiàn)與全球信息柵格(GIG)的連接,使先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和信息接入到全球所有作戰(zhàn)人員。
2005年夏天進(jìn)行的一系列測(cè)試成功地驗(yàn)證了波音公司寬帶網(wǎng)絡(luò)波形(WNW)和聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)系統(tǒng)1系列終端(JTRS C1)的能力。在一個(gè)戰(zhàn)區(qū)測(cè)試環(huán)境中,WNW與JTRS C1系列終端中的多種波形實(shí)現(xiàn)了互操作。
2006年諾斯羅普?格魯曼公司成功完成了第12次WNW的飛行測(cè)試任務(wù)。諾?格公司開(kāi)發(fā)的軟件電臺(tái)中采用的這種先進(jìn)WNW軟件成功地驗(yàn)證了關(guān)鍵機(jī)載網(wǎng)絡(luò)波形能力。本次飛行測(cè)試驗(yàn)證了即時(shí)接入和退出可進(jìn)行無(wú)縫視頻、高清晰圖像、文本文件和語(yǔ)音對(duì)話傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)能力。

圖:Rockwell Collins公司開(kāi)發(fā)的JTRS終端(內(nèi)含WNW自組網(wǎng)波形板)。

(3) JAN-TE波形
上個(gè)世紀(jì)90年代開(kāi)始,針對(duì)Link-16數(shù)據(jù)鏈有中心TDMA存在的問(wèn)題,Rockwell Collins公司展開(kāi)了自組網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈的研究。通過(guò)和瑞典國(guó)防部研究局FOI合作,完成了士兵電臺(tái)項(xiàng)目樣機(jī)的研制。同時(shí),Rockwell Collins公司開(kāi)發(fā)了TTNT波形作為與Link-16數(shù)據(jù)鏈兼容的未來(lái)替代者,并使之成為JTRS規(guī)范中的JAN-TE波形標(biāo)準(zhǔn)。
TTNT是一個(gè)嵌入到MIDS JTRS的高速、寬帶、基于IP的新型波形,可將空中平臺(tái)與陸基全球信息柵格節(jié)點(diǎn)連接在一起,并通過(guò)采用多層網(wǎng)絡(luò)管理和自動(dòng)帶寬調(diào)節(jié),可確保將重要的信息實(shí)時(shí)發(fā)送給最需要它的節(jié)點(diǎn),支持時(shí)敏任務(wù)。TTNT經(jīng)常被認(rèn)為是下一代的Link-16,但是兩者之間區(qū)別甚大。與Link-16相比,TTNT能夠在各用戶之間以2Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù),相當(dāng)于每秒傳輸8張靜止圖片,而Link-16在實(shí)際傳輸過(guò)程中傳輸單張靜止圖片就需要20~40秒的時(shí)間;TTNT無(wú)需中心網(wǎng)絡(luò)控制,可以在飛機(jī)進(jìn)入和離開(kāi)某區(qū)域時(shí)自動(dòng)地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的自我創(chuàng)建和維護(hù),裝備TTNT的飛機(jī)在飛入作戰(zhàn)區(qū)域后可以在5秒之內(nèi)接入網(wǎng)絡(luò),而Link-16需要兩天的時(shí)間。此外,TTNT還具有網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音傳輸功能及低可探測(cè)性和低可截獲特性,不會(huì)對(duì)現(xiàn)有Link-16產(chǎn)生干擾。

圖:TTNT實(shí)現(xiàn)的空地自組網(wǎng)自動(dòng)中繼多跳轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)時(shí)視頻多媒體通信。多架 戰(zhàn)機(jī)、精確制導(dǎo)炸彈、地面站之間自動(dòng)聯(lián)網(wǎng),根據(jù)實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)感知信息動(dòng)態(tài)改變作戰(zhàn)任務(wù)。

圖:Rockwell Collins公司的TTNT終端樣機(jī)。TTNT兼容Link-16數(shù)據(jù)鏈,并將逐步取代之。

(4) 衛(wèi)星自組網(wǎng)
美國(guó)國(guó)防先進(jìn)研究計(jì)劃局(DARPA)選中波音團(tuán)隊(duì)演示新航天器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案的初始技術(shù)。DARPA授予波音先進(jìn)系統(tǒng)的是一項(xiàng)為期12個(gè)月、1300萬(wàn)美元左右的成本加固定費(fèi)用的階段1合同。波音公司將研究、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)并測(cè)試DARPA的“以信息交換為紐帶的未來(lái)、快速、靈活、分塊、自由飛行航天器”(即System F6)航天技術(shù)演示項(xiàng)目。

圖:自組網(wǎng)航天器,一個(gè)大衛(wèi)星的功能由多個(gè)協(xié)同的小航天器完成,相互之間自組網(wǎng),具有抗毀性強(qiáng),升級(jí)容易、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

System F6的基礎(chǔ)方案是將一組航天器作為一個(gè)單位,以無(wú)線方式一起運(yùn)行,多個(gè)航天器運(yùn)行在一起執(zhí)行某個(gè)任務(wù)的方案類似于一個(gè)單個(gè)較大航天器。分塊航天器與其它航天器(如星座或編隊(duì))不同,其模塊各不相同,執(zhí)行傳統(tǒng)衛(wèi)星上各多子系統(tǒng)的相應(yīng)功能,能實(shí)現(xiàn)航天器間數(shù)據(jù)的靈活共享與分發(fā)處理。
System F6計(jì)劃的目標(biāo)是驗(yàn)證衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的可行性和優(yōu)勢(shì),其中單一航天器的功能被無(wú)線聯(lián)通航天器集群所替代。后者執(zhí)行的任務(wù)可以比單個(gè)航天器系統(tǒng)更為廣泛多樣。除了增加靈活性,該技術(shù)還能降低整個(gè)項(xiàng)目的成本。


