超级军网讨论反潜战中的网络中心战
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 01:23:32
1一般意义的网络中心战
网络中心战是由传感器、指挥控制节点、武器、连接它们的通讯设备、为使用上述设备而开发的操作规程以及执行规程的操作人员组成的。为某一个作战区域开发的设备和技术，未必能直接移到另一区域使用，就算移过去也不好用。海湾战争中，联盟的陆基飞机对付可移动的半掩蔽目标时表现不良，这说明在普通的空中和地面战中进行练习的飞机不适应处理隐蔽和机动目标，因为这些目标是不确定的。
2网络中心是如何协助反潜的
隐蔽和机动仍是反潜战中的关键问题。反潜战的另一问题就是时间问题，这个问题在其他网络操作和作战区域中是体验不到的。用海军中将阿特·塞布朗斯基的话来说，反潜战是“极为缓慢的战争”。在反潜战的指挥与控制中，为了处理一大堆事实、半事实及直觉，耐心是必不可少的。直觉是极少出现的，有时未预料到，有时又似乎在预料之中。反潜战中所用的许多传感器全都是遥控的，在不同范围和介质中工作，每一个传感器都有其特定的精度、虚警率和延时属性，把来自这些传感器的数据转变为信息并不是人工智能设备能很好完成的任务。必须把注意力放在每一个信息增量上，以评估其性质和贡献。由于判决价值几乎存在于反潜战操作中获得的每一条信息之中，且由于反潜战的信息是从长时间的数据中提取出来的，所以装备精良、受过良好训练的指挥控制就很关键。小组的正确决策是使用大量的先进机器和技术也替代不了的。
在过去十年，网络中心反潜战取得最大的单项进步就是全球定位系统（GPS）。通过全球定位系统人们知道自己身处何方，指挥和控制过程也可能变得更加细致准确。现在不需要考虑各种平台导航误差的不确定性，定位指令、巡逻区域、甚至声呐浮标的位置都能精确地给出，准确地执行。
但是，全球定位系统也带来一个毛病，即对其他传感器、参考数据、数据库的精确性过份地依赖。由于己方的位置现在可以精确地标绘在阴极射线管、醋酸盐覆盖图、测绘海图或有机树脂玻璃状态板等设备上，所以当类似标绘的其他数据的特征通常很不精确或模糊时，也常常认为它们有相同的精度。经验丰富的指挥官能够识别传感器输入和远程数据库中事实和假象间的差异，而那些没有经验的指挥官就很难准确判断出隐藏在屏幕上每个点背后的变化。
3反潜战中的特殊问题
了解传感器正在探测和报告什么既是科学又是艺术。首先，观察者必须了解特定传感器的能力和使用限制。传感器能够探测多大范围（物理的、雷达回波、声波能量）？什么类型的探测、有多少探测是假的（包括尺寸、形状和电磁发射）？定位的数据有多精确？传感器探测出物体的运动有多快？识别一个物体是不是感兴趣的事物要多久？将其分类为目标、非攻击性物体，还是假接触要多久？最终的结果如何描述？屏幕上或图上的点是否代表一个真实的接触，如果是，它们存在有多长时间了？
这些都不是容易回答的简单问题。技术设备能提高获得正确信息的机会但很少能完全彻底地解决上述问题。海森堡原理表明物理尺寸的大小有可能回避技术解决方案。在海里，物体不管在什么时候都是运动的，因此只能局部获得目标武器的准确位置。网络本质上是以某种有意义的形式利用大量的传感器阵使武器释放平台机动到射击阵位。
尽管反潜战很复杂，在作战介质中有真实经历的军官不多，但反潜战网络仍有优于处理其他海战的网络的若干优点。目标/威胁不多且展开缓慢。把网络的指挥节点究竟设在哪里是最有效的，海上或在岸上和能够有效地保持与网络各段的通信链接的地方。在战区所有操作者可用的公共操作图象、有关的情报数据库和类似的设备中可获得大部分所需的支援数据。这些资源的大部分内容将与反潜战操作人员无关，但这种信息的价值在于使他们不去关心获得或拥有所需的这类信息。
反潜战是从国家系统部署的各类传感器开始的。给这些传感器拟制计划监视潜艇港口，产生网络有效操作需要的第一批信息：反潜战部队必须对付的敌方潜艇有多少？证实这个真相就可制定有效的搜索战术。潜艇过访不会太多，不过一两条。一旦潜艇的最大数量知道了，将敌方潜艇定位就是有限的数学或统计过程，就其本质而言，可以用一句格言来描述：“如果潜艇在搜索区域里没有发现，那么它就可能在另外一个地方”。这句格言看似简单，其实蕴涵了对感兴趣区域应采取集中兵力，稳步缩小包围圈的道理。计算机程序记住这个格言是很简单有效的，这只是反潜战资源有效分配中软件工具的例子。
4反潜战网络需要考虑的一些问题
在海底以及由专用舰船拖曳的远距离声呐传感器是网络中另一个重要的组成部分，这些设备能给执行任务的军队提供线索。除了远距离外，这些阵列还有能“凝视”给定海洋空间的优点。这些系统的操作人员可以利用这一特点，长时间地潜伏在某一区域，观察周围的环境及感兴趣区域的海洋介质传播声音的效果，获得可能接触到的事物的直观感受。由于这项技能是科学与艺术的结合，熟练的操作手并不多。现代高效的通讯设备使得这些优秀的操作手集中在远离实际传感器和战区的几个场所。然而，虽然他们在“看不见”的地方，但对网络有效性而言，他们是至关重要的。
将来，可放置在感兴趣区域海底的区域声传感器将丰富由永久放置的远距离声呐阵提供的图象。这项技术在狭窄的海域和楔形地方会很有用，这些区域的海底形状使得传感信息很难或者根本不可能传送。选择什么样的时间和地点来放置这些设备将会很大程度地影响它们的功能，因为它们必须在出现紧急情况之前并有充足的电量时被放置在预定的区域。它们的有效性很大程度上是由它们如何与网络的指挥控制部分连接决定的，指挥控制部分具有两个功能：一是解释收集数据，二是快速传送有用的信息给反潜战网络的其他组成部分。
根据卫星、海底传感器和海上巡逻飞机探测器提供的线索，就可部署带有声呐阵的潜艇和水面舰艇开始猎潜。当这些平台装备的传感器不得不进行无线索搜索时，猎潜的前几天甚至几个星期可能是无结果的。在有线索、快速出击、精确导航的情况下（三者缺一不可），这些平台探测器在几个小时或几天的时间里获得与敌艇接触的机会将极大地提高。
