美防空反导领域开放体系架构技术发展与应用
作者 孙涛
发表于 2023年1月

开放体系架构具有架构灵活多变,体系易于扩展、集成和升级,互操作性强,经济性好,具有可裁剪特性等,因而近年来,其研发思想和相关技术得到了快速发展,逐步体现出强大的生命力和后发优势。美国防空反导系统不断发展的过程中,经历了从单一系统的研发装备到实现装备的体系化的转变,装备体系的建设中开放体系架构逐步取代了最初的封闭体系架构。

发展历程

采用传统封闭系统架构的开发模式已经成了武器系统发展的重大瓶颈问题。为了解决上述问题,包括同时考虑性能、成本、工业使用的成熟度、可长期采购性以及升级潜力等方面,将开放体系架构技术应用于大规模复杂信息系统的开发成为了必然。

2003年,美军在信息技术领域全面转向“开放系统”技术体制,要求只要条件可行,在任何情况下都应当应用模块化“开放系统”方法。2004年8月,美国海军负责装备研发和采办的副部长公布了“开放架构”政策,建立起一个包含所有系统司令部和项目执行办公室人员的专门机构——开放架构企业团队,开始负责整个海军实施“开放架构战略”的全局工作,同时明确了各系统司令部和项目管理办公室对“开放架构”实施的职责。美国海军作战部随后发布了海军开放架构需求文件,提出“开放架构”的原则,要求在所有的武器系统和作战系统研制、升级中考虑“开放架构”的要求,至此“开放架构”成为美国海军的战略,推动美国海军全面实施向开放系统技术体制的变革。

美国防部开放系统架构管理指南

2013年,美国防部经过多年的实践和发展,发布了《开放体系架构项目合同管理实施指南》1.1版,为武器装备在发展政策方面提供指导。目前美国大量的武器装备研发采办都是基于开放体系架构设计和实施的,典型案例包括美国海军的“宙斯盾”系统现代化发展、海军正在发展的防空和反导雷达、陆军正在发展的“一体化防空反导作战指挥系统”、新型的低层防空反导雷达等。

美军大力推行“开放式体系架构”设计思想,通过各层次之间的标准接口,屏蔽与上层之间的紧耦合,提升对应用层的开放性支撑;将软件与硬件分离,实现局部软件升级即可实现系统能力提升。根据系统架构的开放程度分为五级,不同级别的主要特征概括如下:1~2级为“兼容级”,它主要采用适配器或通过更改应用接口的方式集成遗留系统;3级为开放式体系架构标准的“初始级”,它的突出特征是软件开发不依赖于特定硬件,其系统性能与计算设备数量的多寡和性能的高低成线性关系;4级为“公共功能级”,它采用的公共功能服务具有部署灵活,升级快速的能力;5级为“全舰计算级”,它使用统一的信息基础设施平台降低系统维修保障压力和减少人员配置,为应用系统提供公共计算支持,保障应用系统的容错性和抗毁生存能力。目前美国海军一体化防空反导系统采用的开放体系架构达到了4~5级的程度。

应用情况

美国陆军在防空反导装备发展过程中,开放体系架构技术的应用集中反映在防空反导指控系统的发展之中,用于构建防空反导一体化的作战体系。海军主要通过对“宙斯盾”系统实施“先进能力建设”项目的途径落实开放体系架构战略,其核心是对指控系统的不断升级。

美陆军采用开放体系架构的目标是为陆军防空和导弹防御系统建立一个以网络为中心的系统之系统体系结构解决方案,用于集成传感器系统(包括用于目标探测、跟踪、火控的多种传感器)、拦截武器系统、作战管理、指挥控制、通信和情报系统。

本文刊登于《军事文摘》2023年1期
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