(5) 自愈式雷場(chǎng)
美國(guó)DAPRA資助了一項(xiàng)研究——“自愈式雷場(chǎng)”。系統(tǒng)采用智能化的移動(dòng)反坦克地雷陣來(lái)挫敗敵人對(duì)地雷防線的突破。這些地雷均配備有無(wú)線通信與自組織聯(lián)網(wǎng)單元,通過(guò)某種方式布撒之后,這些地雷迅速構(gòu)成移動(dòng)自組網(wǎng)。在遭到敵方坦克突破之后,這種地雷通過(guò)對(duì)拓樸結(jié)構(gòu)的判定,以及自動(dòng)彈跳功能迅速“自愈”,即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)恢復(fù)連通?！白杂嚼讏?chǎng)”可以大大限制敵軍的機(jī)動(dòng)能力,延緩敵軍進(jìn)攻或撤退的速度,在一段時(shí)間內(nèi)封鎖特定區(qū)域。該系統(tǒng)采用FHSS擴(kuò)頻方式,中心頻率為2.4GHz,帶寬為83MHz。節(jié)點(diǎn)之間采用聲波沿距定位。

圖:自愈性雷場(chǎng)示意圖(左)和自組網(wǎng)地雷(右),地雷“長(zhǎng)腳”,會(huì)自動(dòng)蹦跳到一定的位置,阻止敵方機(jī)動(dòng)部隊(duì)的前進(jìn),拖延時(shí)間,從而改變戰(zhàn)局。

圖:自愈性雷場(chǎng)測(cè)試照片,地雷“長(zhǎng)腳”,會(huì)蹦跳到指定位置,重新自行組網(wǎng)。

(6) 彈藥數(shù)據(jù)鏈
為了與武器平臺(tái)之間溝通瞄準(zhǔn)信息,精確彈藥也需要裝備數(shù)據(jù)鏈。洛克希德?馬丁公司為AGM-62“白眼星”導(dǎo)彈研制的增程數(shù)據(jù)鏈(ERDL)是較早一代的彈藥數(shù)據(jù)鏈,可以傳輸從導(dǎo)彈發(fā)射到擊中目標(biāo)期間的視頻圖像?，F(xiàn)代彈藥數(shù)據(jù)鏈的功能更多,使飛機(jī)能夠控制飛行中的彈藥并重新瞄準(zhǔn)。對(duì)遠(yuǎn)程武器、尤其是待機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)的彈藥,數(shù)據(jù)鏈的應(yīng)用越來(lái)越多。除了具有飛行中重新瞄準(zhǔn)能力,彈藥數(shù)據(jù)鏈還具有ISR功能。例如,英國(guó)“風(fēng)暴影子”巡航導(dǎo)彈就利用超高頻數(shù)據(jù)鏈進(jìn)行作戰(zhàn)毀損評(píng)估。洛?馬公司正在為“未來(lái)作戰(zhàn)系統(tǒng)”研制的非直瞄發(fā)射系統(tǒng)(NLOS-LS)包括精確攻擊導(dǎo)彈(PAM)和待機(jī)攻擊導(dǎo)彈(LAM)。其中,LAM的滯空時(shí)間達(dá)30分鐘、射程110km,不僅能夠摧毀目標(biāo),而且可以通過(guò)數(shù)據(jù)鏈傳輸目標(biāo)情報(bào)。LAM的數(shù)據(jù)鏈選用“士兵無(wú)線電波形”(SRW),在帶寬為1.2MHz時(shí)的傳輸速率為900Kbps~2.4Mbps,在帶寬為4MHz時(shí)的傳輸速率為8Mbps。這表明,隨著通信技術(shù)的進(jìn)步,“非數(shù)據(jù)鏈路”能夠而且正在提供所需的鏈接能力。

圖:美軍未來(lái)戰(zhàn)斗系統(tǒng)中的精確攻擊導(dǎo)彈(PAM)和待機(jī)攻擊導(dǎo)彈(LAM)采用SRW波形中的自適應(yīng)動(dòng)態(tài)自組網(wǎng)技術(shù),可以在飛行過(guò)程中動(dòng)態(tài)改變作戰(zhàn)任務(wù),從而能夠?qū)h(yuǎn)程移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行精確打擊。

(7) 無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)
無(wú)人機(jī)在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中的作用已經(jīng)被近年來(lái)的所有高科技局部戰(zhàn)爭(zhēng),如伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)、阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)、以色列“鑄鉛行動(dòng)”、格俄沖突所證實(shí)。美軍宣稱其F-35將會(huì)是最后一代有人戰(zhàn)機(jī)。我軍也在大力發(fā)展無(wú)人機(jī)技術(shù),并取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。
現(xiàn)代的高科技網(wǎng)絡(luò)化戰(zhàn)爭(zhēng)中,作戰(zhàn)焦點(diǎn)區(qū)域由空曠的野外轉(zhuǎn)為了城市巷戰(zhàn),小編成作戰(zhàn)單元(SUO),如一個(gè)班組,將成為作戰(zhàn)的主角,面對(duì)瞬間變化的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)要做出及時(shí)、正確的重新決策和遠(yuǎn)程火力呼叫,在此過(guò)程中,無(wú)人機(jī)(UAV)能夠以非常好的空中視角來(lái)完成偵查和決策支持,作用不可替代。

