美军Link-16数据链在近距空中支援作战中应用研究
王红举
（中国电子科技集团公司第二十研究所，西安 710068）
摘 要 ：近距空中支援作战在现代战争中的地位日益凸显，通过战术数据链网络为CAS 任务提供高效的战场态势、指挥引导、空地协同等信息交互能力，能够缩短CAS 任务从发起到打击所需时间、提高打击精度和效率，成为美军发展的重点的方向。本文以Link-16 战术数据链为切入点，结合近距空中支援作战流程，对美军CAS 作战中Link-16 数据链的组网应用和信息交互进行研究。
关键词 ：近距空中支援; Link-16; 空地协同
0 引言
近距空中支援（Close Air Support，CAS）作战萌芽于第一次世界大战，形成于第二次世界大战，升华于高技术局部战争，现已成为21世纪空中作战的重要内容，与空中遮断、争夺制空权并称为空军三大任务。根据美军联合出版物JP3-09.3《Close Air Support》的定义，近距空中支援是由固定翼飞机或旋转翼飞机打击靠近己方部队的敌方目标，从而实现支援地面作战的空中行动，是联合火力支援的关键部分，核心目标是为地面部队提供及时、准确的火力支援[1]。
为加快CAS 任务中空地协同进程、缩短CAS任务从发起到打击时间、提高打击精度和效率，美军广泛使用战术数据链为CAS 任务提供高效互连网络[3]。通过使用战术数据链，CAS 任务中空中支援作战中心（ASOC）、空中作战中心（AOC）、机载战场指挥与控制中心（ABCCC）、地面部队、JTACs、支援飞机能够实时交互感知的战场态势、战术指挥控制、武器平台数据等信息。在美军众多战术数据链中，在海湾战争中第一次投入实战的Link-16 数据链有力的支撑了海湾战争中CAS 任务的执行，并在之后的科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中为CAS 任务的执行提供了顺畅的指挥控制和空地协同。本文以link-16 战术数据链为切入点，重点对美军CAS 作战中link-16 数据链的应用进行研究。
1 美军CAS 任务中link-16 数据链系统组网应用
CAS 任务是空地联合作战中最为复杂的一项作战行动，需要多个指挥机构、空中平台、地面部队之间密切进行战术信息交互[8][9]。Link-16 数据链网络能够为CAS 作战应用提供详细的战场态势，高效完成指挥控制信息、武器信息的交互，从而有力支撑CAS 任务实现精确空地协作，美军典型CAS任务中Link-16 数据链网络如图1所示。
图中主要涉及的美军作战机构分别是：空中作战中心（AOC）、空中支援作战中心（ASOC）、机载战场指挥与控制中心（ABCCC）、联合监视目标攻击雷达系统（JSTARS）、联合铆钉电子侦察机（RJ）、机载预警与控制系统（AWACS）、CAS/FAC飞机、战术航空兵控制组（TACP），CAS 飞机选用F-16 平台，AWACS 选用E-3 平台，CAS 任务涉及的机构都装备有Link-16 设备并能统一接入link-16数据链网络。
图1 CAS 任务中Link-16 数据链网络
为有效支撑CAS 作战任务，根据战术信息交互需求不同，图1中link-16 数据链网络分为5 个逻辑子网，分别是JDN 子网（Joint Data Net）、CONTROL 子网、CAS 子网、F/F 子网（fighter- to-fighter subnet）、Imagery 子网，各子网内交互的战术信息如下。
（1）JDN 子网
“左达就不同了，他是生意人，我们跟他的这件事，说穿了，也只能算是民间借贷行为。知道我是怎么考虑问题的吗？第一，舍不得孩子套不住狼。任何一单生意都得过五关斩六将，可如果没有今天这一出，我们连起码的机会都没有；第二，我们把钱借给左达，就等于下本了，它可以帮我们下一个破釜沉舟的决心。左达越是不可能还钱，我们越是没退路，那就只有拿下这单业务一条路可以走。以五十万搏五六百万，值得。”
JDN 子网主要使用三类NPG 资源，分别是NPG6（PPLI 与状态组B）、NPG7（监视）、NPG8（任务管理）,子网参与成员主要是空中支援作战中心（ASOC）、机载战场指挥与控制中心（ABCCC）、联合监视目标攻击雷达系统（JSTARS）、联合铆钉电子侦查机（RJ）、机载预警与控制系统（AWACS）、CAS/FAC 飞机、战术航空兵控制组（TACP）。所有网络成员使用NPG6（PPLI 与状态组B）时隙资源收发PPLI 和平台及系统状态信息；联合监视目标攻击雷达系统（JSTARS）、机载预警与控制系统（AWACS）使用NPG7（监视）时隙资源分发监视目标信息，联合铆钉电子侦查机（RJ）使用NPG7（监视）时隙资源分发目标属性，其他不具备目标监视能力的成员接收目标信息形成态势；空中支援作战中心（ASOC）、机载战场指挥与控制中心（ABCCC）、机载预警与控制系统（AWACS）等具备C2 能力的平台使用NPG8（任务管理）时隙资源分发战斗协同、目标分配等信息。
（2）CONTROL 子网
CONTROL 子网使用NPG9 资源，子网参与成员主要是机载预警与控制系统（AWACS）和CAS/FAC 飞机。AWACS 平台使用该子网完成对CAS/FAC 飞机的指挥控制。
