城鎮作戰中電磁頻譜管控的思考

城市戰爭是在復雜的地形上，以建筑物和人口密集為主要特征的相鄰自然區域實施的進攻、防御、穩定和支持行動。在全球城市化的背景下，城市規模不斷擴大，這是很難阻止的。因此，這場戰斗已成為現代戰爭的重要形式。隨著電子技術的迅猛發展和軍事變革的不斷深入,各種高精尖電子裝備被投入到戰場上,遍及指揮通信、情報偵察、網電攻防、火力支援、精確投送等多種領域,對戰場走勢變化影響深遠,因此,必須著手開展以城鎮作戰為研究對象的電磁頻譜管控演練,有效規范電子裝備用頻秩序,科學制定用戶頻譜使用規則,確保作戰進程始終朝著與己方有利的方向發展。1城鎮戰場電磁環境與頻譜使用關系從近幾次世界范圍內局部戰爭中得到的作戰經驗,部隊在實施城鎮作戰時,首先展開網電對抗,使對方的指控網絡、通信系統和相關民用設施受到不同程度的影響,與之伴隨的還有不間斷情報偵察活動,以持續獲取其作戰部署變化情況等敏感信息,然后通過遠程火力打擊摧毀城市外圍防線,部隊突防進入城鎮后,多采取單兵或分隊形式在每條街道上或每棟建筑物內與敵方展開搏擊,如有必要還可采用步坦協同、機降作業或空中精確打擊等方式奪點控面,逐個占領重點目標區域,直至控制整個城鎮。由此可以看出,城鎮戰場電磁環境與軍用電磁輻射、民用電磁輻射、自然電磁輻射和無源傳播因素關系密切,如圖1所示。敵我雙方在作戰過程中產生的軍用電磁輻射是城鎮戰場電磁環境的核心組成部分,涵蓋指控系統、偵測系統、電抗系統、通信系統、武器制導系統等作戰要素,對戰場電磁環境的發展和變化起著決定性作用,具有異常的復雜性和激烈的對抗性,如果頻譜管理部門不能統籌協調好所屬用頻系統間的頻譜使用關系,并有效防御敵方對我實施惡意干擾,那么造成的后果將是災難性的。民用電磁輻射則是城市戰場電磁環境的重要組成部分,主要包括作戰環境及其周邊地域的民用雷達系統、民航導航通信系統、廣播電視發射系統、移動通信系統、電氣化鐵路系統、高壓輸電線路等,由于其占用了較寬的頻率范圍,且很多頻段屬軍民共用,給頻譜資源應用于軍事用途帶來不可低估的影響力。自然電磁輻射是非人為因素產生的電磁波輻射,如靜電、雷電、地磁場、宇宙輻射和太陽活動引起的電場等,其產生的瞬態電磁脈沖會降低軍事電子信息系統和武器系統核心部件的工作性能。無源傳播因素涉及電離層、地理狀況以及氣象條件等,它們自身并不向外輻射電磁波,而是對電磁波的傳播產生重要影響。以城鎮地理狀況為例,高樓大廈和其他高塔建筑會吸收、反射電磁波,工業區及高層建筑也會削弱電波傳送的品質及距離,因此,即使在同樣的發射條件下,不同的時間和地域都會產生不同的接收效果。2城市軍事情報控制的重要性2.1電容分析技術當前,運用于城鎮作戰的頻譜資源日益緊張,各類電磁干擾和對抗空前激烈,實現電磁兼容,改善用頻環境,需要通過電磁頻譜管控解決。以頻率資源調配為例,頻譜管理部門需要考慮很多方面的因素,如哪個地域、哪段時間、哪些頻率可以在一起組合使用,且抗干擾效果最好;哪些頻率使用牽涉到其他重要無線電業務,需要和友鄰單位進行頻率協同,避免潛在互擾;收到干擾申訴時,如何及時調整頻率分配方案,盡力滿足絕大多數用戶需求等等,這些工作稱之為電磁兼容分析。另外,由于作戰雙方在同一城鎮內使用電磁頻譜為作戰系統服務,所以還必須同時考慮敵方、己方和民用無線電設備綜合產生的電磁影響,科學合理制定頻率使用計劃和電子對抗方案,確保己方用頻裝備體系所受干擾降至最低。