陈 菁，何心怡，高 贺，程善政

（海军装备研究院，北京 100161）

水面舰艇编队反潜武器系统架构与关键技术∗

陈 菁，何心怡，高 贺，程善政

（海军装备研究院，北京 100161）

针对网络中心战条件下的水面舰艇编队反潜武器系统，介绍了国内外编队防空的发展阶段和研究现状，对编队反潜武器系统的架构进行初步探究，分析了编队反潜武器系统的6个主要功能，提炼出以下3个关键技术：编队水下数据融合技术、目标运动参数精确解算技术和编队反潜火力通道组织技术。研究结果为行业相关技术人员提供参考。

水面舰艇编队；反潜；武器系统

海洋关系到一个国家的长治久安和可持续发展，正在发展中的中国面临着多元复杂的安全威胁，为适应中国海上利益的发展变化和海上安全所面临的诸多挑战，我国海军关键战略由“近海防御”向“近海防御、远海护卫”转型［1］，而水面舰艇编队正是“远海护卫”的基础和保障。较单舰而言，庞大的水面舰艇编队虽拥有强大的威慑力，但极易暴露成为潜艇攻击的目标，舰艇编队反潜问题亟待解决。

水面舰艇编队反潜是目前反潜作战的新模式，是海军反潜力量的“倍增器”，作战指挥官能够根据战场态势统筹规划、综合运用各种反潜作战力量和手段对敌进行打击，实现“1+1＞2”的作战打击效果。水面舰艇编队反潜作战体系是信息资源、作战单元和武器系统的高度融合，其中编队反潜武器系统的作用不可小觑。对舰艇编队反潜武器系统的充分、透彻研究是战略转型的必经之路［2⁃11］。

因此，本文在总结国内外编队协同防空发展阶段、国内编队反潜研究现状的基础上，对编队反潜武器系统架构进行探究，初步分析了编队反潜武器系统关键技术，为编队反潜武器系统下一步研究工作提供参考。

1 编队反潜研究现状

国内外关于舰艇编队协同防空的研究相对成熟，已形成完整的认知体系，在实际运用方面也取得了进展，CEC技术的研究主要集中在对空防御领域，并且已非常成熟。但对水下防御领域的运用还处于探索阶段，在舰艇编队反潜方面还未进行系统而深入的研究。舰艇编队网络一体化反潜作战模式是反潜作战的新模式，能够实现信息和武器资源的高度共享，多方位、多兵种间的实时信息交互，真正实现作战资源共享。如何将编队协同防空中已经成熟的CEC技术融合、转接、运用到编队反潜中，是下一步应该考虑的问题。

编队反潜包括探潜和攻潜两方面。纵观国内编队反潜研究内容和成果，大都集中在宏观分析和探潜研究阶段，较少涉及攻潜领域。

刘恩海等［12］在1998年就提出了水面舰艇编队反潜作战系统与CEC技术相结合的发展思路；王治国等［13］从宏观角度分析舰艇编队网络化反潜作战体系结构；刘雄等［14］结合编队协同反潜特点建立交互的概念模型；钱存健等［15］对航母编队反潜警戒体系中声纳系统的配置情况和发展方向进行了分析和探究；张磊等［16］就舰机协同探潜建立单、双机联合舰艇编队反潜警戒模型；贺扬清等［17］提出了一种编队反潜警戒舰阵位的分析方法；吴文龙等［18］采用归一化方法把威胁时间转化为攻击时效性系数，为潜艇对水面舰艇编队威胁判断提供依据；赵绪明等［19］提出了舰艇编队功能反潜体系的概念，其组成架构包括探潜子系统、指挥控制子系统和攻潜子系统（如图1所示）。

图1 舰艇编队功能体系结构

2 编队反潜武器系统架构初探

在研究水面舰艇编队反潜武器系统之前，首先要确定水面舰艇编队反潜武器系统的架构，包括其组成和主要功能。目前，对于这一问题在水面舰艇编队反潜作战研究领域未形成统一的认识。如何科学合理地建立水面舰艇编队反潜武器系统的架构是亟待解决的问题。