圖:城市作戰(zhàn)的復(fù)雜環(huán)境和無(wú)人偵查機(jī)控制,多架無(wú)人機(jī)協(xié)同將指令和偵查圖像等數(shù)據(jù)傳遞給作戰(zhàn)人員,從而有效進(jìn)行態(tài)勢(shì)感知和信息共享。

美國(guó)防部投資的異構(gòu)空基偵查小組(HART)項(xiàng)目,就是為此目的而展開(kāi)。一個(gè)班組通過(guò)將無(wú)人機(jī)彈射或拋擲出去,從而獲得所關(guān)心區(qū)域的態(tài)勢(shì)圖像,若區(qū)域較大,則要需要多個(gè)無(wú)人機(jī)協(xié)同自組網(wǎng)。

圖:手拋式微型無(wú)人偵查機(jī)和無(wú)人機(jī)自組網(wǎng)協(xié)同作戰(zhàn)

軍用傳感器網(wǎng)絡(luò)

信息技術(shù)正推動(dòng)著一場(chǎng)新的軍事變革。信息化戰(zhàn)爭(zhēng)要求作戰(zhàn)系統(tǒng)“看得明、反應(yīng)快、打得準(zhǔn)”,誰(shuí)在信息的獲取、傳輸、處理上占據(jù)優(yōu)勢(shì)(取得制信息權(quán)),誰(shuí)就能掌握戰(zhàn)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),能在多種場(chǎng)合滿足軍事信息獲取的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性、全面性等需求。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以協(xié)助實(shí)現(xiàn)有效的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知,滿足作戰(zhàn)力量“知己知彼”的要求。典型設(shè)想是用飛行器將大量微傳感器結(jié)點(diǎn)散布在戰(zhàn)場(chǎng)的廣闊地域,這些結(jié)點(diǎn)自組成網(wǎng),將戰(zhàn)場(chǎng)信息邊收集、邊傳輸、邊融合,為各參戰(zhàn)單位提供“各取所需”的情報(bào)服務(wù)。
根據(jù)白宮的信息技術(shù)專家介紹,計(jì)算機(jī)、通信及小型化技術(shù)進(jìn)步正引導(dǎo)美軍進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代,在防御技術(shù)上產(chǎn)生“革命性”效果。隸屬于總統(tǒng)辦公廳的國(guó)家信息技術(shù)研究與發(fā)展綜合辦公室主任大衛(wèi)?納爾遜說(shuō),無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),預(yù)示著為戰(zhàn)場(chǎng)上帶來(lái)新的電子眼和電子耳,“能夠在未來(lái)幾十年內(nèi)變革戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境”。

由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有密集型、隨機(jī)分布的特點(diǎn),使其非常適合應(yīng)用于惡劣的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中,使其非常適合應(yīng)用于惡劣的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中,包括偵察敵情、監(jiān)控兵力、裝備和物資,判斷生物化學(xué)攻擊等多方面用途。友軍兵力、裝備、彈藥調(diào)配監(jiān)視;戰(zhàn)區(qū)監(jiān)控;敵方軍力的偵察;目標(biāo)追蹤;戰(zhàn)爭(zhēng)損傷評(píng)估;核、生物和化學(xué)攻擊的探測(cè)與偵察等。
鑒于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事應(yīng)用的巨大作用,引起了世界許多國(guó)家的軍事部門(mén)、工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的極大關(guān)注。美國(guó)自然科學(xué)基金委員會(huì)2003年制定了傳感器網(wǎng)絡(luò)研究計(jì)劃,投資3400萬(wàn)美元,支持相關(guān)基礎(chǔ)理論的研究。美國(guó)國(guó)防部和各軍事部門(mén)都對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)給予了高度重視,在C4ISR的基礎(chǔ)上提出了C4KISR計(jì)劃,強(qiáng)調(diào)戰(zhàn)場(chǎng)情報(bào)的感知能力、信息的綜合能力和信息的利用能力,把傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)重要研究領(lǐng)域,設(shè)立了一系列的軍事傳感器網(wǎng)絡(luò)研究項(xiàng)目。美國(guó)英特爾公司、美國(guó)微軟公司等信息工業(yè)界巨頭也開(kāi)始了傳感器網(wǎng)絡(luò)方面的工作,紛紛設(shè)立或啟動(dòng)相應(yīng)的行動(dòng)計(jì)劃。日本、英國(guó)、意大利、巴西等國(guó)家也對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出了極大的興趣,紛紛展開(kāi)了該領(lǐng)域的研究工作。

在軍事應(yīng)用中,與獨(dú)立的衛(wèi)星和地面雷達(dá)系統(tǒng)相比,傳感器網(wǎng)絡(luò)的潛在優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)分布節(jié)點(diǎn)中多角度和多方位信息的綜合有效地提高了信噪比,這一直是衛(wèi)星和雷達(dá)這類獨(dú)立系統(tǒng)難以克服的技術(shù)問(wèn)題之一。
(2)傳感器網(wǎng)絡(luò)低成本、高冗余的設(shè)計(jì)原則為整個(gè)系統(tǒng)提供了較強(qiáng)容錯(cuò)能力。
(3)傳感器節(jié)點(diǎn)與探測(cè)目標(biāo)的近距離大大消除了環(huán)境噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響。
(4)節(jié)點(diǎn)中多種傳感器的混合應(yīng)用有利于提高探測(cè)的性能指標(biāo)。
(5)多節(jié)點(diǎn)聯(lián)合,形成覆蓋面積較大的實(shí)時(shí)探測(cè)區(qū)域。
(6)借助于個(gè)別具有移動(dòng)能力的節(jié)點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的調(diào)整能力,可以有效地消除探測(cè)區(qū)域內(nèi)的陰影和盲點(diǎn)。