一旦网络系统决定在受怀疑的敌潜艇附近部署武器平台，那么三个问题决定了探测搜索的持续时间：敌潜艇的噪声特性、敌艇的指挥控制方式以及作战区域。常规动力潜艇的机动性较差；指挥官必须时时刻刻注意剩余电池的能量。至少每天要给电池充电，而且更经常地要在噪音较大的通气管航行状态下充电。反潜部队应该利用这一时期来进行探测，一旦探测到，那么敌艇一定在通气管航行位置不远的地方。一般来说，在两个到五个通气管状态航行周期之间就能对常规潜艇进行近距离探测并根据网络中心的指挥命令对其进行攻击。
如果敌潜艇用于控制的指挥过程需要潜艇以任何形式发射电磁波，那么所产生的弱点就可能被利用。在第二次世界大战中之所以取得大西洋同盟国胜利就是因为德国潜艇的指挥与控制有上述缺陷。不管是在RF发射的手段还是内容上出现安全性问题，总之迟早被发现的可能性是很高的。在反潜网络作战时也存在着同样需要小心的问题，最好的处理过程就是要求前方组成部分，即飞机、潜艇或水面舰艇少发射。
最后，作战区域决定了网络成员的效率。一方面，狭窄的海域限制了要搜索或监视的区域，另一方面狭窄的海域有着复杂的声学环境和类似靠近海岸的效果。浅海域不能使用主动声呐而且高的环境噪音又掩盖了被动声呐。网络操作成员对这一区域的环境越陌生，那么人员和设备适应这一环境所需的时间就越长。
跟其它网络一样，反潜网络的所有环节必须与具有适当能力的可靠通讯系统一起才能工作。应用反潜战网络十多年的经验让我们确信这些要求是可以满足的。光缆将岸上节点广域传感器的地面终端和电缆头连接在一起，高容量的超高频（SHF）无线电把岸基和海基指挥所与更高一级的指挥机构相连接。极高频（UHF）卫星系统更适合与飞机、舰艇、潜艇的最后链接，由于网络通讯的不对称性，限制了只能向下发送特定平台所需的信息和要求从这些平台只在极少的情况下以简单的消息发回信息。
虽然远距离网络开发已有数年，但对水面舰船、航母战斗群、两栖舰和后勤支援舰的近程反潜战保护已经衰落到等于没有的地步。随着S－3型“海盗”舰的退役，航母战斗群不再有远程或快速反应反潜战的部分。由于驱逐舰数量的减少，以及来自战区弹道导弹、巡航导弹威胁的增加，防护的重点已由反潜转移到防空，近程反潜战支援仅限于直升飞机。虽然面临一艘探测到的常规动力潜艇，但是没有足够数量和持久的直升飞机来进行区域搜索乃至其它武力的掩护。连自卫都比较困难，但是另一方面一旦一艘常规动力潜艇被定位，用一队直升飞机来跟踪是很容易的，而且潜艇逃脱追踪的可能性几乎为零。然而要使直升飞机及其引导舰、巡洋航母舰、驱逐舰致力于反潜战并不是一个很容易跨越的障碍。为达到这种配置的作业必须使上述部队成为反潜战网络的有效组成部分。同样，随着日益重视水面监视和在可能对手上练习的机会减少，反潜战中海上巡逻飞机的能力也已减弱。至少在美国，改进这些飞机的重点是放在反水面和监视作用上。不管怎样，海上巡逻飞机仍是反潜战网络的一个重要环节。华盛顿2001年4月出版的Smithsonian杂志上托马斯B.艾伦的文章中指出正如在大洋中航行的潜艇跟踪期间所演示的那样“安静航行，深潜航行”，在复杂的海洋环境中，被追踪潜艇完全机动后在重建接触时海上巡逻飞机的干预是非常重要的，网络中配置的传感器不可能超过远程海上巡逻飞机的反应速度和覆盖范围。
5结论
最后且最重要的是，反潜战不是业余爱好者的“截获”游戏。反潜战网络要求有经验丰富、技能熟练懂得网络各组成部分的功能和局限性以及它们之间联系的操作人员。要获得这些技能就必须加强训练和演习。除了盘旋于常规潜艇之上带有吊放声呐的直升飞机，网络中的传感器都不具有雷达的精度。大多数传感器只提供方位，从传感器数据提取距离需要操作人员操作以及由指挥官进行解释。进入反潜指挥中心的新手有可能被数据淹没或者由于缺少信息和活动而被弄迷惑：任何平台第一次遭遇到一艘真正的潜艇通常会惨败。随着冷战的结束，现在很少有机会来训练这些技能。象RIMPAC这样的演习不仅在获取知识和发展技能方面，而且在网络中心战的系统作用方面都是很重要的。
1一般意义的网络中心战
网络中心战是由传感器、指挥控制节点、武器、连接它们的通讯设备、为使用上述设备而开发的操作规程以及执行规程的操作人员组成的。为某一个作战区域开发的设备和技术，未必能直接移到另一区域使用，就算移过去也不好用。海湾战争中，联盟的陆基飞机对付可移动的半掩蔽目标时表现不良，这说明在普通的空中和地面战中进行练习的飞机不适应处理隐蔽和机动目标，因为这些目标是不确定的。
2网络中心是如何协助反潜的
隐蔽和机动仍是反潜战中的关键问题。反潜战的另一问题就是时间问题，这个问题在其他网络操作和作战区域中是体验不到的。用海军中将阿特·塞布朗斯基的话来说，反潜战是“极为缓慢的战争”。在反潜战的指挥与控制中，为了处理一大堆事实、半事实及直觉，耐心是必不可少的。直觉是极少出现的，有时未预料到，有时又似乎在预料之中。反潜战中所用的许多传感器全都是遥控的，在不同范围和介质中工作，每一个传感器都有其特定的精度、虚警率和延时属性，把来自这些传感器的数据转变为信息并不是人工智能设备能很好完成的任务。必须把注意力放在每一个信息增量上，以评估其性质和贡献。由于判决价值几乎存在于反潜战操作中获得的每一条信息之中，且由于反潜战的信息是从长时间的数据中提取出来的，所以装备精良、受过良好训练的指挥控制就很关键。小组的正确决策是使用大量的先进机器和技术也替代不了的。
在过去十年，网络中心反潜战取得最大的单项进步就是全球定位系统（GPS）。通过全球定位系统人们知道自己身处何方，指挥和控制过程也可能变得更加细致准确。现在不需要考虑各种平台导航误差的不确定性，定位指令、巡逻区域、甚至声呐浮标的位置都能精确地给出，准确地执行。
