美軍藍軍跟蹤系統的發展及其啟示

湯亞鋒, 于小紅, 戴志廣

(1.裝備學院航天裝備系,北京101416; 2.裝備學院航天指揮系,北京101416; 3.66131部隊)

美軍藍軍跟蹤系統的發展及其啟示

湯亞鋒1, 于小紅2, 戴志廣3

(1.裝備學院航天裝備系,北京101416; 2.裝備學院航天指揮系,北京101416; 3.66131部隊)

基于衛星通信的藍軍跟蹤(blue force tracking,BFT)系統是美軍已成功應用并在不斷發展的指揮控制系統之一,也是網絡中心戰的重要支撐基礎?？偨Y了美國“21世紀部隊旅及旅以下指揮控制系統——藍軍跟蹤”(the force XXI battle command brigade and below-blue force tracking,FBCB2-BFT)系統的發展歷程及其特點,分析了系統的應用效益及其不足之處,在此基礎上得出了幾點我國發展類似系統的啟示。

藍軍跟蹤系統;指揮控制;啟示

“我在哪里?我的部隊和其他友鄰部隊在哪里?敵人在哪里,哪條是攻擊敵人的最佳路線?”能否快速而準確地回答這3個與地理定位有關的問題往往決定了戰斗的勝負命運[1]1。在全球定位系統(global position system,GPS)出現之前,地理定位信息大部分依靠地圖和指南針確定; GPS出現之后,自定位不再是問題,對友軍的定位則還依賴于通信網絡的能力;而要判斷敵人在哪里,不僅涉及定位問題,還涉及目標識別問題。美軍基于衛星通信的藍軍跟蹤系統即“21世紀部隊旅及旅以下指揮控制系統——藍軍跟蹤”(FBCB2-BFT),為解決“我在哪里?我的部隊和其他友鄰部隊在哪里?”提供了技術途徑,為解決“敵人在哪里,哪條是攻擊敵人的最佳路線?”提供了基礎平臺,能夠確保部隊獲得優越的態勢感知與共享能力,從而顯著提高指揮控制效果。該系統在阿富汗和伊拉克戰場得到了成功的應用,促使其成為以美國為代表的軍事強國大力發展的戰場指揮控制系統之一。嚴格來說,藍軍跟蹤(BFT)系統是對所有具備己方部隊跟蹤能力的系統的通稱[2],但本文參照文獻[3]僅特指FBCB2-BFT。

1 發展歷程及特點

1.1 發展歷程

按照技術特點的不同,藍軍跟蹤系統經歷了如下3個發展階段。

1.1.1 探索階段(約1995-2000年)

第1階段是探索階段。這一階段的特點是,以數字化FBCB2指控系統為基礎,利用Ku波段衛星通信能力,建立了藍軍跟蹤系統雛形。美陸軍數字化部隊在1995年首次使用基于增強型位置報告系統的標準型FBCB2,該系統不具備視線外通信能力,難以適應巴爾干地區的復雜地形,因此美陸軍提出了巴爾干數字化倡議(Balkan digital initiate,BDI),開始研制增強信息系統(enhanced information system,EIS),此即藍軍跟蹤系統的前身。該系統使用中心輻射式體系結構,即由網絡管理中心和若干終端組成。其中網絡管理中心位于美陸軍駐歐司令部,它負責將所有藍軍定位信息融合在一張圖上;終端加裝在戰車上,由GPS接收機、Ku波段衛星收發機及FBCB2軟硬件平臺組成,實現了數字地圖上藍方位置的跟蹤和顯示?？扑魑謶馉幤陂g,大約有600輛戰車安裝了該系統,能力得到初步顯現[4]。

1.1.2 實用階段(2001-2006年)

第2階段是實用階段,即第一代藍軍跟蹤系統(BFT-1)階段。這一階段的特點是,使用L波段衛星通信代替Ku波段衛星通信,同時建立了用于全球藍軍信息融合的天基藍軍跟蹤任務管理中心[5]。L波段衛星通信具有通信覆蓋范圍更廣、通信速率更高、技術成熟度較高等優勢。該系統仍然使用中心輻射式體系結構,但網絡操作中心增加到3個。除了位于陸軍戰略司令部的天基藍軍跟蹤任務管理中心以外,在德國和科威特各有一個作戰中心負責融合藍軍定位數據再回傳給網上所有平臺。該系統分別在阿富汗和伊拉克部署了210套和1 242套[1]7,大大提高了地面部隊的機動速度和執行遠距離戰斗行動的能力,獲得了一線指戰員的廣泛贊譽。

