E-8C聯合監視和目標跟蹤雷達系統

概述

聯合監視和目標跟蹤雷達系統(JSTARS),是一種遠距離空地監視系統,用於全天候條件下定位、分類和跟蹤地面目標。JSTARS能夠探測、定位和跟蹤地面靜止以及移動的目標。

系統由兩部分組成:搭載AN/APY-3多功能機載雷達系統的載機平臺和移動地面站系統(GSMs)。

E-8C聯合監視和目標跟蹤雷達系統

載機平臺

E-8C載機由波音707進行改進,雷達側視相控陣天線安裝在前機身下部獨木舟形狀的天線罩內,採用方位電子掃描、俯仰機械掃描的工作方式。雷達能夠為載機和地面站的操作員提供超過40000平方千米區域的目標和戰場管理數據。

飛機上有17個操作員臺位,1個領航員/操作員臺位和1個可擴展的通信臺位。飛機標準組員為22人,其中4人為飛行組,18人為任務組,執行長期任務等特殊情況時,機組成員最大可增加至34人。

雷達的基本工作方式為運動目標指示(MTI)(含廣域監視和區域搜索兩種方式)以及合成孔徑成像。MTI方式用來檢測、定位和識別慢速運動目標。

JSTARS利用先進的信號處理能力,能夠識別出輪式和履帶式車輛。操作員可以選擇波束重訪週期、掃描區域和分辨率,還可以進行歷史回放、跟蹤目標和目標/位置預測。歷史回放由時間壓縮和時間積累功能組成。

時間壓縮是指,MTI數據按時間進行記錄,幀數據格式類似於盒式視頻記錄器的快速更新。MTI易於跟蹤目標的起始點、移動路徑和結束點。時間積累是指,在選定工作週期內的連續幀數據互相覆蓋,同時顯示出輔助功能的幀數據,例如用於識別通信方式和移動特徵的幀數據。

E-8C聯合監視和目標跟蹤雷達系統

由於車輛移動與大多數軍事行動有關,MTI數據可以精確引導操作員在合適的地點和時間獲取高分辨率SAR圖像。

合成孔徑圖像/固定目標指示(SAR/FTI)能夠提供偵察區域的圖像,以及重要固定目標如橋樑、港口、機場、建築物和靜止的車輛。

在SAR模式下識別和定位固定目標時,FTI才會有效。SAR/FTI能力與MTI、MTI歷史圖像配合使用,載機或地面工作人員進行打擊效果評估。

操作和控制子系統(O&C)提供機上工作人員的使用和控制。該子系統採用實時的基於VAX的分佈式處理架構。17個操作檯位和1個導航/操作檯位,都分別包含有單獨的基於DEC ALPHA的數字處理器。

E-8C聯合監視和目標跟蹤雷達系統

該子系統的計算架構包括大容量存儲和高分辨彩色圖像顯示,能夠實現所有工作臺位實時接入雷達和系統工具套件,確保靈活地給每個工作臺位分配不同的任務。系統工具套件允許方便、快捷地使用雷達產品。

每個工作臺位擁有500萬指令集的處理資源,管理雷達數據交換和開發雷達產品的顯示控制。MTI數據利用光點顯示移動目標的態勢,而SAR數據利用高分辨率的連續圖像顯示靜止車輛及周圍地面場景。

地面站

JSTARS地面站是一種移動的多傳感器圖像情報(IMINT)戰術數據處理和評估中心。地面站處理來自於JSTARS指揮員戰術終端(CTT)、聯合戰術終端(JTT)和無人機的數據,並將情報、戰鬥管理和打擊目標數據通過LAN、有線或無線方式分發給軍隊C3I系統。

它可以確保利用近實時的數據執行綜合化的戰鬥管理、偵察、打擊目標和戰場封鎖計劃。

地面站有兩種不同的構型,一種稱之為中型地面站,採用標準S280方艙,安裝於5噸重的卡車上;另一種是可快速展開的輕型地面站,採用輕型多功能方艙,安裝於多功能輪式車輛。通用地面站可以替換以上兩種構型。