這里收集了一些國(guó)家目前在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)軍事應(yīng)用方面的主要研究進(jìn)展:

1) 智能微塵(smart dust)
智能微塵(smart dust)是一個(gè)具有電腦功能的超微型傳感器,它由微處理器、無(wú)線電收發(fā)裝置和使它們能夠組成一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的軟件共同組成。將一些微塵散放在一定范圍內(nèi),它們就能夠相互定位,收集數(shù)據(jù)并向基站傳遞信息。近幾年,由于硅片技術(shù)和生產(chǎn)工藝的突飛猛進(jìn),集成有傳感器、計(jì)算電路、雙向無(wú)線通信模塊和供電模塊的微塵器件的體積已經(jīng)縮小到了沙粒般大小,但它卻包含了從信息收集、信息處理到信息發(fā)送所必需的全部部件。未來(lái)的智能微塵甚至可以懸浮在空中幾個(gè)小時(shí),搜集、處理、發(fā)射信息,它能夠僅依靠微型電池工作多年。智能微塵的遠(yuǎn)程傳感器芯片能夠跟蹤敵人的軍事行動(dòng),可以把大量智能微塵裝在宣傳品、子彈或炮彈中,在目標(biāo)地點(diǎn)撒落下去,形成嚴(yán)密的監(jiān)視網(wǎng)絡(luò),敵國(guó)的軍事力量和人員、物資的流動(dòng)自然一清二楚。

圖:智能塵埃,只有一個(gè)1元硬幣大小的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、無(wú)線通信、自組網(wǎng)傳輸?shù)哪芰?/span>。

2)目標(biāo)定位網(wǎng)絡(luò)
目標(biāo)定位網(wǎng)絡(luò)是戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)是美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局主導(dǎo)的一個(gè)項(xiàng)目,它將實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)和信息處理融合。項(xiàng)目的定量目標(biāo)是建立包括10 ~100萬(wàn)個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的可靠、實(shí)時(shí)、分布式應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)。這些節(jié)點(diǎn)包括連接傳感器和作動(dòng)器的物理和信息系統(tǒng)部件。該項(xiàng)目應(yīng)用了大量的微型傳感器、微電子、先進(jìn)傳感器融合算法、自定位技術(shù)和信息技術(shù)方面的成果。項(xiàng)目的長(zhǎng)期目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)傳感器信息的網(wǎng)絡(luò)中心分布和融合,顯著提高作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)感知能力。2003年該項(xiàng)目成功驗(yàn)證了能夠準(zhǔn)確定位敵方狙擊手的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),它采用多個(gè)廉價(jià)音頻傳感協(xié)同定位敵方射手并標(biāo)識(shí)在所有參戰(zhàn)人員的個(gè)人計(jì)算機(jī)中,三維空間的定位精度可達(dá)到1.5米,定位延遲達(dá)到2秒,甚至能顯示出敵方射手采用跪姿和站姿射擊的差異。

圖:狙擊手槍聲定位傳感器網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)區(qū)域俯視圖和三維模擬。周邊布置的聲音傳感器通過(guò)進(jìn)行自組網(wǎng)聯(lián)合檢測(cè),可以準(zhǔn)確獲知狙擊手的位置從而立即展開(kāi)還擊與抓捕。

美國(guó)Cyrano Sciences公司已將化學(xué)劑檢測(cè)和數(shù)據(jù)解釋組合到一種專有的芯片技術(shù)中,稱為Cyrano NoseChip?；谶@一技術(shù)可創(chuàng)建一個(gè)低成本的化學(xué)傳感器系統(tǒng),捕獲和解釋數(shù)據(jù),并提供實(shí)時(shí)告警,以應(yīng)付恐怖分子使用化學(xué)武器進(jìn)行的攻擊。該系統(tǒng)在前端使用一個(gè)C320手持傳感器負(fù)責(zé)收集有關(guān)化學(xué)劑的數(shù)據(jù),該傳感建有與后方筆記本電腦的無(wú)線連接,電腦上運(yùn)行著遠(yuǎn)程監(jiān)控和服務(wù)器程序。該系統(tǒng)使用IBM公司的無(wú)線通信設(shè)備WebSphere MQ Everyplace傳輸數(shù)據(jù),這個(gè)手持設(shè)備還可以小型化為微小結(jié)點(diǎn),部署到監(jiān)測(cè)環(huán)境中去,形成自主工作的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

圖:Cyrano NoseChip手持傳感器具有自組網(wǎng)功能,可以協(xié)作組網(wǎng)將化學(xué)武器信號(hào)傳遞給報(bào)警中心。

3)靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)

“靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)”(SSW: Smart Sensor Web)是美國(guó)陸軍提出的針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的需求所開(kāi)發(fā)的新型傳感器網(wǎng)絡(luò)。其基本思想是在戰(zhàn)場(chǎng)上布設(shè)大量的傳感器以收集和中繼信息,并對(duì)相關(guān)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾,然后再把那些重要的信息傳送到各數(shù)據(jù)融合中心,從而將大量的信息集成為一幅戰(zhàn)場(chǎng)全景圖,當(dāng)參戰(zhàn)人員需要時(shí)可分發(fā)給他們,使其對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的感知能力大大提高。