复杂网络是研究复杂系统的有力工具，很多现实的系统都可以抽象成复杂网络来研究，网络的节点对应着系统中的实体。研究表明，很多真实网络中存在着不同程度的社团结构特性，而这种社团结构决定着网络的某些功能属性，因此在网络中描述和检测这些社团结构具有重要的实际意义。本文立足于检测复杂网络中的社团结构这个课题，提出了基于模块度函数Q这个指标的社团结构提取算法——连续神经网络算法，并且将该算法和已有的相关算法作了比较，表明了此算法的有效性。
（3）CAS 子网
省级公司能够根据行业形势的要求和全省工作重点，统筹安排审计计划，调配全省系统审计资源，审计重点得到保证，扩大了审计监督的广度和深度。
CAS 子网是美军使用link-16 系统中预留的NPG，为CAS 任务新定义的NPG，子网参与成员主要是机载战场指挥与控制中心（ABCCC）、CAS/FAC 飞机、战术航空兵控制组（TACP）。子网主要任务是ABCCC使用该子网资源指挥CAS/FAC飞机使用特定的 CAS 网络编号联系 TACP；CAS/FAC 飞机与TACP 在同一CAS 子网后，TACP使用CAS 子网资源向CAS/FAC 飞机更新目标信息和发送任务数据，主要包括目标信息、友军位置、地面威胁、联络点、起始点等信息。
（4）F/F 子网
考核是对实习工作的总结和升华.实习考核主要包括实习出勤情况、实习过程中的表现和实习报告的质量等方面.考核工作对学生是有益的促进作用，学生们普遍都表示通过认识实习对化工过程有了一定的了解，对化工原理课程的学习是有帮助的.也有人通过小论文的形式作为考核的办法，提高选题写作的能力[5].
近空支援作战组织实施流程如下图2所示，分为三个阶段，任务规划、任务启动和任务实施阶段。
Imagery 子网主要用于传输目标图像信息，子网参与成员主要是联合监视目标攻击雷达系统（JSTARS）、CAS/FAC 飞机、战术航空兵控制组（TACP）。JSTARS 获取地面目标图像信息后使用Imagery 子网向TACP 和CAS/FAC 飞机传递目标图像信息。由于Link-16 速率有限，目前，该功能在实际作战中使用较少。
2 CAS 作战流程中Link-16 数据链消息交互
Link-16 系统中战术信息的交互主要是通过J系列格式化消息进行，美军J 系列消息格式标准共定义了111 条J 系列消息格式分成8 各功能域，分别是系统信息交换和网络管理、精确参与者定位与识别（PPLI）、监视（包括空中监视、水面监视、水下监视、陆上监视）、电子战/情报、任务管理、武器协调与管理、控制和信息管理。本节以计划性近距空中支援为例，研究CAS 作战过程中所需要交互的Link-16 数据链消息。
（5）Imagery 子网
晚上，欣欣一边看电视，一边说：“妈，你一天忙里忙外挺累的，我本来是要请个阿姨过来做饭带孩子的，您在这里我更放心，比谁都强。我们就不找外人了，以后，我给您付工资，这样我也心安些。”
图2 近距空中支援作战流程
任务规划阶段主要有目标发现、任务申请和作战决策三个步骤，此阶段参与的作战单元主要有联合监视目标攻击雷达系统（JSTARS）、战术航空兵控制组（TACP）、空中作战中心（AOC）、空中支援作战中心（ASOC），涉及的Link-16 格式化消息如图3所示。JSTARS 将目标周围空域、地面战场态势使用J3.2/J3.5 消息在网内播报，TACP 发现目标后使用J3.5 消息向ASOC 上报目标信息并使用语音或自由电文发起近距空中支援请求。ASOC 接到近距空中支援请求后根据战场态势、目标信息、己方部队情况，协调支援兵力，并对TACP 进行应答同时发送支援兵力情况、目标综合态势信息。
任务启动阶段分为战前检查、任务协调和进入阵位三个步骤，主要涉及空中作战中心（AOC）、空中支援作战中心（ASOC）、联合监视目标攻击雷达系统（JSTARS）、机载战场指挥与控制中心（ABCCC）、机载预警与控制系统（AWACS）、CAS/FAC 飞机等作战单元。任务启动阶段主要信息交互流程：CAS 飞机升空后参与到Link-16 网络，AWACS 通过J12.0/J12.3 格式消息向CAS/FAC 飞机发送目标信息，到指定空域后通过J12.4 格式消息AWACS 将CAS 飞机指控关系交接给ABCCC，ASOC 通过ABCCC 中继时隙与CAS/FAC 飞机交互。
图3 近空支援任务请求信息流程
表1 CAS 任务各平台J 系列消息要求实现集
任务实施阶段分为组网、实施打击和毁伤评估三个步骤，主要涉及要涉及空中支援作战中心（ASOC）、战术航空兵控制组（TACP）、联机载战场指挥与控制中心（ABCCC）、CAS/FAC 飞机等作战单元。任务实施阶段信息交互流程为：ABCCC向CAS/FAC 飞机发送具体CAS 任务对应的CAS子网编号、CP 点，CAS/FAC 飞机到达指定区域后选择对应的子网编号加入TACP 所在的CAS 任务子网，TACP 使用J12.0/ J12.3/J12.6/J12.7、JP3.5 格式消息向CAS/FAC 飞机发送目标信息、航迹地面友军、地面威胁等信息，CAS/FAC 飞机使用J13.2/J2.2 格式消息发送平台状态、武器信息等，TACP 使用J9.0 指挥CAS/FAC 完成对地打击，之后TACP 使用J3.5 完成毁伤评估信息的分发。