但是，全球定位系统也带来一个毛病，即对其他传感器、参考数据、数据库的精确性过份地依赖。由于己方的位置现在可以精确地标绘在阴极射线管、醋酸盐覆盖图、测绘海图或有机树脂玻璃状态板等设备上，所以当类似标绘的其他数据的特征通常很不精确或模糊时，也常常认为它们有相同的精度。经验丰富的指挥官能够识别传感器输入和远程数据库中事实和假象间的差异，而那些没有经验的指挥官就很难准确判断出隐藏在屏幕上每个点背后的变化。
3反潜战中的特殊问题
了解传感器正在探测和报告什么既是科学又是艺术。首先，观察者必须了解特定传感器的能力和使用限制。传感器能够探测多大范围（物理的、雷达回波、声波能量）？什么类型的探测、有多少探测是假的（包括尺寸、形状和电磁发射）？定位的数据有多精确？传感器探测出物体的运动有多快？识别一个物体是不是感兴趣的事物要多久？将其分类为目标、非攻击性物体，还是假接触要多久？最终的结果如何描述？屏幕上或图上的点是否代表一个真实的接触，如果是，它们存在有多长时间了？
这些都不是容易回答的简单问题。技术设备能提高获得正确信息的机会但很少能完全彻底地解决上述问题。海森堡原理表明物理尺寸的大小有可能回避技术解决方案。在海里，物体不管在什么时候都是运动的，因此只能局部获得目标武器的准确位置。网络本质上是以某种有意义的形式利用大量的传感器阵使武器释放平台机动到射击阵位。
尽管反潜战很复杂，在作战介质中有真实经历的军官不多，但反潜战网络仍有优于处理其他海战的网络的若干优点。目标/威胁不多且展开缓慢。把网络的指挥节点究竟设在哪里是最有效的，海上或在岸上和能够有效地保持与网络各段的通信链接的地方。在战区所有操作者可用的公共操作图象、有关的情报数据库和类似的设备中可获得大部分所需的支援数据。这些资源的大部分内容将与反潜战操作人员无关，但这种信息的价值在于使他们不去关心获得或拥有所需的这类信息。
反潜战是从国家系统部署的各类传感器开始的。给这些传感器拟制计划监视潜艇港口，产生网络有效操作需要的第一批信息：反潜战部队必须对付的敌方潜艇有多少？证实这个真相就可制定有效的搜索战术。潜艇过访不会太多，不过一两条。一旦潜艇的最大数量知道了，将敌方潜艇定位就是有限的数学或统计过程，就其本质而言，可以用一句格言来描述：“如果潜艇在搜索区域里没有发现，那么它就可能在另外一个地方”。这句格言看似简单，其实蕴涵了对感兴趣区域应采取集中兵力，稳步缩小包围圈的道理。计算机程序记住这个格言是很简单有效的，这只是反潜战资源有效分配中软件工具的例子。
4反潜战网络需要考虑的一些问题
在海底以及由专用舰船拖曳的远距离声呐传感器是网络中另一个重要的组成部分，这些设备能给执行任务的军队提供线索。除了远距离外，这些阵列还有能“凝视”给定海洋空间的优点。这些系统的操作人员可以利用这一特点，长时间地潜伏在某一区域，观察周围的环境及感兴趣区域的海洋介质传播声音的效果，获得可能接触到的事物的直观感受。由于这项技能是科学与艺术的结合，熟练的操作手并不多。现代高效的通讯设备使得这些优秀的操作手集中在远离实际传感器和战区的几个场所。然而，虽然他们在“看不见”的地方，但对网络有效性而言，他们是至关重要的。
将来，可放置在感兴趣区域海底的区域声传感器将丰富由永久放置的远距离声呐阵提供的图象。这项技术在狭窄的海域和楔形地方会很有用，这些区域的海底形状使得传感信息很难或者根本不可能传送。选择什么样的时间和地点来放置这些设备将会很大程度地影响它们的功能，因为它们必须在出现紧急情况之前并有充足的电量时被放置在预定的区域。它们的有效性很大程度上是由它们如何与网络的指挥控制部分连接决定的，指挥控制部分具有两个功能：一是解释收集数据，二是快速传送有用的信息给反潜战网络的其他组成部分。
根据卫星、海底传感器和海上巡逻飞机探测器提供的线索，就可部署带有声呐阵的潜艇和水面舰艇开始猎潜。当这些平台装备的传感器不得不进行无线索搜索时，猎潜的前几天甚至几个星期可能是无结果的。在有线索、快速出击、精确导航的情况下（三者缺一不可），这些平台探测器在几个小时或几天的时间里获得与敌艇接触的机会将极大地提高。
一旦网络系统决定在受怀疑的敌潜艇附近部署武器平台，那么三个问题决定了探测搜索的持续时间：敌潜艇的噪声特性、敌艇的指挥控制方式以及作战区域。常规动力潜艇的机动性较差；指挥官必须时时刻刻注意剩余电池的能量。至少每天要给电池充电，而且更经常地要在噪音较大的通气管航行状态下充电。反潜部队应该利用这一时期来进行探测，一旦探测到，那么敌艇一定在通气管航行位置不远的地方。一般来说，在两个到五个通气管状态航行周期之间就能对常规潜艇进行近距离探测并根据网络中心的指挥命令对其进行攻击。
如果敌潜艇用于控制的指挥过程需要潜艇以任何形式发射电磁波，那么所产生的弱点就可能被利用。在第二次世界大战中之所以取得大西洋同盟国胜利就是因为德国潜艇的指挥与控制有上述缺陷。不管是在RF发射的手段还是内容上出现安全性问题，总之迟早被发现的可能性是很高的。在反潜网络作战时也存在着同样需要小心的问题，最好的处理过程就是要求前方组成部分，即飞机、潜艇或水面舰艇少发射。
最后，作战区域决定了网络成员的效率。一方面，狭窄的海域限制了要搜索或监视的区域，另一方面狭窄的海域有着复杂的声学环境和类似靠近海岸的效果。浅海域不能使用主动声呐而且高的环境噪音又掩盖了被动声呐。网络操作成员对这一区域的环境越陌生，那么人员和设备适应这一环境所需的时间就越长。
跟其它网络一样，反潜网络的所有环节必须与具有适当能力的可靠通讯系统一起才能工作。应用反潜战网络十多年的经验让我们确信这些要求是可以满足的。光缆将岸上节点广域传感器的地面终端和电缆头连接在一起，高容量的超高频（SHF）无线电把岸基和海基指挥所与更高一级的指挥机构相连接。极高频（UHF）卫星系统更适合与飞机、舰艇、潜艇的最后链接，由于网络通讯的不对称性，限制了只能向下发送特定平台所需的信息和要求从这些平台只在极少的情况下以简单的消息发回信息。