地面站已經升級改進,與美軍現有的分佈式通用地面站系統兼容設計(DCGS),形成聯合星的通用地面站。

升級歷史

Block10升級主要包括戰術數字信息鏈(TADIL-J)和計算機系統的“千年蟲”漏洞(Y2K)兼容能力。

Block20主要由聯合星計算機更換項目組成(JSCRP),利用2臺商用計算機替換原有5臺計算機系統,並且易於實現E-8C飛機的計算機後續及時更新升級。更新主要包括:

  • 商用貨架硬件
  • JSCRP包裝
  • 改進數據調制解調器
  • 先進無線數據鏈和雷達信號處理
  • 光纖局域網
  • 改進提升維護水平

攻擊支持升級

Attack support upgrade,ASU

2003年2月12日,諾格公司宣佈獲得一份4年6780萬美元的聯合星系統升級項目合同,主要涉及E-8 ASU。由於能夠大幅提升聯合星和戰鬥機之間的協同工作能力,ASU易於將目標數據和任務分配信息提供給其他LINK16接入平臺。

據報道,ASU已經通過兩種集成化軟件包,將空域控制/威脅導彈防禦(AC/TMD)和全狀態戰鬥管理加入到E-8C操控系統。

AC/TMD功能於2005年末實現,戰鬥管理功能於2007年初實現。此外,ASU將來還可以實現最大48種數字信息的處理,並能夠提升E-8飛機與E-3、颱風戰鬥機、陣風戰鬥機等北約飛機之間的協同工作能力。

APY-7/ICAN:2005年11月,簡氏週刊報道諾格公司獲得了一份長達5年價值5.32億美元的JSSIP合同。合同內容據稱涉及平臺的APY-7雷達精確目標跟蹤和圖像分辨率提升,以及機載網絡能力(ICAN)的過渡階段能力。

FBCB2/BFT:2006年2月,據報道依據2005年9月授予的1900萬美元合同要求,所有聯合星平臺正在進行FBCB2藍軍跟蹤系統升級改進工作.當時,一部分聯合星飛機已經完成貫改,其他平臺在2006年末完成升級改進。

改進陸/海工作模式

Enhanced land/maritime mode,ELMM

2007年1月,諾格宣佈空軍授予一項5620萬美元合同,為E-8C飛行聯隊提供升級後的陸/海工作模式移動目標精確跟蹤與作戰能力。ELMM包含對APY-7雷達進行模式升級。

整個計劃稱之為提升整個戰場反應和戰術決策能力,雷達升級主要是利用新型處理架構提供足夠大的成像帶寬和改進後的SAR模式,新型處理架構包含有未來能力提升潛力和向地基用戶分發高分辨率圖像數據。

2007年1月開始,簡氏防務一直建議18到20個月之內所有E-8飛機推廣ELMM升級,同時美軍的聯合直接攻擊彈藥需要進行相應升級改進,通過數據鏈將聯合星系統的打擊目標數據接入進行更新。

2011年1月,美國海軍聯合地面作戰的聯合能力技術演示驗證項目展示了ELMM能力,一架E-8C在一組防區距離外引導反艦武器攻擊地面對手。

聯合星作為網絡指揮與控制節點,並作為節點傳送空中目標實時信息給F/A-18飛機掛載的AGM-154聯合防區外武器。同時,諾格公司宣佈2011年所有E-8C飛機的ELMM能力都將升級完畢。

超視距通信能力升級

Beyond line-of-sight ,BLOS

2018年2月,美國空軍751電子系統大隊和美國空軍116作戰大隊正在實施一項緊急作戰需求E-8C超視距通信能力。通過兩架聯合星專用的美國國防部安全SIPRNET網址,實現飛機每個操作檯位的聊天、郵件和網頁瀏覽。

據說這種能力允許機上人員遠離地面固定或移動的站點,因此能夠提高通信距離和覆蓋區域。它可以方便進行大文件(包括SAR圖像)更快更有效地傳送。

據報道,升級改進每架飛機需要6天時間,2018年2月下旬已經在羅賓斯空軍基地進行了首次升級。2009年6月,諾格公司宣佈已經完成基於IP的超視距通信能力在地面站、培訓人員和整個E-8C飛行聯隊。