2.1 编队反潜武器系统的组成

编队反潜武器系统是水面舰艇编队反潜作战体系的重要单元，具备综合集成编队中各舰艇的反潜作战资源的能力，使舰艇编队反潜作战效能最大化。编队作战系统层级结构如图2所示。编队反潜武器系统是编队作战系统的子系统，编队反潜武器系统的下级是各舰级作战系统。

水面舰艇编队反潜武器系统的组成主要包括综合火力控制设备，以及各舰反潜武器系统所属设备与配备的反潜武器（见图3）。舰艇编队反潜武器系统物理上负责指挥、调配、共用各舰反潜武器系统的反潜火力控制设备，完成共同的编队反潜作战任务。

图2 舰艇编队作战系统层次结构

图3 编队反潜武器系统的组成

编队反潜武器系统需要听从编队指挥控制系统的命令，根据指控系统传输的实时态势和下达的攻击指令，向各舰级作战系统发送指令，起到战时信息传达的作用。编队反潜武器系统也可以独立负责水下战场，独立指挥编队进行反潜作战，完成编队水下区域的防御和反潜任务。编队反潜武器系统对当前水下战况进行综合态势生成，对威胁目标进行威胁判断和火力通道组织，并向各舰级反潜武器系统发送指令，各舰级反潜武器系统控制相应的反潜武器进行对敌打击，承担对抗水下目标攻击的反潜任务。

一方面，编队反潜武器系统是编队指控系统的“下级”，全面、无条件为舰艇编队作战提供反潜的有力保障；另一方面，编队反潜武器系统又能“独挑大梁”，从综合态势生成到威胁判断，再到打击火力分配和攻击指令下达，在编队反潜作战任务中扮演极为重要的角色。

2.2 编队反潜武器系统的主要功能

编队舰艇基于编队反潜武器系统的统一指挥，在信息共享、兵力机动和火力运用等方面遵循协同原则，执行统一的编队反潜作战任务。编队反潜武器系统需要具备以下六个功能：

1）信息传输和信息搜集功能。编队反潜武器系统既将编队指控系统的作战指令下达给各舰反潜武器系统设备，又要接收水声系统探测的目标数据和编队各平台反潜武器的状态信息，为下一步工作做准备。编队反潜武器系统战时要负责接收编队各舰运动、姿态信息和有关气象数据，在系统各设备之间传输数据和状态信息，可见信息传输和信息搜集功能是不可或缺的。

2）信息处理功能。编队反潜武器系统能对冗余目标进行判断和剔除，对收集到的目标数据进行目标运动参数解算。

3）独立作战指挥功能。当编队反潜武器系统被授权负责水下战场时，编队反潜武器系统需要对战场进行分析和指挥，承担起独立指挥作战的任务：进行水下综合态势生成、目标威胁判断和火力通道组织，确定编队（或编队中具有攻击优势的舰艇）的有利攻击阵位（占位），完成编队反潜武器系统的作战指挥。

4）编队反潜武器跨级发控能力。编队反潜武器系统是各舰反潜武器系统的上级，拥有全局视野和全局把控的战争高度，编队反潜武器系统应具备直接发控各舰反潜武器的能力。战场瞬息万变，编队反潜武器系统可根据当前态势，越过某舰作战系统的操控，直接向该舰反潜武器系统发送攻击指令，缩短指令传输时间，直接指挥该舰反潜武器系统组织火力通道攻击敌方目标，把握有利战机（如图4所示）。

图4 编队反潜武器跨级发控能力示意图

5）模拟训练功能。方便相关人员在战前进行模拟训练，在日常训练中掌握编队反潜武器系统的作战指挥流程和熟练操作。

6）记录、存储和复现功能。编队反潜武器系统对训练和作战时的目标数据、武器射击参数等信息进行记录、存储，并具备回放数据的功能。每一个数据都是宝贵的经验财富，对编队反潜的研究和发展至关重要。