虽然远距离网络开发已有数年，但对水面舰船、航母战斗群、两栖舰和后勤支援舰的近程反潜战保护已经衰落到等于没有的地步。随着S－3型“海盗”舰的退役，航母战斗群不再有远程或快速反应反潜战的部分。由于驱逐舰数量的减少，以及来自战区弹道导弹、巡航导弹威胁的增加，防护的重点已由反潜转移到防空，近程反潜战支援仅限于直升飞机。虽然面临一艘探测到的常规动力潜艇，但是没有足够数量和持久的直升飞机来进行区域搜索乃至其它武力的掩护。连自卫都比较困难，但是另一方面一旦一艘常规动力潜艇被定位，用一队直升飞机来跟踪是很容易的，而且潜艇逃脱追踪的可能性几乎为零。然而要使直升飞机及其引导舰、巡洋航母舰、驱逐舰致力于反潜战并不是一个很容易跨越的障碍。为达到这种配置的作业必须使上述部队成为反潜战网络的有效组成部分。同样，随着日益重视水面监视和在可能对手上练习的机会减少，反潜战中海上巡逻飞机的能力也已减弱。至少在美国，改进这些飞机的重点是放在反水面和监视作用上。不管怎样，海上巡逻飞机仍是反潜战网络的一个重要环节。华盛顿2001年4月出版的Smithsonian杂志上托马斯B.艾伦的文章中指出正如在大洋中航行的潜艇跟踪期间所演示的那样“安静航行，深潜航行”，在复杂的海洋环境中，被追踪潜艇完全机动后在重建接触时海上巡逻飞机的干预是非常重要的，网络中配置的传感器不可能超过远程海上巡逻飞机的反应速度和覆盖范围。
5结论
最后且最重要的是，反潜战不是业余爱好者的“截获”游戏。反潜战网络要求有经验丰富、技能熟练懂得网络各组成部分的功能和局限性以及它们之间联系的操作人员。要获得这些技能就必须加强训练和演习。除了盘旋于常规潜艇之上带有吊放声呐的直升飞机，网络中的传感器都不具有雷达的精度。大多数传感器只提供方位，从传感器数据提取距离需要操作人员操作以及由指挥官进行解释。进入反潜指挥中心的新手有可能被数据淹没或者由于缺少信息和活动而被弄迷惑：任何平台第一次遭遇到一艘真正的潜艇通常会惨败。随着冷战的结束，现在很少有机会来训练这些技能。象RIMPAC这样的演习不仅在获取知识和发展技能方面，而且在网络中心战的系统作用方面都是很重要的。
未来反潜机有五大发展趋势
在未来的高科技战争中，潜艇仍将是主要的海洋突击力量，具备二次核打击能力的核潜艇更是各国战略威慑力量的重要组成部分。因而，反潜巡逻机的发展趋势将主要表现在以下5个方面：
多使命化——未来的反潜巡逻机在强化对海洋水域控制的同时，还将会拥有对内陆目标的控制能力。未来的反潜巡逻机还将具备强大的情报侦察能力，并将接入信息战网络，成为网络中心战系统的支撑节点。
高效能化——未来的反潜巡逻机将装备强大的攻击武器系统，将能单独遂行对目标的攻击任务，可利用机载武器直接攻击小型舰艇和内陆目标。除了将装备新型反潜导弹、反潜鱼雷、核深水炸弹等精确、大威力攻击武器外，还将具有更高的战术协同能力和更高的攻击成功率。
平台大型化——未来的反潜巡逻机的起落吨位将更大，飞行性能将更好；其任务适应能力将更强，必须具有与不同的作战任务、不同的作战模式和环境威胁相适应的技术性能，能够成功地遂行各类作战任务；其机载武器系统及接口要实现标准化，满足在不同任务角色间进行快速转换的需要。
遥控指挥化——具有隐身、超长时间续航和大载弹能力的现代无人机在遂行对陆、对海监控巡逻任务方面独具优势；在加装搜测装备和数据传输系统后，无人机完全能够在有人反潜巡逻机的指挥与控制下成功遂行各类巡逻作战任务，并将数据实时传送给有人反潜巡逻机。
网络节点化——未来的反潜巡逻机将拥有功能强大的计算机系统，数据处理/融合能力极强；将成为网络中心战体系中的智能节点，具有强大的全域网络战功能；能够在海洋/陆地战场环境中长时间地执行作战任务。未来的反潜巡逻机将装备各种新型搜测装备（如低噪声声呐探测系统、相控阵/合成孔径搜索雷达、光纤技术传感网络、激光探测/定位系统和超导磁异探测仪等）和攻击武器系统，系统集成度将更高、任务适应性将极强，可同时满足对海上和内陆目标进行监视、侦察、定位、追踪和攻击的要求
在未来的高科技战争中，潜艇仍将是主要的海洋突击力量，具备二次核打击能力的核潜艇更是各国战略威慑力量的重要组成部分。因而，反潜巡逻机的发展趋势将主要表现在以下5个方面：
多使命化——未来的反潜巡逻机在强化对海洋水域控制的同时，还将会拥有对内陆目标的控制能力。未来的反潜巡逻机还将具备强大的情报侦察能力，并将接入信息战网络，成为网络中心战系统的支撑节点。
高效能化——未来的反潜巡逻机将装备强大的攻击武器系统，将能单独遂行对目标的攻击任务，可利用机载武器直接攻击小型舰艇和内陆目标。除了将装备新型反潜导弹、反潜鱼雷、核深水炸弹等精确、大威力攻击武器外，还将具有更高的战术协同能力和更高的攻击成功率。
平台大型化——未来的反潜巡逻机的起落吨位将更大，飞行性能将更好；其任务适应能力将更强，必须具有与不同的作战任务、不同的作战模式和环境威胁相适应的技术性能，能够成功地遂行各类作战任务；其机载武器系统及接口要实现标准化，满足在不同任务角色间进行快速转换的需要。
遥控指挥化——具有隐身、超长时间续航和大载弹能力的现代无人机在遂行对陆、对海监控巡逻任务方面独具优势；在加装搜测装备和数据传输系统后，无人机完全能够在有人反潜巡逻机的指挥与控制下成功遂行各类巡逻作战任务，并将数据实时传送给有人反潜巡逻机。
网络节点化——未来的反潜巡逻机将拥有功能强大的计算机系统，数据处理/融合能力极强；将成为网络中心战体系中的智能节点，具有强大的全域网络战功能；能够在海洋/陆地战场环境中长时间地执行作战任务。未来的反潜巡逻机将装备各种新型搜测装备（如低噪声声呐探测系统、相控阵/合成孔径搜索雷达、光纤技术传感网络、激光探测/定位系统和超导磁异探测仪等）和攻击武器系统，系统集成度将更高、任务适应性将极强，可同时满足对海上和内陆目标进行监视、侦察、定位、追踪和攻击的要求