2.2對學科進行科學的電磁頻譜管控由于城鎮作戰行動的指揮與實施是以一體化信息平臺為基礎,以信息化指控網絡為依托,以軍兵種或軍地聯合處置各種突發事件為主要樣式,故具有裝備數量多、種類全、用頻臺站密度大、操作程式復雜、戰場態勢變化節奏快等特點。如果在有限時空范圍內使用大量電子裝備,且各種電子裝備的工作頻率相鄰很近,就會形成相對緊張的電磁態勢,若不加以控制和管理,勢必會造成通信干擾、網絡擁塞、聯絡不暢等問題,而信息傳遞系統運行是否順暢,將直接影響組織指揮的效果,乃至整個戰斗的勝負,因此,只有對戰場頻率資源實施科學的電磁頻譜管控,才能發揮各種電子裝備的實際作戰性能,例如對用頻需求進行優先級劃分,可以給高優先級用戶分配信道間隔距離較遠的頻點,并納入頻率保護的范疇,而在頻率資源相對緊張的情況下,可采用時分復用或頻分復用的復用措施,以及在條件允許的前提下,鼓勵用戶跨域錯開配置同型設備,使用定向天線收發信息,或單獨劃分若干頻段保障設備進行擴/跳頻通信等等。2.3電磁資源的有效管控所謂制電磁權,就是在重點頻段范圍內,跟蹤監測敵方的電磁發射以獲取情報,并采取對抗手段阻止敵方有效利用電磁頻譜,同時利用高效的措施方法保護己方有效地利用同一頻譜。奪取制電磁權是兩軍在共同的戰場電磁環境下通過技戰術手段進行的一種無形較量,是掌握戰場主導權的重要保障。而戰場電磁資源的有效管控,則是實現己方電子裝備和武器系統有序工作的基本保證,也是奪取制電磁權的基本條件,比如在可用頻率遠遠不能滿足軍事需求時,可以征調民用頻率資源作為補充,并加強對地方無線電業務的管制力度;在出現不明干擾的情況下,具備應急頻率資源分配能力和聯合干擾排查能力;在遭遇電子戰時,應著力提高自我防護、跟蹤定位和引導壓制的水平;同時,還必須遵循次要業務讓主要業務、無規劃讓有規劃、后用讓先用、民用讓軍用的原則等。3在城市戰爭中，電磁強度控制策略3.1監控設施建設在氣候條件和地理特征類似的地區建設城鎮作戰訓練場,從作戰規模和投入兵力的角度出發,按比例規劃場地面積,參考被關注城鎮的建筑風格和現代化程度,綜合分析海拔、氣象、水文、植被、土壤等因素進行實體環境搭建,并根據需要在特定建筑物內外、主要街道通視區布置監控探頭,以便隨時掌握作戰進程。基于上述場地,構建復雜電磁環境,主要有以下2種方式:加入真實電磁輻射設施,除部隊正常配備的電子裝備外,可建立地面中繼站,安裝信號壓制模塊,架設野戰通信網,或充分利用周邊民用無線電臺站;布置模擬干擾器,按區投放到主要攻防區域,由于模擬干擾器發射信號受功率、時長、頻寬等指標限制,可按照作戰進度分時分片模仿武器系統和干擾設備產生的電磁信號,也可隨機發射。采取紅藍軍實兵對抗的方式進行城鎮作戰演練,利用態勢感知系統對復雜電磁環境進行量化評估,可部署頻譜監測設備,按照作戰階段對戰場電磁環境進行全時監測,掌握電磁態勢變化情況,并綜合現地裁決員上報的信息,科學評估其對部隊作戰的影響程度,包括部隊組織指揮能力、通信保障水平、火力打擊效果、人員裝備戰損情況等。3.2以頻管分工確定使用方案為充分發揮頻管部門在城鎮作戰中的指導性作用,需在作戰部隊中融入頻管力量,如在戰地己方實際控制區抵近部署頻譜監測分隊,作為頻譜管理體系末端觸角,感知電磁環境變化情況,隨時定位查找有害干擾;在信息化保障部隊中加強頻譜管理分隊,對監測分隊上報的基礎信息進行分析評估,為頻譜資源調配提供輔助決策;在后方指揮所設立頻管席位,由一名頻管參謀參與值班,接收頻管分隊給出的輔助決策信息,制定戰場頻譜管理計劃和實施方案,為首長機關定下作戰決心提供重要依據。