SSW系統(tǒng)作為一個(gè)軍事戰(zhàn)術(shù)工具可向戰(zhàn)場(chǎng)指揮員提供一個(gè)從大型傳感器矩陣中得來(lái)的動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)庫(kù),并及時(shí)向相關(guān)作戰(zhàn)人員提供實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)信息,包括通過(guò)有人和無(wú)人駕駛的地面車輛、無(wú)人駕駛飛機(jī)、空中、海上及衛(wèi)星中得到的高分辨率數(shù)字地圖、三維地形特征、多重頻譜圖形等信息。系統(tǒng)軟件將采用預(yù)先制定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)解讀傳感器的內(nèi)容,將它們與諸如公路、建筑、天氣、單元位置等前后相關(guān)信息,以及由其他傳感器輸入的信息相互關(guān)聯(lián),從而為交戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)提供諸如開(kāi)火、裝甲車的行動(dòng)以及爆炸等觸發(fā)傳感器的真實(shí)事件的實(shí)時(shí)信息。

SSW系統(tǒng)是關(guān)于傳感器基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的集成,這種集成是通過(guò)主體交互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。例如,一個(gè)被觸發(fā)的傳感器主體可能會(huì)要求在其范圍內(nèi)激活其他傳感器,達(dá)到對(duì)前后相關(guān)信息的澄清和確認(rèn),該要求信息同來(lái)自氣候或武器層的SSW中的信息相結(jié)合,就生成一幅有關(guān)作戰(zhàn)環(huán)境的全景圖。

圖:靈巧傳感器網(wǎng)絡(luò)使軍隊(duì)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的感知能力大大提高。

4)無(wú)人值守傳感器群
2005年春夏之交那段日子,美國(guó)內(nèi)華達(dá)州Fallon海航站訓(xùn)練場(chǎng)各種各樣的典型雷達(dá)都以不同的姿態(tài)在運(yùn)轉(zhuǎn)。而此刻在訓(xùn)練場(chǎng)各處隱蔽著的許多咖啡罐般大小的傳感器卻正在檢驗(yàn)自己探測(cè)雷達(dá)信號(hào)的能力。這是美國(guó)防部和BAE公司在聯(lián)合進(jìn)行“狼群”試驗(yàn)?！袄侨骸笔悄切┚W(wǎng)絡(luò)化的咖啡罐大小的地面?zhèn)鞲衅鳌＿@種叫“狼群”的網(wǎng)絡(luò)化地面?zhèn)鞲衅鞯菆?chǎng),標(biāo)志著電子戰(zhàn)領(lǐng)域有了戰(zhàn)術(shù)和技術(shù)的最新突破。

圖:狼群自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(飛狼和地面狼),通過(guò)無(wú)人機(jī)撒播或地面遠(yuǎn)程投擲,遍布在地方雷達(dá)站四周的“狼群”便可以通過(guò)自組網(wǎng)技術(shù)協(xié)作有效干擾敵方雷達(dá),使得敵方變?yōu)椤懊@子”和“瞎子”,從而方寸大亂,近年來(lái)的高科技局部戰(zhàn)爭(zhēng)都證明了這一結(jié)論。

伊拉克反美武裝利用商用步話機(jī)進(jìn)行組織聯(lián)絡(luò),增加了美軍傷亡。這種步話機(jī)體積很小,成本只有100美元,頻率40~50兆赫,通信距離10公里。由于它的信號(hào)為直序、擴(kuò)頻信號(hào),低于背景噪音,美軍現(xiàn)裝備的擅長(zhǎng)捕捉常規(guī)信號(hào)的系統(tǒng)很難對(duì)它進(jìn)行有效監(jiān)視?！袄侨骸逼鸪蹙褪菫榱藢?duì)付這種低功率通信威脅而開(kāi)發(fā)的,之后又增加了巷戰(zhàn)、電子攻擊等功能。BAE公司先研制出了一種能偵聽(tīng)敵方雷達(dá)和通信的小型地面?zhèn)鞲衅?稱之為“狼”。

“狼”是單只高304.8毫米、直徑120毫米的罐狀體小型化硬件。5只安裝了升級(jí)軟件的“狼”分布在臨近的地方,組成了一個(gè)“狼群”,其中1只“狼”按預(yù)編程序要求成為“頭狼”。“狼群”中的“狼”實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)網(wǎng),相互間可進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)。一只“狼”出了故障或遭敵毀壞,另外的“狼”可接替它的工作?！袄侨骸贝_定探測(cè)目標(biāo)的識(shí)別、定位,并由“頭狼”向更大的網(wǎng)絡(luò)或傳感控制中心傳送獲得的信息。

“狼群”工作頻段覆蓋范圍為30MHz~20GHz,也就是說(shuō)覆蓋了現(xiàn)有常用的雷達(dá)和通信工作頻率,因而能對(duì)目標(biāo)的通信和雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視和搜集。“狼群”是自治的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò),能根據(jù)需要對(duì)“狼”調(diào)整分配任務(wù)。它可對(duì)正在運(yùn)行的敵方通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析,確定敵方使用電子系統(tǒng)的工作模式和節(jié)點(diǎn),并通過(guò)圖形在操作控制臺(tái)上顯示。“狼群”對(duì)目標(biāo)輻射源的定位精度可確保己方火力百發(fā)百中。
將“狼群”轉(zhuǎn)化成具有機(jī)載電子攻擊能力的最佳途徑是“狼群”借助航空器升空。BAE公司為此研制出了“飛狼”無(wú)人機(jī)?！帮w狼”是種直徑為1.22米、能垂直升降的小型無(wú)人機(jī),因嵌入“狼”傳感器而得名。每架“飛狼”嵌入一只“狼”,幾架“飛狼”組成一個(gè)“飛狼群”?！帮w狼群”具有機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn),可到“狼群”不便布設(shè)的水域或地形復(fù)雜地區(qū)上空遂行電子戰(zhàn)任務(wù)。它可重新部署回收。如果將地面“狼群”網(wǎng)絡(luò)與空中“飛狼”聯(lián)網(wǎng),就會(huì)在更大空間掌握電子戰(zhàn)主動(dòng)權(quán)。