从平台中心反潜战向网络中心反潜战的转型
网络中心战在反潜战中的价值更大
水下网络中心战概念与框架研究
隼鹰 发表于 2016-4-25 19:10
网络中心战在反潜战中的价值更大
尤其是潜艇之间形成网络中心战能力
网络中心战在反潜战中的价值更大
尤其是潜艇之间形成网络中心战能力
楼主原创？
天宫二号配备10米长太空机械臂 测试量子通信
“难忘5年前和家人守在电视机前等待你升空那一刻的激动，难忘你和神舟八号、九号及十号的‘天神之吻’。”……上周，中国载人航天工程办公室宣布天宫一号目标飞行器正式终止数据服务，将坠入大气层烧毁。不少网友这样留言，动情挥别我国这个已在轨工作1630天的空间站“先驱”。
“功成身退”的天宫一号值得纪念，今夏接力“上岗”的天宫二号空间实验室则将开创更多的“第一次”：乘载神舟十一号升空的两名航天员要在这里住30天，同时还会进行天地量子密钥传输试验、激光通信试验等多项中国首创的空间科学实验和技术试验项目。与此相应，包括长征七号/五号火箭、天舟一号货运飞船等也将在今年发射。
在此基础上，中国将在2020年前后建成永久性空间站，并在2022年全面运行。有媒体此前发布消息称，国际空间站将在2020年退役，届时中国空间站可能将成为唯一一个在轨运行的太空空间站。当年国际空间站项目将中国拒之门外，如今中国却表示：“我们欢迎国际合作。”
天宫二号有啥新设备
接过天宫一号的接力棒，天宫二号目前已经完成总装，各系统正在紧张备战，今年第三季度它将择机发射。之所以说“接力”，一大原因是技术装备的提升。
别看天宫二号和天宫一号长得差不多，“里子”变化却很大。从中国航天科技集团此前发布的消息来看，天宫二号较大的改进是装备更豪华、装载量提高、内部环境更好。值得一提的是，天宫二号的系统设计是模块化的，也就是说它出现问题时可以快速更换和在轨维修，这在国内空间领域属于首创。
其中一个新安装的设备是机械臂，将测试开展舱外搬运和维修。这个机械臂由中国航天科技集团公司五院自主研发。这种设备目前在国际空间站上已经使用，但在我国航天领域仍处于试验阶段。
空间机械臂是什么？中国航天科技集团公司五院总体部空间机械臂系统研究所副所长高升说，通俗解释就是一种典型的空间机器人，同大家熟悉的工业机械臂(机器人)一样，它能用于空间站在轨组装、在轨维修、货物搬运与转移、辅助航天员出舱活动等，是空间站建设和运营的关键装备。
为了研制这条臂展超10米的“手臂”，我国科学家突破了16项关键技术，首次采用自主爬行和双臂组合操作的模式，以实现大范围大负载操作以及局部精细化操作。
所谓“自主爬行”，我们可以理解成机械臂一种有趣的“走路方式”，它可以头尾互换地爬到每一个角落。虽然太空没有重力，但要在速度快、惯性大的太空里拿起一件东西也不是那么简单的；而且万里之遥的机械臂全靠自己的判断来选择采取什么姿式、用多少劲，这个度很难拿捏。这些都需要在天宫二号上测试。
除了测试装备，天宫二号还将在明年上半年验证与天舟一号货运飞船的对接和资源补给技术，这也是世界范围内的难题。而且，因为后续要建造长期在轨飞行的永久性空间站，推进剂会不断消耗，天宫二号还必须要实验突破补加技术。
天宫二号将做些啥实验
虽然天宫一号、天宫二号都属于空间实验室，但后者更为正规，或者说天宫二号才是真正意义上的空间实验室。
中国科学院空间应用工程与技术中心高级顾问、中国科学院院士顾逸东认为，天宫一号开创性地突破了交会对接技术、组合体管控以及航天员中期驻留等先期技术验证，在天宫二号上，这些成熟技术将被用来开展包括空间科学和应用的实验。
需要说明的是，天宫二号将成我国最忙碌的空间实验室，各类计划的实验项目达到了史无前例的14项，涉及微重力基础物理、空间材料科学、空间生命科学等多个领域，其中两项有驻留30天的航天员直接参与操作，一项为国际合作。这些项目中，大多是当前世界最前沿的探索领域。
比如，天宫二号将搭载全球第一台冷原子钟进入太空，并进行相关实验。利用太空微重力条件，这台冷原子钟的稳定度将高达10的负16次方，可以将航天器自主守时精度提高两个数量级，能大幅提高如北斗卫星定位系统的导航精度。
比如，试验从太空分发量子密钥。密钥分发是实现“无条件”安全的量子通信的关键步骤。量子是微观物理世界里不可分割的基本个体。由于作为信息载体的单光子具有不可分割、量子状态不可克隆等特性，密钥分发可以抵御任何形式的窃听，进而保证用其加密的内容不可破译。从原理上来说，这种通信方式就是无条件安全的。
目前，全长2000多公里的“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网正在收尾，将在今年下半年建成；全球首颗量子科学实验卫星有望在7月发射。届时，一个天地一体化的量子通信网络的雏形将会形成。在这个过程中，天宫二号可以扮演量子卫星中转的角色，实验远距离量子通信，让信息在地面城市与太空构筑的范围内实现“无条件”的安全传输。
此外，天宫二号还选择了水稻和拟南芥，计划进行‘从种子到种子’的植物全生育发展过程实验；搭载中国科学院与瑞士日内瓦大学联合研制的伽马暴探测设备，测量宇宙的伽马暴射线和散射状态，从而研究揭示宇宙结构、起源、演化等问题。
“难忘5年前和家人守在电视机前等待你升空那一刻的激动，难忘你和神舟八号、九号及十号的‘天神之吻’。”……上周，中国载人航天工程办公室宣布天宫一号目标飞行器正式终止数据服务，将坠入大气层烧毁。不少网友这样留言，动情挥别我国这个已在轨工作1630天的空间站“先驱”。