2011年3月,諾格公司成功進行了多譜情報傳感器的集成試驗,即M177相機,安裝於一架改裝過的E-8C飛機的龍骨梁輔助設備艙。它能夠為GMTI能力提供高分辨率圖像作為支撐。

2013年10月,美國空軍授予諾格公司一份4300萬美元的合同,用於改進E-8C聯合星飛機、培訓人員和實驗室。這份合同可以選擇利用額外3年時間改進整個飛行聯隊。2013年11月,美軍空軍授予諾格公司1.78億美元的合同,用於繼續維護E-8C飛機。

2014年3月,美國空軍請求資助E-8C聯合星飛機。聯合星改進方案將會在2015年獲得一份1億美元的合同以及未來五年24億美元的投資承諾。

性能參數

E-8C聯合監視與目標攻擊雷達系統

天線尺寸

8 m (26 ft) (雷達罩)

7.3 m (24 ft) (側視相控陣天線)

性能

作用距離

135n mile(250 km)

方位

360°

俯仰

-60° to +60°

使用高度

12,801.6 m (42,000 ft)

天線類型

相控陣天線

系統現狀

E-8C項目總共包括18架飛機,其中17架用於作戰、1架用於測試驗證,最後1架飛機2005年3月交付。最近7架飛機狀態為Block20,早期的10架飛機於2005年8月完成狀態升級。

聯合星飛機曾支持北約部隊在南聯盟地區作戰,後來又支持伊拉克和阿富汗的作戰。所有E-8C飛機駐地為羅賓斯空軍基地,並由美軍116作戰大隊進行管理,其隸屬於喬治亞空軍國民警衛隊,由空軍和國民警衛隊人員混編而成。另外,美國陸軍297軍事情報部隊聯合星分隊也可進行調用。

2014年11月14日,美國空軍授予諾格公司2.1億美元的合同用於繼續維護E-8C聯合星飛行聯隊,這是諾格公司於2000年首次獲得聯合星系統維護合同的續約版。

2016年1月26日,美國空軍宣佈準備授予聯合星升級項目2份單一來源的雷達技術成熟和降低風險合同,中標單位僅限於美國原始設備製造商,同時美國空軍市場調查顯示目前僅有雷聲和諾格兩家公司滿足政府需求。

早些時候,美軍空軍在2015年8月宣佈了一項多家競標的預先工程和製造開發合同,總計金額3140萬美元,三家競標方几乎平分經費:諾格公司,提供基於灣流G550商務機的解決方案;洛馬公司,提供龐巴迪環球6000商務飛機的解決方案;波音公司,則基於自已737-700商務機的改裝方案。

2016年3月14日,五角大樓宣佈美軍空軍已經授予諾格和雷聲兩家公司用於改進聯合星雷達的合同。諾格公司獲得7000萬美元合同用於降低雷達風險,雷聲公司獲得6000萬美元合同提供自己的解決方案。

這份為期18個月的合同是成本加固定費用模式,而且覆蓋非經常性的軟硬件費用,包括雷達首次測試文檔的交付。合同計劃於2017年9月完成。

2016年9月27日,加州的Cubic防務公司獲得一份1260萬美元的合同,用於實現地面數據終端的維修、技術、工程、診斷和現場服務支持。工作地點和經費由具體的指令確定,預計2021年9月26日完成。

2016年12月28日,美國空軍發佈了一項有關機身、雷達、通信系統和戰鬥管理指揮控制模塊的需求建議書,預期實現3架聯合星系統的工程和製造開發。RFP項目努力實現對現有E-8C飛機的替換更新。

2017年8月4日,柯林斯公司獲得一份740萬美元合同,為聯合星的機組人員訓練設備提供仿真和訓練的診斷支持服務,計劃2020年2月完成。位於佐治亞州羅賓斯基地的空軍全壽命週期管理中心進行管理。

2018年2月12日,美國空軍宣佈取消聯合星的改進計劃,並將經費轉移至戰鬥管理指揮控制的優先項目。

目前,E-8C聯隊預計2019年左右至2020年中期開始退役,而聯合星改進項目的初始作戰能力生成則推遲到2024年。


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