圖:狼群自組網(wǎng)試驗(yàn)地圖,通過(guò)撒播出去的“狼”自動(dòng)聯(lián)網(wǎng),相互協(xié)作完成預(yù)定任務(wù),實(shí)施電子干擾和信息戰(zhàn)

5)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境偵察與監(jiān)視系統(tǒng)
美國(guó)陸軍最近確立了“戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境偵察與監(jiān)視系統(tǒng)”項(xiàng)目.該系統(tǒng)是一個(gè)智能化傳感器網(wǎng)絡(luò),可以更為詳盡、準(zhǔn)確地探測(cè)到精確信息,如一些特殊地形地域的特種信息(登陸作戰(zhàn)中敵方岸灘的翔實(shí)地理特征信息,叢林地帶的地面堅(jiān)硬度、干濕度)等,為更準(zhǔn)確地制定戰(zhàn)斗行動(dòng)方案提供情報(bào)依據(jù).它通過(guò)“數(shù)字化路標(biāo)”作為傳輸工具,為各作戰(zhàn)平臺(tái)與單位提供“各取所需”的情報(bào)服務(wù),使情報(bào)偵察與獲取能力產(chǎn)生質(zhì)的飛躍.該系統(tǒng)組由撒布型微傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、機(jī)載和車載型偵察與探測(cè)設(shè)備等構(gòu)成.

6)傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)
美國(guó)海軍最近也確立了“傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)”研究項(xiàng)目.傳感器組網(wǎng)系統(tǒng)的核心是一套實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng).該系統(tǒng)可以利用現(xiàn)有的通信機(jī)制對(duì)從戰(zhàn)術(shù)級(jí)到戰(zhàn)略級(jí)的傳感器信息進(jìn)行管理,而管理工作只需通過(guò)一臺(tái)專用的商用便攜機(jī)即可,不需要其他專用設(shè)備.該系統(tǒng)以現(xiàn)有的帶寬進(jìn)行通信,并可協(xié)調(diào)來(lái)自地面和空中監(jiān)視傳感器以及太空監(jiān)視設(shè)備的信息.該系統(tǒng)可以部署到各級(jí)指揮單位.

7)防生化網(wǎng)絡(luò)
2002年5月,美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與美國(guó)能源部合作,共同研究能夠盡早發(fā)現(xiàn)以地鐵、車站等場(chǎng)所為目標(biāo)的生化武器襲擊,并及時(shí)采取防范對(duì)策的系統(tǒng).該研究屬于美國(guó)能源部恐怖對(duì)策項(xiàng)目的重要一環(huán).該系統(tǒng)融檢測(cè)有毒氣體的化學(xué)傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體.安裝在車站的傳感器一旦檢測(cè)到某種有害物質(zhì),就會(huì)自動(dòng)向管理中心通報(bào),自動(dòng)進(jìn)行引導(dǎo)旅客避難的廣播,并封鎖有關(guān)入口等.該系統(tǒng)除了能夠在專用管理中心進(jìn)行監(jiān)視之外,還可以通過(guò)WWW進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視.

8)網(wǎng)狀傳感器系統(tǒng)CEC
美國(guó)海軍最近開(kāi)展的網(wǎng)狀傳感器系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)能力(CEC)是一項(xiàng)革命性的技術(shù).CEC是一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò),其感知數(shù)據(jù)是原始的雷達(dá)數(shù)據(jù).該系統(tǒng)適用于艦船或飛機(jī)戰(zhàn)斗群攜帶的電腦進(jìn)行感知數(shù)據(jù)的處理.每艘戰(zhàn)船不但依賴于自己的雷達(dá),還依靠其他戰(zhàn)船或者裝載CEC的戰(zhàn)機(jī)來(lái)獲取感知數(shù)據(jù).例如,一艘戰(zhàn)船除了從自己的雷達(dá)獲取數(shù)據(jù)以外,還從艦船戰(zhàn)斗群的20個(gè)以上的雷達(dá)中獲取數(shù)據(jù),也可以從鳥(niǎo)瞰戰(zhàn)場(chǎng)的戰(zhàn)機(jī)上獲取數(shù)據(jù).空中的傳感器負(fù)責(zé)偵察更大范圍的低空目標(biāo),這些傳感器也是網(wǎng)絡(luò)中重要的一部分.利用這些數(shù)據(jù)合成圖片具有很高的精度.由于CEC可以從多方面探測(cè)目標(biāo),極大地提高了測(cè)量精度.利用CEC數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確地?fù)糁心繕?biāo).CEC還可以快速而準(zhǔn)確地跟蹤混亂戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境中的敵機(jī)和導(dǎo)彈,使戰(zhàn)船可以擊中多個(gè)地平線或地平線以上近海面飛行的超聲波目標(biāo).因此,即使是今天最先進(jìn)的反艦巡航導(dǎo)彈也會(huì)被實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)到并被擊中.

