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美军CERDEC加速通信与电子技术向前线应用转化

发布时间: 2022-01-28 11:26:16  来源:天博app 

  美国陆军研究人员通过在系统提升或在即将列装的大型项目中加入新技术成果,正加速其在战场的应用。软件驱动系统的流行带来了非硬件提升,越来越多的系统具备了模块特性,可以方便地融入新开发的技术,而不影响其整体效能。

  这种方法正用于多个C4ISR系统的构建,目前在无线电通信、态势感知和情报收集等方面已初建成效,远期计划旨在改变当前指战员之间联网和信息分享的本质特征。

  美国陆军通信与电子研究、开发和工程中心(CERDEC)在此方面非常活跃,该中心隶属于陆军研究、开发和工程司令部,目前位于新泽西的Fort Monmouth,正根据基地调整和关闭计划,将迁至马里兰的Aberdeen。

  CERDEC的许多工作都是与陆军研究实验室、国防高级研究计划局(DARPA)和其他军种实验室,以及工业和学术界合作进行的。并且,它和联合简易爆炸装置对抗组织(JIEDDO),以及许多项目管理办公室(PEO)有着紧密的联系。这些合作和联系对部队子系统向大系统的融合非常关键。

  CERDEC正努力将技术的进步迅速向实用转换,经过一系列突破,这一目标可以被实现。比如在现有的指战员战术信息网(WIN-T)或分布式通用地面系统(DCGS)等项目中引入最新的研究成果。加之软件技术发展的促进作用,工程师们还可使许多系统增加更多新的能力。

  通过与多个军事研究和发展组织的合作,CERDEC提供了具体的近期、中期和长期解决方案。该中心目前的职能就是为阿富汗和伊拉克当前的作战提供深入地保障支持。首当其冲的就是简易爆炸装置(IED)对抗系统的研发。CERDEC对那些已经发挥了提升部队战斗力作用的系统做了大量贡献,有些CERDEC工程师甚至深入系统部署区域帮助部队进行人员培训和系统维护。

  另一个近期目标领域是电力和能源系统。CERDEC对电池和燃料电池的研究已经进行了一段时间。其研究方向是使降低战场电池带给后勤的负载量,延长其使用寿命,提升其组装能力,研发新型充电存储系统。当前已研发成功太阳能充电系统。

  一些陆军单位已经开始使用CERDEC研发的两种新型电池,即野战无线电池和便携式电脑BB-2590长效电池。这两种电池不但比当前供C4ISR系统使用的电池更轻,且容量更大。但是,许多陆军单位仍然继续订购传统电池,忽视了新型电池重量轻,而且从长远看还可以节省费用的事实,CERDEC为此倍感惋惜。

  比如,BA-3590比老式的BA-5590电池容量增加了60%。而且,对于给单通道地面空中无线电系统先进系统提升项目无线电台提供一周电能的同一任务,单兵只需要携带3块BA-5390电池,而如果是BA-5590的线 的花费比7块BA-5590的花费节省60%。

  同样,BB-2590充电电池比BB-390轻0.7磅,却比其容量大70%。而且,完成一周的供电任务,需要携带5块BB-390,而BB-2590则仅需3块,这可以为士兵减少6.1磅的负重量。

  C4ISR系统的运行对网络非常倚重,因此CERDC在技术集成方面做了大量的研究。IED对抗环境由大量发射无线电频率的系统组成。CERDC正与陆军坦克自动化研究、开发和工程中心(TAEDEC)和坦克自动化司令部(TACOM)生命周期管理指挥部(LCMC)合作,以集成所有这些频率发射系统(包括IED对抗、通信和天线系统等)的平台使用。此工作在很大程度上需要模拟仿真节省研发费用和时间。当然,要将由多个项目办公室分管的系统集成到同一个操作平台还面临着巨大的挑战。

  为作战人员提供信息的工作日益复杂,CERDEC正着力提升作战人员的认知能力。由于士兵接收的信息日益增加,陆军正研究信息梳理方法,以使他们能有效的接收到所需要的信息。即确定其信息处理原则,从而陆军能为前线官兵提供使用方便、容易理解和操作性强的信息。

  CERDEC正大力研究应用装备的可认知理解能力,目标是得到软件服务在多平台、跨领域的应用,以支持其情报收集和操作功能的集成和同步。目前已在一体化服务、允许规划支持服务的软件研发、优先信息需求管理工具和网络中心数据战略制定等方面取得了一定进展。

  陆军技术目标(ATO)合成战场空间推理和感知(CORBRA)项目是CERDEC的核心研究项目之一,该项目由CERDEC情报与信息战理事会(I2WD)、指挥控制理事会(C2D)和陆军工程兵工程师研究与开发中心地形工程中心(ERDC)共同负责,主要研究更多信息有益和有害的时机和怎样传递信息的问题。这一问题无法找到全面的解答,CERDEC正尝试以数据本体方法作为统一方法,以使用户能根据需求定制信息分发方式,确保在正确的数据集合内搜索到所需信息。

  随着作战人员计算机使用的日益频繁,CERDEC还提供计算机训练。去年,该中心的软件工程理事会就为CECOM LCMC软件工程中心提供了大力支持,为陆军战术系统提供了至少10亿条编码线多个软件版本。虽然并不那么引人注目,但却至关重要。

  CERDEC在信息安全方面的努力并不局限于大型服务器设备,还包括保证战术网络的安全性。该中心正着力保障尤其是战术环境网络的功能强大和安全,以增强用户的信心。在保护己方网络不受敌方攻击的同时,摧毁敌方网络。