“功成身退”的天宫一号值得纪念，今夏接力“上岗”的天宫二号空间实验室则将开创更多的“第一次”：乘载神舟十一号升空的两名航天员要在这里住30天，同时还会进行天地量子密钥传输试验、激光通信试验等多项中国首创的空间科学实验和技术试验项目。与此相应，包括长征七号/五号火箭、天舟一号货运飞船等也将在今年发射。
在此基础上，中国将在2020年前后建成永久性空间站，并在2022年全面运行。有媒体此前发布消息称，国际空间站将在2020年退役，届时中国空间站可能将成为唯一一个在轨运行的太空空间站。当年国际空间站项目将中国拒之门外，如今中国却表示：“我们欢迎国际合作。”
天宫二号有啥新设备
接过天宫一号的接力棒，天宫二号目前已经完成总装，各系统正在紧张备战，今年第三季度它将择机发射。之所以说“接力”，一大原因是技术装备的提升。
别看天宫二号和天宫一号长得差不多，“里子”变化却很大。从中国航天科技集团此前发布的消息来看，天宫二号较大的改进是装备更豪华、装载量提高、内部环境更好。值得一提的是，天宫二号的系统设计是模块化的，也就是说它出现问题时可以快速更换和在轨维修，这在国内空间领域属于首创。
其中一个新安装的设备是机械臂，将测试开展舱外搬运和维修。这个机械臂由中国航天科技集团公司五院自主研发。这种设备目前在国际空间站上已经使用，但在我国航天领域仍处于试验阶段。
空间机械臂是什么？中国航天科技集团公司五院总体部空间机械臂系统研究所副所长高升说，通俗解释就是一种典型的空间机器人，同大家熟悉的工业机械臂(机器人)一样，它能用于空间站在轨组装、在轨维修、货物搬运与转移、辅助航天员出舱活动等，是空间站建设和运营的关键装备。
为了研制这条臂展超10米的“手臂”，我国科学家突破了16项关键技术，首次采用自主爬行和双臂组合操作的模式，以实现大范围大负载操作以及局部精细化操作。
所谓“自主爬行”，我们可以理解成机械臂一种有趣的“走路方式”，它可以头尾互换地爬到每一个角落。虽然太空没有重力，但要在速度快、惯性大的太空里拿起一件东西也不是那么简单的；而且万里之遥的机械臂全靠自己的判断来选择采取什么姿式、用多少劲，这个度很难拿捏。这些都需要在天宫二号上测试。
除了测试装备，天宫二号还将在明年上半年验证与天舟一号货运飞船的对接和资源补给技术，这也是世界范围内的难题。而且，因为后续要建造长期在轨飞行的永久性空间站，推进剂会不断消耗，天宫二号还必须要实验突破补加技术。
天宫二号将做些啥实验
虽然天宫一号、天宫二号都属于空间实验室，但后者更为正规，或者说天宫二号才是真正意义上的空间实验室。
中国科学院空间应用工程与技术中心高级顾问、中国科学院院士顾逸东认为，天宫一号开创性地突破了交会对接技术、组合体管控以及航天员中期驻留等先期技术验证，在天宫二号上，这些成熟技术将被用来开展包括空间科学和应用的实验。
需要说明的是，天宫二号将成我国最忙碌的空间实验室，各类计划的实验项目达到了史无前例的14项，涉及微重力基础物理、空间材料科学、空间生命科学等多个领域，其中两项有驻留30天的航天员直接参与操作，一项为国际合作。这些项目中，大多是当前世界最前沿的探索领域。
比如，天宫二号将搭载全球第一台冷原子钟进入太空，并进行相关实验。利用太空微重力条件，这台冷原子钟的稳定度将高达10的负16次方，可以将航天器自主守时精度提高两个数量级，能大幅提高如北斗卫星定位系统的导航精度。
比如，试验从太空分发量子密钥。密钥分发是实现“无条件”安全的量子通信的关键步骤。量子是微观物理世界里不可分割的基本个体。由于作为信息载体的单光子具有不可分割、量子状态不可克隆等特性，密钥分发可以抵御任何形式的窃听，进而保证用其加密的内容不可破译。从原理上来说，这种通信方式就是无条件安全的。
目前，全长2000多公里的“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网正在收尾，将在今年下半年建成；全球首颗量子科学实验卫星有望在7月发射。届时，一个天地一体化的量子通信网络的雏形将会形成。在这个过程中，天宫二号可以扮演量子卫星中转的角色，实验远距离量子通信，让信息在地面城市与太空构筑的范围内实现“无条件”的安全传输。
此外，天宫二号还选择了水稻和拟南芥，计划进行‘从种子到种子’的植物全生育发展过程实验；搭载中国科学院与瑞士日内瓦大学联合研制的伽马暴探测设备，测量宇宙的伽马暴射线和散射状态，从而研究揭示宇宙结构、起源、演化等问题。
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对于量子通信而言，今年将是具有里程碑意义的一年。世界首颗量子科学实验卫星今年7月发射，量子保密通信“京沪干线”下半年全线开通。中国用了不到10年时间，由一个不起眼的国家发展成为世界劲旅——
量子通信“领跑”世界
“我国研制的世界首颗量子科学实验卫星，将于今年7月发射；量子保密通信‘京沪干线’，也将在今年下半年全线开通。 ”在刚刚结束的全国“两会”上，全国政协委员、中科院院士、中科大教授潘建伟表示。 3月17日，我国“十三五”规划纲要正式发布，“量子通信与量子计算机”被列入国家科技创新2030重大科技项目，未来5年，我国将着力构建量子通信网络。
超长距离的“心灵感应”
在全国“两会”上，量子通信成为社会关注的热点。从美国脸书创始人扎克伯格给未满月的女儿看量子力学的绘本，到今年中国将发射世界首颗量子科学实验卫星，量子通信的正式投入应用，让诞生100多年的量子力学逐步从高深理论深入到日常生活。作为与相对论并列的现代物理学基石，量子论是20世纪最伟大的理论之一，但其神奇之处也让很多人“难以理解”。“量子世界像骰子一样难以预测，迄今还没有谁敢说了解它，任何科学探险都不如量子之旅惊险和神奇。 ”中科院自然科学史研究所研究员董光璧曾这样说。