9)沙地直線(A Line in the Sand)
2003年8月,俄亥俄州開(kāi)發(fā)“沙地直線”(A Line in the Sand),這是一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局的資助下,這個(gè)系統(tǒng)能夠散射電子絆網(wǎng)到任何地方,也就是到整個(gè)戰(zhàn)場(chǎng),以偵測(cè)運(yùn)動(dòng)著的高金屬含量目標(biāo)。這種能力意味著一個(gè)特殊的軍事用途,例如偵察和定位敵軍坦克和其他車輛。這項(xiàng)技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用可能,正如所提及的這些現(xiàn)象,它不僅可以感覺(jué)到運(yùn)動(dòng)的或靜止的金屬,而且可以感覺(jué)到聲音、光線、溫度、化學(xué)物品,以及動(dòng)植物的生理特征。

10)C4ISRT系統(tǒng)
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究直接推動(dòng)了以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為核心的新軍事革命,誕生了網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)的思想和體系。傳感器網(wǎng)絡(luò)將會(huì)成為C4ISRT(指令、控制、通信、計(jì)算、智能、監(jiān)視、偵查和瞄準(zhǔn))系統(tǒng)不可或缺的一部分.C4ISRT系統(tǒng)的目標(biāo)是利用先進(jìn)的高科技技術(shù),為未來(lái)的現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)設(shè)計(jì)一個(gè)集命令、控制、通信、計(jì)算、智能、監(jiān)視、偵察和定位于一體的戰(zhàn)場(chǎng)指揮系統(tǒng),受到了軍事發(fā)達(dá)國(guó)家的普遍重視.因?yàn)閭鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)是由密集型、低成本、隨機(jī)分布的節(jié)點(diǎn)組成的,自組織性和容錯(cuò)能力使其不會(huì)因?yàn)槟承┕?jié)點(diǎn)在惡意攻擊中的損壞而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰,這一點(diǎn)是傳統(tǒng)的傳感器技術(shù)所無(wú)法比擬的,也正是這一點(diǎn),使傳感器網(wǎng)絡(luò)非常適合應(yīng)用于惡劣的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中,包括監(jiān)控我軍兵力、裝備和物資,監(jiān)視沖突區(qū),偵察敵方地形和布防,定位攻擊目標(biāo),評(píng)估損失,偵察和探測(cè)核、生物和化學(xué)攻擊.在戰(zhàn)場(chǎng),指揮員往往需要及時(shí)準(zhǔn)確地了解部隊(duì)、武器裝備和軍用物資供給的情況,鋪設(shè)的傳感器將采集相應(yīng)的信息,并通過(guò)匯聚節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)送至指揮所,再轉(zhuǎn)發(fā)到指揮部,最后融合來(lái)自各戰(zhàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)形成我軍完備的戰(zhàn)區(qū)態(tài)勢(shì)圖.
在戰(zhàn)爭(zhēng)中,對(duì)沖突區(qū)和軍事要地的監(jiān)視也是至關(guān)重要當(dāng)然,也可以直接將傳感器節(jié)點(diǎn)撒向敵方陣地,在敵方還未來(lái)得及反應(yīng)時(shí)迅速收集利于作戰(zhàn)的信息.傳感器網(wǎng)絡(luò)也可以為火控和制導(dǎo)系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的目標(biāo)定位信息.在生物和化學(xué)戰(zhàn)中,利用傳感器網(wǎng)絡(luò)及時(shí)、準(zhǔn)確地探測(cè)爆炸中心將會(huì)為我軍提供寶貴的反應(yīng)時(shí)間,從而最大可能地減小傷亡.傳感器網(wǎng)絡(luò)也可避免核反應(yīng)部隊(duì)直接暴露在核輻射的環(huán)境中.