美军CAS 任务涉及空中打击平台Link-16 装备情况如表2所示，×表示该机型作战飞机装备有相应数据链设备，*表示可以通过其他设备获得相应链路信息。A-10、F-16C+通过消息转换设备获取Link-16 网内战术信息[1]。
3 CAS 任务涉及机构Link-16 装备配置及发展趋势
为能够实时交互感知的战场态势、战术指挥控制、武器平台数据等信息，CAS 任务涉及的机构多列装Link-16 数据链设备，或能通过网关统一接入Link-16 数据链网络。本小结主要研究CAS 任务涉及机构Link-16 装备配置和发展趋势。
CAS 任务中涉及的机构主要有指控机构和空中打击平台两类，两类机构Link-16 装备情况如下：
3.1 CAS 任务涉及机构Link-16 装备配置情况
调查是于2017年1月实施的。作答是在宁夏各高校老师的监督下进行的，调查于正常的教学时间进行，历时20分钟，答完后给每位学生一个小礼物，以保证作答的真实性和积极性。为使被试更清晰地表达自己的想法，学生回答问卷的语言用汉语。答题过程中，没有严格的时间限制，以保证学生有足够的时间做出真实的回答。
651 Analysis of asthma phenotypes in children: an update
（1）CAS 任务中空中打击平台Link-16 配置
根据上述分析发现，现有J 系列格式化消息绝大部分可满足CAS 任务实施需要，但部分消息需要根据任务信息要素及任务流程进行修订，同时还需要补充部分消息以全部满足CAS 任务需求。CAS任务作战单元J 系列消息实现集见表1所示。
“待会儿我就告诉何东，我不怕死人。”何北挑衅地看着何西，其实他是嘴硬，他不是不怕死人，死人的事儿谁不怕？他也怕二伯上他爸爸那儿告状，可何东就这么结了婚，他觉得自己太不仗义。
（2）CAS 任务中指控机构Link-16 配置
鼻塞、鼻部胀痛、烦躁不安、溢泪、鼻痒、打喷嚏、头面部疼痛及压迫感、睡眠困难、夜间睡眠质量9项症状出现的例数如表1所示，其余10项无明显差异。
美军CAS 任务涉及指控机构Link-16 装备情况如表3所示，各指控中心除装备Link-16/JTIDS 数据链系统外，还装备有多型电台设备和卫星通信设备[10]。
F/F 子网使用NPG9 资源，子网参与成员主要是执行CAS 支援任务的作战飞机，CAS/FAC 飞机使用F/F 子网在成员间传递目标状态信息。
表2 美军CAS 任务涉及空中打击平台数据链装备情况
图4 JTIDS II 类终端
3.2 Link-16 数据链装备发展趋势
随着信息技术的发展，美军Link-16 数据链装备也经历了体积庞大、功能单一到轻量化、小型化、多功能集成化的发展。目前美军Link-16 数据链装备的型谱发展经历了三代：
（1）第一代是第一个完整使用J-系列消息的Link-16 通信终端被称为JTIDS II 类终端如图4所示。CAS 任务中ABCCC、AOC、JSTARS、Rivet Jint、F-15C、E-3 AWACS 装备使用该型设备。
（2）第二代Link-16 终端是北约国家共同开发了Link-16 的小型化端机—多功能信息分发系统（MIDS），主要解决初期Link-16 通信终端存在价格昂贵、体积较大等缺点，以便于装备更多的舰艇、飞机和地面部队如图5所示。MIDS 终端比II 类更为简洁，使其更适合用于战斗机机载。MIDS 终端分为下述三种：
提高自动化水平，实现减员增效。增效扩容改造大幅度提升了电站自动化程度，实现“无人值班，少人值守”，减员1211人，减员比例达23%，每年可减少支出3600万元，增强了电站发展后劲。
低容量终端类型1 （LVT-1），美军海军使用，主要用于飞机和地面/机载指挥控制平台。
低容量终端类型2（LVT-2），主要用于美陆军战区防御等。
表3 美军CAS 任务涉及指控机构通信装备情况
图5 MIDS 终端
低容量终端类型3（LVT-3），主要用于空军战斗机作战使用。CAS 任务中CAS 支援飞机装备该型Link-16 端机。
（3）第三代是数据链设备公司和美国卫讯全球有限公司合作开发的联合战术无线电系统：多功能信息分发系统（MIDS JTRS），采用软件定义架构。与MIDS-LVT 体积相同，软件定义的MIDS JTRS 将能够处理国家安全局认证的加密、Link-16增强吞吐量（ET）和Link-16 的频率重映射（FR）。它也将有TACAN 功能、UHF 或VHF、宽带联网信号（Wideband Networking Waveform,WNW）作为通信选项，此外还有3 个额外的2MHz-2GHz 的可编程通道执行附加功能。
图6 MIDS-JTRS 终端
图7 手持Link-16 终端（BATS-D）AN/PRC-161
