作戰管理/指揮、控制與通信系統

英文名稱: Battle Management, Command, Control and Communications (BM/C3)

研製時間:1995年

研製國家:美國

系統概述

作戰管理/指揮、控制與通信系統(BM/C3)是美國國家導彈防禦(NMD)系統的一個組成部分,起著國家導彈防禦系統的“中樞神經系統”的作用。

國家導彈防禦系統由地基攔截彈(GBI)、X波段雷達(XBR)、改進的預警雷達(UEWR)、作戰管理/指揮、控制與通信(BM/C3)系統、天基紅外系統(SBIRS)衛星等五個部分組成。按照設想,它的作戰過程是:首先由預警衛星及時探測敵方導彈的發射升空,向系統發出警報,同時引導預警雷達搜索和探測敵方導彈,BM/C3開始制定交戰方案;當導彈進入地基預警雷達的探測範圍內,地基預警雷達確認預警衛星的預警之後,進行更精確的導彈跟蹤,並將資料傳送給BM/C3;X波段雷達探測、跟蹤、識別導彈彈頭,並將資料傳送給BM/C3,確定導彈的飛行彈道;BM/C3依據這些資料,制定出作戰計劃,指定實施攔截作戰的地基攔截彈,為其裝訂目標資料,下達發射命令;發射攔截彈後,X波段雷達繼續跟蹤敵方導彈,同時也跟蹤攔截彈,BM/C3繼續處理接收到的資料,為攔截彈提供資訊,讓其針對目標,修正航向,足夠地接近目標;最後通過直接碰撞摧毀敵方導彈。攔截結束後,BM/C3進行目標殺傷評估,確定攔截是否成功,若沒有攔截到目標且有足夠的時間,可再次發射地基攔截彈。BM/C3將國家導彈防禦系統的各個部分聯繫起來,集成為一個協調行動的整體,並為北美防空司令部/美國航太司令部的首席指揮官提供了在戰鬥中集成國家導彈防禦系統的控制能力。

NMD BM/C3專案是一項技術支援計劃,它是根據國家導彈防禦系統在設計、開發、集成、測試、部署和維護等方面的要求而規劃的。根據美國RDT&E Project 1460 NMD BM/C3中的表述,BM/C3專案就是利用已有的和規劃中的指揮與控制結構將國家導彈防禦系統的資源集成在一起,達到一個軍事有效的系統。BM/C3專案的目標如下:(1)為滿足論證BM/C3作戰能力的需要,開發研製進程、步驟和實用軟/硬體,集成作戰管理、指揮、控制與通信,融合NMD各個部分及相互之間的感測器資料,讓NMD系統具有支援外部系統和外部中心的能力;(2)根據用戶的要求,開發人參與控制的決策支援能力和相關的資訊系統能力;(3)適應緊急部署的要求,開發BM/C3技術,減小風險,降低成本,縮短從部署到投入戰鬥的時間;(4)支援成熟的作戰需求的開發和作戰概念的擬定,確保部署的國家導彈防禦系統具有端到端的形態;(5)確保與其他國防部系統的互操作性。

系統組成和功能

作戰管理/指揮、控制與通信系統能夠接收、處理和融合各種感測器獲取的目標資料,為作戰指揮控制提供關鍵資料,為人參與控制的決策提供決策輔助,制定防禦作戰交戰計劃,下達發射攔截彈的命令,通過通信系統把整個系統聯結成一個協調工作的整體,與夏延山北美航空作戰指揮中心保持聯繫。BM/C3的建設,不僅有許多硬體設備,還要開發大量的軟體。它包括硬體、軟體和規劃、指令與控制國家導彈防禦系統時必需的通信系統,可分為以下五個子系統:

作戰管理/指揮與控制(BM/C2)

BM/C2為導彈防禦作戰的計劃、評估、指令、調整、監視和全方位控制提供了手段,是國家導彈防禦系統的“頭腦”。它能夠計劃、選擇、修正作戰方案,提供廣泛的決策支援能力、戰場管理顯示、態勢感知資訊,還具有戰術武器系統控制,國家導彈防禦系統管理,作戰預備、系統監視與維護的集中點的作用。到目前為止,該子系統依據聯合技術結構(JTA)已成功地完成了對BM/C2軟體的作戰實驗,它完全遵守將與夏延山作戰中心(CMOC)系統實現互操作的基礎結構。