11)先進(jìn)布放式系統(tǒng)、瀕海機(jī)載超光譜傳感器和遠(yuǎn)程微光成像系統(tǒng)
美海軍已經(jīng)選定多種水下系統(tǒng)和無(wú)人操作系統(tǒng),這些系統(tǒng)將于明年進(jìn)行試驗(yàn),以促進(jìn)服役裝備的現(xiàn)代化計(jì)劃。海軍還選定了要開(kāi)展的若干技術(shù)研究項(xiàng)目,分別應(yīng)用于反潛戰(zhàn)中的高優(yōu)先領(lǐng)域、水下通信及無(wú)人潛航器。
對(duì)于反潛戰(zhàn),美國(guó)海軍將對(duì)三種系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn),使目前服役的裝備形成一個(gè)水下傳感器網(wǎng)絡(luò),能夠快速有效的偵察敵方潛艇。它們是"先進(jìn)布放式系統(tǒng)"(ADS)、"瀕海機(jī)載超光譜傳感器"(LASH)和"遠(yuǎn)程微光成像系統(tǒng)"。ADS是一種被動(dòng)水下聲學(xué)傳感器網(wǎng)絡(luò)。它可以提供實(shí)時(shí)信息,在瀕海區(qū)域監(jiān)視敵方潛艇和水面艦艇。該系統(tǒng)正由洛克希德?馬丁公司研制,美海軍計(jì)劃把它部署在未來(lái)瀕海作戰(zhàn)艦上。
LASH系統(tǒng)利用非聲超光譜傳感器提供近實(shí)時(shí)的目標(biāo)探測(cè)、分類和識(shí)別,用于反潛戰(zhàn)、搜索和營(yíng)救,及區(qū)域繪圖。而非聲RULLI系統(tǒng)采用光子密度測(cè)量法來(lái)探測(cè)微光條件下和黑暗中的物體。在改善水下通信的速度和深度方面,將從以下四個(gè)項(xiàng)目對(duì)技術(shù)進(jìn)行測(cè)試:"海洋網(wǎng)絡(luò)/子數(shù)據(jù)鏈2004"(SeaWeb/Sublink2004)、"戰(zhàn)術(shù)控制網(wǎng)絡(luò)水聲信息鏈"(TCN Hail)、"一次性系索浮標(biāo)"和"先進(jìn)聲通信系統(tǒng)"。
對(duì)現(xiàn)役裝備來(lái)說(shuō),"海洋網(wǎng)"是一種可自由部署的水下網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。它可以提供水下指揮、控制、通信和導(dǎo)航,采用"遠(yuǎn)程聲吶調(diào)制解調(diào)器",能夠利用固定或移動(dòng)的水下節(jié)點(diǎn)通過(guò)聲傳播來(lái)實(shí)現(xiàn)通信。
通信的速度和深度對(duì)于潛艇的發(fā)展來(lái)說(shuō)至關(guān)重要,特別是改善了潛艇只能在海洋表面或潛望鏡深度以內(nèi)才可以通過(guò)衛(wèi)星的無(wú)線電頻率通信的問(wèn)題。
同樣,TCN Hail也是利用聲學(xué)技術(shù),而利用無(wú)線電通信頻率的"一次性系索浮標(biāo)"正在被發(fā)展成為供低成本的系索浮標(biāo)系統(tǒng),可為潛航的潛艇提供實(shí)時(shí)通信。

12)NASA/JPL(噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室)傳感器網(wǎng)

圖:NASA的空間探索計(jì)劃中無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用模式示意圖

計(jì)劃始于1997年,NASA對(duì)傳感器網(wǎng)的興趣源自他們本希望在行星上部署這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò),而不是地球。NASA(美國(guó)航空航天局)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的8位工程師組成的團(tuán)隊(duì)正致力于新一代無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)發(fā)。用這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)幫助控制環(huán)境和工業(yè)過(guò)程的潛力非常大。根據(jù)NASA/JPL,傳感器網(wǎng)的設(shè)計(jì)可以把對(duì)許多環(huán)境的監(jiān)控和控制擴(kuò)展到許多領(lǐng)域,包括農(nóng)業(yè)和生態(tài)學(xué),安全和國(guó)土防御,也包括太空探索。目前為止傳感器網(wǎng)只是以監(jiān)控角色進(jìn)行部署,不過(guò)其技術(shù)的核心概念已被證明可靠。現(xiàn)在科研小組正在進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將傳感器網(wǎng)絡(luò)的功能從單純監(jiān)控?cái)U(kuò)展到對(duì)周圍環(huán)境做出反應(yīng)并進(jìn)行控制。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)源于軍事應(yīng)用,在軍事應(yīng)用中也最成熟。以上是對(duì)美國(guó)到目前為止在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軍事應(yīng)用進(jìn)行的初步總節(jié),相信在不遠(yuǎn)的未來(lái)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事中的應(yīng)用將更加廣泛和更加重要。

13)軍隊(duì)后勤物流RFID網(wǎng)
RFID就是我們通常所說(shuō)的射頻技術(shù),是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID系統(tǒng)通常由標(biāo)簽(TAG)、讀寫(xiě)器(Reader)、天線、中間件等幾部分組成。由于其利用無(wú)線電波來(lái)傳送識(shí)別信息,不受空間限制,其最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以對(duì)高速移動(dòng)的遠(yuǎn)距離目標(biāo)進(jìn)行非接觸式識(shí)別,這點(diǎn)是條碼等任何其他自動(dòng)識(shí)別技術(shù)所不具備的。正是由于這一特性,RFID可以解決很多數(shù)據(jù)采集的瓶頸問(wèn)題,因此在軍事物流領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
目前,就美軍而言其后勤系統(tǒng)將自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、全球運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)、聯(lián)合資源信息庫(kù)和決策支撐系統(tǒng)等綜合在一起,依托其全球資產(chǎn)可視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在儲(chǔ)資產(chǎn)、周轉(zhuǎn)資產(chǎn)和在運(yùn)資產(chǎn)的可視化,并向各級(jí)指揮員、物資管理部門(mén)、武器系統(tǒng)管理部門(mén)及相關(guān)用戶提供全部資產(chǎn)信息,包括其所在位置、類別、數(shù)量、狀況、特點(diǎn)等,從而使得相關(guān)部門(mén)可以全程跟蹤人員、裝備和物資等,并指揮和控制其接受、分發(fā)和使用,也就是通過(guò)這種技術(shù)系統(tǒng),美軍隨時(shí)掌握和配發(fā)所有彈藥物資,使物資的供應(yīng)和管理具有較高的透明度,使得后勤無(wú)后顧之憂,大大提高了保障的時(shí)效性。正是這種可視化的系統(tǒng),建造了一條戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)各個(gè)層次的軍事行動(dòng)的后勤供應(yīng)可視性信息鏈。
軍事倉(cāng)儲(chǔ)是軍事物流領(lǐng)域的重要組成部分,RFID在軍事倉(cāng)儲(chǔ)中的應(yīng)用可以改變我軍當(dāng)前傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)方式,極大的提高我軍倉(cāng)儲(chǔ)的效能。

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