1.1.3 技術升級階段(約2007年至今)

第3階段是技術升級階段,即第二代藍軍跟蹤系統(BFT-2)階段。這一階段的特點是,在BFT-1的基礎上優化系統體系結構,大幅提升通信能力,提高軟硬件水平,增加橫向集成度。BFT-2的改進主要包括：一是改變藍軍信息傳輸路由。在BFT-1中藍軍定位信息在衛星地面站接收之后,需傳輸到網絡管理中心進行融合,再傳回各個終端;而BFT-2中這部分信息在地面站直接融合后回傳,因此數據更新率由數分鐘減少至數秒。二是采用新技術,提高數據吞吐量。Via-Sat公司基于Arc Light擴頻技術,設計了全雙工L波段收發機,顯著提升了傳輸速率(前向速率由2.4 kb/s提升到大于122 kb/s),并在同樣空間能力情況下可使終端數量提高10倍。三是研制新的平臺軟件。由原FBCB2軟件升級到聯合戰斗指揮平臺(joint battle command-platform, JBC-P)軟件(已于2012年7月進入生產部署階段),新軟件可實現不同軍種系統間的互聯互通。目前,美軍正在為近10萬套指控平臺更新藍軍跟蹤系統,屆時將有82%的平臺使用BFT-2技術,其余的18%仍將使用地面無線電網絡[6]29。

1.2 發展特點

1.2.1 始終以提高態勢共享能力為發展重心

一致的態勢感知是實現一致決策和行動的前提。因此,美軍始終將提高態勢共享能力作為發展藍軍跟蹤系統的重心。FBCB2發展之初,使用地面無線電網絡實現數十千米范圍內友鄰部隊的跟蹤;伊拉克戰爭中,隨著部隊信息化程度提高,對指控范圍和機動速度的要求提高了,于是將衛星通信能力引入系統,實現了數百千米范圍內友鄰部隊的態勢共享;隨著軍兵種間聯合程度的加深,美軍又對系統更新換代,提高信息傳輸速度、系統橫向集成度,確保聯合部隊能更快、更好地共享態勢,應對未來戰場的挑戰。

1.2.2 始終以實戰和集成試驗作為檢驗系統的主要手段

美軍通過實戰和集成試驗等活動,不斷發現系統的問題,并通過技術手段改進,使之日益完善。例如,通過伊拉克戰爭,美軍發現了系統的信息更新速率慢、數據率較低以及與其他信息系統兼容性差等問題后,美軍馬上開始改進藍軍跟蹤系統。通過聯合藍軍態勢感知(joint blue force situational awareness,JBFSA)先進概念技術演示項目,研究不同藍軍跟蹤系統信息的集成與分發技術,通過給Comtech、ViaSat等公司提供合同升級系統網絡及終端設備等,促使了藍軍跟蹤系統性能的全面提升。2011年以來,美軍每半年開展一次網絡集成試驗(network integrated experiment,NIE)[7],先后測試了FBCB2的改進版FBCB2-JCR(FBCB2-joint capability release)、JBC-P及其手持版等藍軍跟蹤系統的軟硬件能力,推動了藍軍跟蹤系統的持續發展。

1.2.3 始終將實用性、經濟性和保密性作為平衡系統發展的重要指標

藍軍跟蹤系統應用在戰術層面,而到目前為止美軍的戰術通信資源都是有限的,如果要確保藍軍跟蹤系統的保密性而使用軍事衛星,則系統實用性和經濟性會大打折扣。因此,美軍在研制藍軍跟蹤系統時,始終將實用性、經濟性和保密性平衡考慮。一方面充分倚重商業公司的力量,通過引入商業競爭,使用最先進的IT技術,確保了系統的經濟實用,如大幅減輕重量、使用觸摸式操作屏等;另一方面,通過軟加密、與保密信息系統單向聯通等手段,既保證了基本滿足軍事需求,又有效控制了成本。