在好莱坞电影《蚁人》中，主角斯科特为了拯救世界，把自己无限缩小，最后进入的就是“量子世界”。量子是指微观世界里不可分割的基本个体，比如日常生活中的光，就是由大量光量子组成。量子有很多奇妙的特性，比如在量子通信中起着重要作用的“量子纠缠”，曾被爱因斯坦等科学家称作 “幽灵般的超距离作用”。美国科学家、诺贝尔物理学奖获得者弗兰克·维尔切克曾用 《格林童话》中《两兄弟》故事打比方：“量子纠缠”就像一对有“心灵感应”的双胞胎，长得分不清彼此；他们也心灵相通，即便天各一方，弟弟有难，哥哥即刻得知。
《西游记》中，孙悟空一个“筋斗云”就能越过十万八千里。利用量子纠缠发展出的量子隐形传态，可以将物质的未知量子态精确传送到遥远地点，就像孙悟空的“筋斗云”一样，可以实现从A地到B地的瞬间传输。去年，中科大潘建伟团队在世界上首次实现多个自由度的量子隐形传态，成果被评为国际物理学十大突破之首。 “如果我们带着一个保险箱去北京开会，而保险箱的钥匙落在合肥，合肥的同事可以通过量子隐形传态将钥匙每一个特征都精确传送到北京，而在此过程中他并不掌握这把钥匙的任何信息。这在经典世界中是不可想象的。”潘建伟说。
绝对安全的“量子通信”
电报、电话、手机、宽带……随着信息技术的发展，通信手段日新月异，但均存在泄密的危险。由于信息科学存在“安全瓶颈”，各国科学家一直在寻找一种无条件安全的通信模式，量子通信应运而生。安全保密、超光速、远距离……近年来，量子通信因其传输高效和绝对安全等特点，被认为是下一代通信和计算机技术的支撑性研究。
“从原理上来说，量子通信是无条件安全的通信方式。 ”潘建伟解释说，由于量子具有不可分割、状态不可克隆的特性，将其作为信息载体就可以实现抵御任何窃听的密钥分发，进而保证传输内容的绝对安全。科学研究表明，量子是不可分的最小能量单位，能量或物质细小到一定限度，就无法被准确测量，因为测量意味着干涉。理论上完美到极致的显微镜，对于一个量子级别的粒子也束手无策，因为一“碰”就毁坏了粒子的待测状态。依据量子力学的这些原理，任何窃听者在信息传输过程中截取或测量，都会改变它们的状态，从而被实时发现。
“古人在信封上用火漆封口，一旦信件被中途拆开，就会留下泄密的痕迹。 ”潘建伟透露，量子密钥在量子通信中的作用比火漆更彻底，因为一旦有人试图打开“信件”，量子密钥会让“信件”自毁，并让使用者知晓。早在1997年，潘建伟团队就在世界上首次实现量子态的传输，也正是他们的探索，促使量子科技更快地应用于通信领域。在新中国成立60周年阅兵、纪念抗战胜利70周年阅兵等关键节点，潘建伟团队构建的量子通信热线均为信息传送提供了重要安全保障，展示了量子通信在国家安全、金融等信息安全领域的重大应用价值和前景。
更加响亮的“中国声音”
今年，对于量子通信而言，将是具有里程碑意义的一年——世界首颗量子科学实验卫星7月发射，量子保密通信“京沪干线”下半年全线开通，将标志着我国 “天地一体化”的量子通信网络初步形成……在全国 “两会”上，潘建伟介绍，这种卫星和地面之间的量子通信，在全球范围内将是首次实现，意味着自上世纪80年代起，历经30多年的量子信息研究，终于走向实用。
量子通信领域的这两大重要项目，均由中科大潘建伟团队牵头承担。为了2030年建成全球化的量子通信网络，我国于2011年启动建设全球首颗量子科学实验卫星项目，2013年启动建设千公里光纤量子通信骨干网工程“京沪干线”项目。目前，全球首颗量子科学实验卫星已完成载荷、平台产品研制，正在开展发射星集成测试等工作；量子通信“京沪干线”项目已完成1554公里主干线光缆勘查和改造，将进行二期现场实施建设。“如果这两件事都做成了，意味着一个天地一体化的量子通信网络雏形就形成了，验证了技术上的可行性。”潘建伟说。
业内人士介绍，量子科学实验卫星上天后，可以实现高速星地量子通信，连接地面的城域量子通信网络，初步构建我国广域量子通信体系；“京沪干线”是连接北京、上海的高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络，中间还有合肥、济南等重要节点。其中，2012年建成的合肥城域量子通信网，4年来运行良好，通信正确率达99.6％，超过目前的移动通信水平。
今年1月，潘建伟团队的“多光子纠缠及干涉度量”项目，夺得国家自然科学奖一等奖。近年来，他们在世界量子通信领域发出响亮的“中国声音”，成果9次入选两院院士评选的“年度十大科技进展新闻”，1次入选《自然》杂志评选的 “年度十大科技亮点”，3次入选英国物理学会评选的“年度物理学重大进展”，3次入选美国物理学会评选的 “年度物理学重大事件”。
英国《新科学家》杂志在“中国崛起”特刊中评价道：“潘和他的同事使得中国科学技术大学，和整个中国牢牢地在量子计算的世界地图上占据了一席之地”；《自然》杂志在报道该项目团队量子通信研究成果的新闻特稿“量子太空竞赛”中不吝赞美之词：“这标志着中国在量子通信领域的崛起，将领先于欧洲和北美……”
目前，阿里巴巴、中兴通讯等诸多企业已介入量子通信领域，并与相关科研单位展开长期战略合作。在潘建伟看来，各方力量合作将会进一步推动量子通信成果的产业化，有助于形成新的经济增长点。 “希望通过10年左右的努力，将来每个人在互联网上转款、支付等消费行为，都能享受到量子通信的安全保障。 ”潘建伟表示。
今年初，中科院上海光学与精密机械研究所一群热爱量子光学的“80后”科学家研制出了世界上第一台激光三维强度关联成像相机(国外也称为单像素三维照相机)，近日又制造出了第一台工程样机。尽管这种相机只有单一像素，却可轻而易举地获取拍摄对象的全息图像，在民用和军用领域都将大显身手。
“80后”科学家制造3D相机