在Link-16 数据链系统装备初期，由于没有单兵装备的Link-16 数据链设备，地面TACP 只能通过地面移动平台装备的MIDS LVT-2 型终端参与到Link-16 数据链网络中，极大限制了TACP 活动范围和战场应用。2017年ViaSat 公司发布了全球第一个手持Link-16 终端（BATS-D）AN/PRC-161 电台如图7所示，手持Link-16 终端的使用将极大提高TACP 的灵活性，从而使CAS 任务更高效、精确。
4 总结
美军几场高技术局部战争表明近距空中支援作战将是未来战场的主要作战形式，如何在信息化战场条件下有效进行近距空中支援是各国面临的一个全新课题。通过使用战术数据链将信息化战场上态势感知、指挥控制、火力打击等作战要素连接在一起为CAS 任务提供高效的战场态势、指挥引导、地空协同等信息交互能力，从而缩短CAS 任务从发起到打击所需时间、提高打击精度和效率。随着通信技术宽带化、智能化，战术数据链将为CAS 任务提供更智能的战场态势感知、指挥引导、武器协同能力。
参考文献 ：
[1]JP 3-09.3,Joint Tactics,Techniques,and Procedures for Close Air Support （CAS）.（Incorporating Change 1） 2 Sep 2005.
[2]李永强,荆继洪.近距空中支援作战的演变[J].航空知识,2004（9）:42-43.
[3]耿腊元,毛玉泉,丁笑亮,等.基于VMF 的近距空中支援应用研究[J].舰船电子工程,2009,29（7）:9-12.
[4]陈卫卫,李悦.LINK-16 数据链作战效能评估研究[J].无线电工程,2009,39（11）:26-28.
[5]向军,赵新国.美军Link-16 数据链建设概况[J].外军信息战,2007（6）:26-30.
[6]Dusseau D,Brock C.Network centric interoperability- using a variable message format （VMF） based>[7]Gonzales D,Hollywood J,Kingston G,et al.Network- centric operations case study:air-to-air combat with and without link 16[M].Rand Corporation,2005.
[8]江雨.近地狙杀:近距空中支援的特点和过程分析[J].海陆空天惯性世界,2012（5）:28-38.
[9]柯江宁.美军加强近距空中支援的几点做法[J].外国军事术,2010（4）:58-59.
[10]JFIRE,Multi-Service Tactics,Techniques,and Procedures for the Joint Application of Firepower,publication for a listing of radios found on CAS-capable aircraft and ground units.
Research on Application of Link-16 Tactical Data Link in Close Air Support
WANG Hongju
Abstract :Close air support mission has become prominent in modern warfare.it could provide efficient battlefield situation,command and direction information,and other information interactions to close air support mission Through the tactical data link network,which can shorten the close air support time from initiation to attack,improve the accuracy and efficiency of strikes and become the focus of the US military.This paper takes the link-16 tactical data link as an example,and combines the close air support operational process to study the networking application and information interaction of the link-16 tactical data link in close air support mission.
Key words :CAS; Link-16; Air-Ground Coordination
中图分类号 ：E96
文献标识码： A
文章编号： 1674-7976-(2019)05-351-07
收稿日期： 2019-050-05。王红举（1988-），河南周口人，博士研究生，主要研究方向：无线通信系统设计，基带信号处理，自由空间激光通信技术。