2 系統的應用效益與不足分析

2.1 系統的應用效益

2.1.1 顯著增加了戰場態勢感知能力

藍軍跟蹤系統提供了精確的定位信息、數字地圖導航能力等,改善了信息的使用質量,同時通過衛星通信為大范圍、快速機動、分散作戰的部隊實現態勢共享提供了有效手段,能夠從戰術層次直到戰略層次提供一致的通用作戰圖。態勢共享促進了態勢理解,提高了決策速度,從而提高了任務效率。比如在“自由伊拉克行動”的機動階段,第3機械化步兵師的特遣隊攻下“目標桃子”(通往巴格達的一座橋梁)后,指揮官馬爾康中校通過藍軍跟蹤系統發現跟進的第2旅戰斗隊改變了預定的行軍路線,判斷其碰到了麻煩,從而加強了對橋梁的防守,為隨后有效抵御2個共和國衛隊旅的攻擊贏得了先機,挫敗了伊軍的反撲[8]。

2.1.2 顯著提高了指揮控制效果

藍軍跟蹤系統自動更新部隊的位置,減少了各級部隊間大量的位置和態勢報告工作,改善了作戰程序,提高了組織效率。比如“自由伊拉克行動”期間,美第5軍和第3機械化步兵師由于享受到了遠超“沙漠風暴行動”期間的網絡優勢,從而獲得了此前無法想象的協同和聯合作戰能力。有指揮官表示,沒有藍軍跟蹤系統,他們需要80%時間用于迎敵的機動,只有20%的時間準備戰斗,而有了該系統之后,他們需要20%時間用于迎敵的機動,而有80%的時間準備戰斗[6]30。此外,藍軍跟蹤系統還擴大了指揮官的指揮控制范圍,為美軍與其他盟友之間的協同作戰提供了有力的手段。

2.1.3 顯著減少了友軍誤傷

由于藍軍跟蹤系統能很好地區分友軍、敵軍,能做到“知己知彼”,因此大大減少了誤傷事件的發生。在“自由伊拉克行動”中,只有1名士兵被友軍直接射殺,而“沙漠風暴”行動中,友軍共造成35死72傷[1]11。

2.2 系統的不足分析

2.2.1 不能與保密網絡雙向互聯

盡管FBCB2與陸軍戰斗指揮系統(army battle command system,ABCS)雙向互聯,但藍軍跟蹤數據通過商業衛星傳輸,不能直接與陸軍戰斗指揮系統或全球指揮控制系統等保密網絡相連,為部隊的使用帶來了不便。近年來,美軍在JBC-P中使用內嵌式加密設備KGV-72,改善了L波段衛星網絡的保密性,但還是沒有從根本上解決問題。造成該問題的主要原因是美軍戰術衛星通信能力的制約。美陸軍已經意識到了這一點,并正在研究建立第三代藍軍跟蹤系統BFT-3,計劃充分利用軍事衛星通信能力來提升系統能力。

2.2.2 不能有效識別敵人及未裝備該系統的友軍和平民

伊拉克戰爭中,敵方信息需要根據情報偵察的結果通過手工方式輸入系統,加上許多士兵培訓不足,使得界面上顯示的幾乎全是己方信息;此外還出現了美軍攻打英軍的情形,因為系統無法識別未裝備該系統終端的英軍。該問題一方面是系統發展初期裝備配備不足引起的,另一方面是對敵情報偵察不足引起的,除非進一步提高情報偵察的手段和能力,否則這個問題不可避免。

2.2.3 信息鏈路存在一定的脆弱性

藍軍定位信息的獲得依賴于GPS信號,而GPS信號可被俄制干擾機輕易干擾;同時L波段商業衛星鏈路和網絡也較容易被攻擊。這是系統本身不足造成的本質缺陷,只有通過提高空間系統和地面系統的能力、創新戰術戰法等手段才能有效避免。

3 啟 示

美軍通過實戰證明了藍軍跟蹤系統在作戰指揮中的巨大價值。我國一些機構利用“北斗”系統的導航定位和短報文通信能力,建立了應用于指揮控制、車輛監控、救災指揮調度等具備人員、車輛跟蹤和監控能力的系統[9-10],有的已具備了與美藍軍跟蹤系統相似的功能。在近幾年汶川地震、舟曲泥石流等自然災害的搶險救災中,基于“北斗”的救災應急指揮調度系統發揮了至關重要的作用,但也暴露了不少問題。因此,有必要借鑒美軍藍軍跟蹤系統建設的經驗和教訓,結合我國已有的建設實際,建立一套標準統一、技術先進的己方跟蹤系統,既能滿足部隊作戰需要,又能為國家應急響應服務。