其中,頻管分隊和監測分隊均包含固定、機動2種類型。圖2顯示的是城鎮作戰中實施電磁頻譜管控的基本流程。在作戰準備階段,監測分隊檢測己方所屬用頻裝備,確保其能正常工作,并將設備頻譜特征信息入庫,同時對戰場實際控制區展開前期電磁環境監測;頻管分隊接收電磁環境監測數據,分析頻譜資源使用情況;頻管參謀收集己方用頻需求,結合頻譜資源使用情況進行用頻籌劃,包括制定用頻計劃和管制方案,部署頻管網系,并針對作戰過程中,可能涉及的友鄰部隊用頻,做好頻率協同,避免用頻沖突。另外,在戰場頻管力量薄弱的區域,可征用地方無線電管理力量作為補充。在作戰實施階段,監測分隊繼續開展戰場電磁環境監測,并保存監測數據;頻管分隊對前后收集的監測結果進行數據比對,檢查有無異常信號出現,如發現異常信號,則上報頻管參謀;頻管參謀在收到用戶干擾申訴或異常信號報告后,向頻管分隊下達信號分析指令,在確定干擾非用戶自擾后,即指導監測分隊進行干擾查處,若干擾位于我方控制區,則由頻管參謀協調有關單位及時消除干擾或調整用頻計劃,若干擾來自敵方控制區,則表明干擾系敵方所為,需協調電抗部門對敵實施電磁壓制。在作戰結束階段,由頻管參謀具體指導,頻管分隊和監測分隊組織網系撤收,并做好征用無線電管理力量的復員工作,恢復日常值班值勤。頻管參謀收集整理數據資料,形成總結報告,留存備案。3.3發展生物無線數據的應用,強化系統數據合成和綜合管理能力一是完善戰場頻譜監測站補點建設工作,作為頻管體系感知外部電磁環境的末端觸角,頻譜監測站提供的監測數據是否全面真實,對頻管部門準確做出各種決策至關重要,但在實際情況中,因為監測站無法快速抵近關注地域展開工作,導致受擾方蒙受巨大損失的例子比比皆是,所以,有必要繼續加大戰略要沖城鎮周邊地域的臺站建設工作,包括小型寬帶數字監測站的增速擴展部署,以及升空平臺無線電監測系統的實戰化應用等,并在現行數據傳輸體制的基礎上,向國內大型移動運營商申請可靠無線數據接入服務,實現跨區多維快速動態組網,盡快建成空地一體、無縫覆蓋的頻譜監測網絡。二是更新升級頻譜管理系統軟硬件,頻管系統是頻管部門完成頻譜資源調控的重要工具,是對作戰指揮決策的有力支持。放眼未來,要在信息化條件下的城鎮作戰中始終處于有利位置,就必須繼續加大對電磁頻譜管理系統的深入研究,大力研發適應各種頻率保障需求的軟硬件平臺,包括戰場頻譜管理輔助決策系統、頻譜信號特征指紋識別系統、頻率調配方案效能評估系統等,并積極尋求頻管數據報文通用描述方案,不斷挖掘系統在時效性、兼容性、可靠性、小型化、網絡化等方面的潛力。三是建全聯合頻譜管控機制,從資源共享、優勢互補的角度考慮,進一步深化軍民、軍兵種頻管力量融合,主要體現在能利用民用資源的就不自己鋪攤子,能納入軍隊總體發展規劃的就不另起爐灶,能依托其他兵種頻譜保障單位完成的任務就實行區域化聯合保障,可定期開展電磁頻譜聯合管控演練,或誠摯邀請多家單位遂行重大活動頻譜保障任務,并在合作細節上敢于破除陳規、創新思維,如通過合署辦公、混合編組、共同值班、聯合處突等具體環節大膽探索聯管新方法,最大程度提高戰場電磁頻譜管控效率。4頻管保障方面存在的問題城鎮