BM/C2位於夏延山指揮中心內部,與國家導彈防禦系統其他組成部分之間主要由光纜連接。BM/C2的操作形式類似於一般辦公室。該子系統24小時全天候工作。

NMD通信網

該子系統主要為國家導彈防禦系統各部分之間提供通信鏈結,它還提供了國家導彈防禦系統各基站之間的通信能力、網路管理、與外部系統的資訊交換能力。

飛行中攔截器通信系統(IFICS)

飛行中攔截器系統為飛向目標的地基攔截彈提供了通信鏈路,在大氣層外攔截彈 (EKV)與BM/C2之間傳遞資訊,具有飛行目標資料修正、目標物件圖顯示、武器態勢資訊告知等功能。

該子系統由分散分佈的地面站組成,每個地面站由一台無線電發射機/接收機構成,封裝在直徑5.8米的可擴充式天線罩中,與支援設備相鄰,全部設施占地約4000平方米。每個地區需要配置2套IFICS,整個國家導彈防禦系統至少需要7對(14套)IFICS。

外部介面系統(EIS)

通過該子系統,作戰管理/指揮、控制與通信系統與夏延山作戰中心(CMOC)之間能夠實現通信鏈結。

試驗訓練器(Tex)

該子系統是一個軟體發展工具,相當於對BM/C3測試條款進行作戰實驗的框架,有助於軟體功能的測試與集成。

系統技術

BM/C3系統的技術主要涉及演算法技術、資料處理技術、分散式系統、通信、操作手控制臺與顯示器等五大項:

演算法技術

包括跟蹤有回應或機動威脅目標的演算法、探測器和資料融合演算法、識別演算法、殺傷/命中目標的效果評估演算法、作戰評價演算法、資源管理和分配、決策支援(包括作戰計劃方案)、容錯和誤差控制等。

演算法技術重點強調即時性和自適應容錯能力。

資料處理與分散式系統技術

此項技術包括高速容錯可靠即時的分散式資料庫、分散式資料庫的同步和控制、分散式計算和網路系統、大規模並行處理機、Tera-Ops吞吐量的處理機、資料壓縮技術等。

資料處理技術主要指高吞吐量、高可靠性的大規模並行處理機技術,分散式系統是指依靠大量共用的資料庫運行的一體化的即時的廣域網和局域網。

通信與顯示技術

此項技術包括每秒幾千兆比特的傳輸速度、鐳射和光纖、圖像傳輸、面向人的形象化技術、可供選擇的三維立體闡明與顯示技術、分散式與合作式的決策技術等。

通信強調是可靠的、高速的、保密的通信,操作手控制臺與顯示器強調標準化的、直觀的決策支援。

研製與經費

BMC3的研製採用“開發一點,實驗一點”的方法,用實驗來驗證開發設想,並修正下一步的目標。BMC3研製至今,已進行了一系列的實驗。

該專案由美國彈道導彈防禦局(BMDO)主持,TRW公司是主承包商,其他承包商有Boeing公司、Sparta系統公司。目前處於樣機開發階段。

主要研製情況及預測進度:

1995年:
與TRW公司簽訂作戰管理/指揮、控制與通信/系統工程與集成(BM/C3/SE&I)的合同。BMC3準備狀態樣機系統(RPS)是其樣機開發的結果。

1996年:
開發BM/C3的通信元件樣機,開發飛行中攔截器通信系統的最初階段的樣機。

1997年:
完成BM/C3的第二、第三增加部分的開發。

1998年:

1999年:

2000—01年:
開發與測試改進的預警雷達。初步改善了目標檢測能力和BM/C3精度。

2004—06年:
暫定在線系統完成。

BM/C3支援已進行的各次國家導彈防禦系統的集成地面試驗(IGT)和綜合飛行試驗(IFT)。

美國國防部為NMD BM/C3系統的研究、開發、試驗和評估提供了經費,從1995-1999年,共計397,393,000美元。未來若干年,美國政府撥款用於國家導彈防禦系統建設,其中用於BM/C3的部分,具體數目不詳,但可以確定,經費是保證的、充足的。

網上資訊
資料來源

  1. Project 1460 NMD BM/C3 Internet 1996
  2. NMD BM/C3 Element FI/DMS C3I Forecast 2000,(11)
  3. Battle Management, Command, Control, and Communications Internet 2000,11
  4. National Missile Defense Architecture Internet 2000,11
  5. 國家導彈防禦的BM/C3技術 863先進防禦技術通訊 2001,(1)