首先,要注重體系建設,明確管理體制。美軍在伊拉克戰爭中發現了不同軍種間藍軍跟蹤系統存在不能互聯互通互操作的問題,影響了聯合作戰的效果。我國在前期的系統建設中也存在各部門、各行業獨自發展的問題,尤其是汶川地震中發現了不同系統間存在嚴重的互聯互通問題,制約了救災的進程和效果。因此,我國也應當在國家、總部層面達成共識,確立主管部門,加緊系統體系設計,制定技術標準、規范、發展指南等,盡快建立一套標準統一、技術先進的己方跟蹤系統。

其次,要注重不同通信手段的綜合使用,提高系統適應性。由于“北斗”系統具備短報文通信能力,不少單位研制己方跟蹤系統時都是直接使用其通信能力,這種方式雖具有體系結構簡單的優點,但是“北斗”的通信能力有限,限制了系統的整體能力。按照美軍小范圍內使用陸基無線電手段、大范圍內使用衛星通信的特點,我國也應在系統中充分綜合陸基、天基通信手段,尤其是充分利用現有衛星通信資源?！氨倍贰毕到y的通信能力可作為最低限度通信手段,提供應急通信能力,提高系統在不同環境下的適應能力。

最后,要通過推廣應用,促進系統的良性發展。美軍藍軍跟蹤系統先后歷經了科索沃戰爭、阿富汗戰爭、伊拉克戰爭,直到今天仍在阿富汗戰場以及各類演習訓練活動中廣泛使用,通過不斷解決應用中出現的問題,促進了系統性能的不斷提升。我們應在演習訓練中大膽使用新裝備、新系統,并通過支援搶險救災或重大應急事件,不斷積累系統建設和使用的經驗教訓,最終形成一套全國、全軍通用的己方跟蹤系統。

4 結束語

利用衛星通信實現己方跟蹤的信息系統對聯合部隊的態勢感知、態勢共享至關重要。本文對美軍的藍軍跟蹤系統進行了總結,通過分析比較系統的優劣之處,為發展該類系統提供了啟示和借鑒。我們應當充分利用信息化建設快速發展的契機,大膽創新,探索己方跟蹤的技術手段和應用模式,為提高部隊聯合程度奠定基礎。

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[4]CONATSER J L,GRIZIO V E.Force XXI battle command brigade and below-blue force tracking(FBCB2-BFT)：a case study in the accelerated acquisition of a digital command and control system during operations enduring freedom and Iraqi freedom[D].Monterey,CA：Naval Postgraduate School, 2005：27-31.

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[9]羅功成,劉生林,向貴虎.基于“北斗”衛星的部隊多級指揮監控系統研究[J].自動化指揮與計算機,2008(3)：1-4.

[10]趙康寧.北斗導航系統在四川抗震救災中的應用實踐與啟

示[J].全球定位系統,2008(4)：45-48.

(編輯：王高翔)

The Development and Its Implication of the US Military Blue Force Tracking System

TANG Yafeng1, YU Xiaohong2, DAI Zhiguang3

(1.Department of Space Equipment,Equipment Academy,Beijing 101416,China; 2.Department of Space Command,Equipment Academy,Beijing 101416,China; 3.66131 Troops,China)

Blue force tracking(BFT)system based on satellite communication is one of the most important US command and control systems which has been used successfully and is still under development,and it will play an important role in net-centric operations.The paper summarizes the development history and features of the U.S.force XXI battle command brigade and below—blue force tracking(FBCB2-BFT)system,then analyzes the applied benefits and defects of the system,and on this basis,it provides implication on how to develop a similar system by ourselves.

blue force tracking(BFT)system;command and control;implication

V 19

2095-3828(2014)01-0061-04

ADOI10.3783/j.issn.2095-3828.2014.01.014

2013-03-27

湯亞鋒(1982-),男,講師,博士研究生.主要研究方向：空間力量建設與運用.yaboot@163.com.于小紅,女,教授,博士生導師.