3 编队反潜武器系统关键技术分析

编队反潜武器系统的关键技术包括编队水下数据融合技术、目标运动参数精确解算技术和编队反潜火力通道组织技术等。

1）编队水下数据融合技术。编队反潜武器系统要实时接收编队指挥控制系统的战时情报和目标数据等信息；在独立指挥作战时，要实时接收编队各舰传感器的探测信息和反潜设备状态信息，对信息进行融合处理，才能保证下一步的目标综合识别、战场态势生成和威胁判断的可靠程度。编队水下数据融合技术的难点在于信息的感知度、时效性和准确性。

2）目标运动参数精确解算技术。目标运动参数解算普遍使用卡尔曼滤波算法，卡尔曼滤波的前提是将目标视为等速直航，然而实战中的水下目标是动态、不确定的，依靠传统算法会造成目标解算的误差较大。为确保目标运动要素的正确和实时更新，应充分利用编队这一跨平台、多要素的作战资源，发展有效针对卡尔曼滤波算法漏洞的改进算法。

3）编队反潜火力通道组织技术。舰艇编队对水下目标进行反潜作战，完成水下综合态势生成和威胁判断后，编队反潜武器系统如何在最短的时间内做出反应、并有效地破坏敌方攻击，是最为重要的。舰艇编队反潜火力通道组织，应对编队内有限的反潜资源统筹规划，尽可能高效地分配适合的反潜武器通道对所有来袭水下目标进行打击。目标分配要考虑攻击时效性和目标可攻性，多数情况下二者无法同时兼顾。为保障对敌打击的时效性和高效性，编队反潜火力通道组织技术应充分实现战术与技术的紧密结合，实行动态优化组织。如何平衡冲突、快速有效地进行反潜火力通道组织，是编队反潜武器系统下一步需要思考和研究的问题。

4 结束语

编队反潜武器系统是保障舰艇编队水下安全的重要一环。本文总结概述了国内外编队防空的发展阶段和研究现状，结合已经成熟的编队协同防空作战系统，对还在研究起步阶段的舰艇编队反潜领域进行初探，初步建立编队反潜武器系统的组织架构，并剖析了编队反潜武器系统的主要功能和关键技术。有关编队反潜武器系统的研究虽然仍存在空白，但相信在不久的将来，编队反潜武器系统乃至编队反潜作战模式会趋于完善和成熟，为海军“近海防御、远海护卫”的关键战略转型提供有力保障和支持。

［1］ 人民网.中国发布《中国的军事战略》白皮书［EB／OL］. http：／／military.people.com.cn／GB／8221／72028／396430／index.html.2015⁃05⁃27／2016⁃10⁃23.

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Structure and Key Technologies of Anti⁃submarine Weapon System for Surface Warship Formation

CHEN Jing，HE Xin⁃yi，GAO He，CHENG Shan⁃zheng
（Naval Academy of Armament，Beijing 100161，China）

Aimming at the surface warship formation anti⁃submarine weapon system under the condition of Network Centric Warfare，the development stage and research status of formation air⁃defense at home and abroad are summarized in this pa⁃per.The structure of formation anti⁃submarine weapon system is explored and six main functions of formation weapon system are analyzed.Moreover，there are three key technologies as followed：formation underwater data fusion technology，accurate solution of target motion parameters and organization technology of formation anti⁃submarine fire channel.The results provide reference for the related technical personnel in the field.

surface warship formation；anti⁃submarine；weapon system

TJ6；E917

A

10.3969／j.issn.1673⁃3819.2016.06.003

1673⁃3819（2016）06⁃0012⁃04

2016⁃09⁃27

2016⁃10⁃20

国家自然科学基金（60902071）

陈 菁（1992⁃），女，湖北汉川人，硕士研究生，研究方向为武器系统与运用工程。

何心怡（1976⁃），男，博士，高级工程师。

高 贺（1989⁃），男，工程师。

程善政（1987⁃），男，工程师。