海洋论坛▏美国海军海洋环境保障业务研究

拥有全世界最强大海军力量的美国，在海洋环境保障业务领域具有明显的领先优势。早在20世纪70年代，美国海军就已经充分认识到METOC(气象与海洋)对海军作战计划和实施的价值，经过几十年的发展演变，目前美国海军已建立了完备的海洋环境保障业务体系，确立了准确性、一致性、相关性和及时性的保障原则，积累了高时效、高精度、广覆盖的海量海洋环境数据资源，研发了全球、区域和局部多尺度多要素海洋环境预测预报模型，拓展了反潜战、水雷战、特种作战等海洋环境作战应用，形成了“数据—预测—评估—决策”的海洋环境信息能力优势。

图1 按需战场空间作战保障概念示意图

海军海洋学办公室、舰队数值气象海洋中心和海军天文台是3个产品中心，其中海军海洋学办公室侧重于海洋产品，舰队数值气象海洋中心侧重于大气产品，海军天文台则负责提供天文数据和授时产品。对照BonD作战保障概念，海军海洋学办公室、舰队数值气象海洋中心处于第0层和第1层，其核心能力集中在数据获取和处理分析。天、空、岸、海、潜全方位海量海洋环境数据获取是其数据获取能力的集中体现。全域化精确化的模型和高性能的计算是其处理分析能力的集中体现。这两个部门拥有一系列模型和系统，能够对各类海洋环境要素进行预测预报，例如用于流预测的混合坐标海洋模式(HYCOM)，区域海军近海海洋模式(RNCOM)，海岸海军近海海洋模式(CNCOM)；用于波浪预测的海军标准化海浪模式(NSSM)；用于潮汐预报的潮汐评估模型(PCTides)；用于冰预测的海冰模型(CICE)，用于大气预报的海军业务化全球大气预测系统(NOGAPS)等。

海军海洋学作战司令部处于BonD作战保障概念的第2层和第3层，主要是根据海军作战需求，指导和协调海军海洋环境保障业务提供进一步贴近作战的嵌入式人员支持和定制化产品支持。其下属的7个部门分别具有不同的保障方向，如两个舰队气象中心主要保障水面作战；两个海洋学反潜战中心主要保障反潜作战；海洋学特种作战中心主要保障两栖登陆作战；海洋学水雷战中心主要保障水雷与反水雷作战；联合台风预警中心则负责向海军提供热带气旋预警保障。

海军气象和海洋学专业发展中心作为培训机构，主要为美国海军海洋环境保障业务提供人员和技术培训支持。

海军综合战术环境系统(NITES)，是美国海军将海洋环境信息与指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察(C4ISR)进行整合的一套软件系统。该系统主要目标是以分布式海洋环境数据库和可视化仿真为基础，通过使用决策辅助工具来分析海洋环境对武器和作战系统的影响，进而为指挥员提供战场空间表征和态势感知。其主要功能涵盖了数据管理、可视化、环境信息分析、传感器性能预测、兵力环境阈值评估、危险预测等。对于这样一个贯通海洋环境与作战单元及战术决策的关键系统，美国海军对其升级改造不遗余力，最新的NITES－Next由美国的GeoCent公司研发，耗资数千万美元。

海军综合战术环境系统有3个较为重要的子系统，分别为阈值评估工具集(threshold evaluation tools)、高级折射效应预测系统(AREPS)和目标获取武器软件(TAWS)。

阈值评估工具集主要将作战样式、平台、武器装备海洋环境要素阈值与任务区域海洋环境观测预测值进行关联分析，在此基础上，给出定性的影响评估，例如，某一海洋环境条件下某型武器装备是否适用等。评估结果通常为一个环境影响矩阵，横向是环境要素，纵向是作战行动、平台和装备，影响程度划分为处于不利条件、处于不利边缘和处于有利条件3个等级。

高级折射效应预测系统侧重于传感器性能环境影响预测，输入为传感器电磁参数、大气环境信息和地形信息，计算模型采用高级传播模型(APM)，输出包括高度、方位和范围等信息。该系统主要用于雷达目标探测，电磁战场监视、超高频/甚高频通信等方面的辅助决策，例如，通过该系统分析可以得出大气波导通信工作频率10.5GHz、天线高度4m时最适合于利用蒸发波导实现远距离海洋通信。

目标获取武器软件侧重于武器性能环境影响预测，主要功能是通过接收当前或预测的环境数据，通过相应的可见光、激光和红外物理模型，定量确定目标探测和锁定范围。该系统的基础支撑为目标数据库、武器传感器数据库、海洋环境数据库、物理模型等，其输出可以辅助作战人员在对海对陆打击、近距离空中支援、空中拦截、搜救、目标识别等任务中进行攻击方案制定、战术机动规划和武备选择。