  冷战期间,系统可以针对某一特定作战想定的使用而构建。而冷战后的时代,充满了包括全球反恐战争在内的各种作战可能。CERDEC正着眼长远,开发适应性强的系统以为作战人员提供应对不同环境所需要的灵活系统。其中,最具代表性的工作就是自适应无线电技术,即无线电台能探测作战环境,包括可用频谱探测并根据不同情况(尤其是城市环境)调整频谱范围。无线电台能感知周围环境,并通过调整输出功率使性能最大化。对于试图通过网络传输信息的作战人员来说,最关心的就是频谱问题,而这一情况还将持续一段时间。

  另一相关的研究项目就是一体化联合频谱管理和规划工具(CJSMPT),由中心与联合参谋部共同开发,属于联合能力技术验证项目之一。目前,该工具还处于评估阶段,预计会在2009年内列装,帮助作战人员理解和应对变化的频谱环境。

  CERDEC在新泽西Fort Dix配置了一台项目管理(PM)C4ISR OTM测试床,为新技术提供应用前的测试。通过不断改进,该测试床使中心可以集成实验室、工业领域和已应用的技术。研究人员可以在集成环境中利用其确定某一技术的缺陷,接受测试的对象包括未来战斗系统、WIN-T和DCGS-A等项目。该测试床帮助中心获得了联合战术无线电系统(JTRS)波形和便携式手持小型设备(HMS)波形因数。近期,将从各地召集部分士兵在两个月内对这些系统进行操作,以了解用户反馈信息。

  同时开展的几个CERDEC ATO项目从不同角度为作战人员提供了解决方案。其中之一就是保障网络操作的战术信息技术(TITAN),主要针对信息保障,包括信息传输和应用过程中的安全。中心正同CECOM 的战术指挥、控制与通信(C3T)PEO和PM标准补给站系统(SDS)一道,将这些安全技术迅速向应用于系统。

  另一项目是RADICAL,将无线电频率(RF)自适应技术同通信和地址集成。同样是合作的结晶,该项目由RADICAL小组、CERDEC空间和地面通信理事会与C2D共同开发的。这一项目是智能无线电研究的一部分,致力于让无线电及其应用能适应可用带宽,为作战人员提供最佳数据流。

  全球反恐战争的作战对象很多时候是诸如个人的软目标,CERDEC I2WD正负责软目标发现和摧毁(STEF)ATO,目的是定位重要人物及其社会网络。这一ATO正将其技术向其它已立项项目,比如已应用的DCGS-A等转化。

  STEF正研发自动化工具,可以通过庭审、近实时的和各种来源的数据分析,确定个人之间的关系。这些工具可以通过现有的和将有的传感器装置追踪个人并发现其所属组织的结构。STEF的特点是根据背景信息提炼和定量分析,辅助软目标问题评估,目标是提供有效的软目标情报,并减少分析负担。

  CERDEC夜视和电子传感器理事会(NVESD)正着力研究目标定位和目标指示技术。目前面临的困难是怎样迅速精确地指示目标,而又不出现假警报。作为TARDEC的项目之一,其中的一个研究方向是为改进的自动移动和运行技术(IMOPA)增加一套城市传感器装置。IMOPA将提升人工操作平台或无人平台的全天候间接可视能力。而且,由于CERDEC的这个项目开展时间较早,此项目不会对将来的集成造成影响,所以不用担心加装的传感器装置不能融入最终的操作平台。

  小型商业革新研究(SBIR)项目也是CERDEC的计划之一,其中的一个SBIR产品,即优选关键证据系统(STRIKE)已被前线采用。该系统可以为士兵提供一种手持装备,让他们可以从电子媒体上提取情报数据。比如,一个执行侦察任务的士兵进入一个有很多电脑、驱动器和其它数据媒介、蜂窝电话和个人数字装备的房间后,按常规,要获取这些硬件里面的数据必须将它们送到实验室,花较长时间才能提取。但有了STRIKE手持装备,这个士兵就可以直接进行数据提取。该设备大大提升了获取有价值的易遭破坏的信息的能力。目前,在伊拉克战场已至少配置了300个这种设备。

  今后十年的网络适应性和响应度将会大大提升,因此,网络系统的联结能力也应相应大幅提升。过去几年的研究进展已经有力的降低了烟囱效应,操作规程和技术之间的界线也更加模糊,但离网络无缝联结的目标仍有差距。系统提升应该更加注重将所有的子网联结构成更大型的网络,即不是仅仅注重某一子网与另一子网之间的联结,而应注重怎样将这些子网组合成一个整体。

  联网技术是CERDEC和陆军研究实验室长期以来一直为之努力的方向之一。目标是理解通信网络的基本构建模块,无论该网络是一群人还是整个因特网。这一研究力图获悉网络联结与生物行为和社会行为的联系,人脑的数据处理原理,以及生物群体反应和行为的方式。

  以上所述的这些项目将在CERDEC迁至Aberdeen后陆续完成,虽然中心迁移会对研究工作带来影响,但同样带来了很多有利因素,且新的中心加强了其在Fort Monmouth时的各项基础设施。某些重要的人员不会随中心一同前往Aberdeen,但会对其他人给予指导,将其学识向新中心转移。其他人已经转移到了Aberdeen,并且在2009年还会有100多新人自愿加入,中心以后的新雇员将会集中在本地招聘,这为其将正常运转提供了一个好的开端。