据中科院上海光学与精密机械研究所介绍，该所科学家在国际上率先建成了第一台激光三维强度关联成像工程原理样机(国际同行也称之为“单像素三维照相机”)。据悉，该项成果来自该所研究员韩申生领衔主持的国家“863”项目“激光三维强度关联成像技术研究”和“被动光学多光谱强度关联成像技术研究”。项目日前在沪通过了科技部组织的专家验收。
韩申生介绍说，该项目在国际上首次完成了实际室外典型遥感场景中的激光三维强度关联成像实验，并初步建立和验证了微波凝视关联成像的基本理论体系。
关注全球最新技术的网站“MIT技术评论”在早在今年1月29日就率先报道了中国“80后”科学家在实验室中成功研制出这一相机的消息，据称，用这台相机拍照，可轻而易举地获取空间飞行器的全息图像。一位署名戈登·罗素的网友诙谐地说：“有了这个技术，很快我们就能给星际飞船拍全身像了！”
平时我们所见的相机都有一个统一名称——光学成像。而单像素3D相机所做的，是利用光和电磁波的无规涨落性质进行成像——即量子成像，俗称“鬼”成像。
传统光学成像都是物体反射出的一根根光线进入镜头，落在胶片或电子元件上，一个个光斑排列在一起，形成一幅图像。但“鬼”成像却把自然界想象成一个由无数光子组成的量子场。这个场里的光子会不停涨落，每一个的状态都能计算出来。因此，要得到图像，不再需要依靠光线进入成像镜头，而只需要依靠反射光波能量的探测和计算——仿佛幽灵般可以靠意念洞察一切。
可让隐身战机失灵
“在谷歌地图的照片上，我们经常看到白云遮住了地面景物。”项目组成员龚文林介绍，“但用‘鬼’成像的方法，就能在很大的程度上穿透白云，把地面看清楚。”
遥感成像是单像素3D相机的重要用途之一。据介绍，该项目组在国际上首次进行了大量晴朗、夜间、云雾、雨雾等典型气象条件下的室外遥感成像实验。实验实现了野外一公里量级探测距离上分辨率为1cm、超衍射极限分辨2倍以上的强度关联成像，演示了主动照明强度关联成像技术在三维成像能力、成像探测灵敏度以及云雾、雨雾等恶劣天气条件下与现有遥感成像技术相比的特点和优越性。
上海光机所2012年的中期项目评估报告显示，利用口径仅为18mm的单像素3D照相机，可以在恶劣环境中拍摄到420mm的普通光学望远镜根本无法拍到的目标。由于体积和重量的大大减小，原本需要直升机携带的遥感设备，换成单像素3D照相机后完全可以装载到小型无人机上。
此外，利用3D相机的全息成像，医院就可以直接用普通光照出X光不易看出的人体软组织的损伤、病变；雷达侦察时，就能轻而易举地分辨出闯入侦察区域的小亮点是一只鸟还是一架飞机，不管是民用领域还是军用领域，隐身战机基本上都会“失灵”。
中国量子光学研究赶超世界
世界首个单像素3D照相机的诞生，背后离不开中国“80后”科研人员的“追梦”努力。去年夏天，陈明亮、李恩荣、徐旭阳、薄遵望和邓陈进这五个男生转战于城市、郊区和高原、大湖边，取得了各种气象环境条件下的第一手漂亮数据，验证了世界上第一个能在自然条件下应用的“量子照相机”。
在光机所的一个角落里，放着一个大集装箱。与众不同的是，这个集装箱上装着空调，侧面还开了扇窗。龚文林告诉记者，这就是他们野外试验的“移动房屋”：仪器设备几乎堆满了所有空间，留给人的空间，只够4个人挤在一起站着。等卸下仪器，便可有"半个房间"，供他们在野外值守时休息。虽然有空调，那是给仪器吹的，冷热得尽机器，不由人--当时，他们看见建筑工地的简易住宅都羡慕。
为了运设备到试验场地，他们和当地牧民一起，用两米长的石条，铺出一条路；为了获取不同天气条件下的设备成像数据，在高原的强烈日照下，他们的皮肤晒脱了一层又一层。
1997年，美国华裔科学家朱棣文以量子光学的成就获得诺贝尔物理学奖，当时他惋惜地提到“共同起步”的中国同行，由于实验经费等诸多掣肘而在这场“赛跑”中落后。他所说的“中国同行”就是上海光机所的量子光学实验室。
如今，轮到这个实验室的工作让美国同行惊讶。课题组长、中国科学院上海光学精密机械研究所研究员韩申生说，当年的差距，在过去十几年已逐渐追平。“80后”这一代“站在一个时代的门槛上，有希望在新的光学体系中占据一席之地”。
“80后”科学家制造3D相机
据中科院上海光学与精密机械研究所介绍，该所科学家在国际上率先建成了第一台激光三维强度关联成像工程原理样机(国际同行也称之为“单像素三维照相机”)。据悉，该项成果来自该所研究员韩申生领衔主持的国家“863”项目“激光三维强度关联成像技术研究”和“被动光学多光谱强度关联成像技术研究”。项目日前在沪通过了科技部组织的专家验收。
韩申生介绍说，该项目在国际上首次完成了实际室外典型遥感场景中的激光三维强度关联成像实验，并初步建立和验证了微波凝视关联成像的基本理论体系。
关注全球最新技术的网站“MIT技术评论”在早在今年1月29日就率先报道了中国“80后”科学家在实验室中成功研制出这一相机的消息，据称，用这台相机拍照，可轻而易举地获取空间飞行器的全息图像。一位署名戈登·罗素的网友诙谐地说：“有了这个技术，很快我们就能给星际飞船拍全身像了！”
平时我们所见的相机都有一个统一名称——光学成像。而单像素3D相机所做的，是利用光和电磁波的无规涨落性质进行成像——即量子成像，俗称“鬼”成像。
传统光学成像都是物体反射出的一根根光线进入镜头，落在胶片或电子元件上，一个个光斑排列在一起，形成一幅图像。但“鬼”成像却把自然界想象成一个由无数光子组成的量子场。这个场里的光子会不停涨落，每一个的状态都能计算出来。因此，要得到图像，不再需要依靠光线进入成像镜头，而只需要依靠反射光波能量的探测和计算——仿佛幽灵般可以靠意念洞察一切。
可让隐身战机失灵
“在谷歌地图的照片上，我们经常看到白云遮住了地面景物。”项目组成员龚文林介绍，“但用‘鬼’成像的方法，就能在很大的程度上穿透白云，把地面看清楚。”
遥感成像是单像素3D相机的重要用途之一。据介绍，该项目组在国际上首次进行了大量晴朗、夜间、云雾、雨雾等典型气象条件下的室外遥感成像实验。实验实现了野外一公里量级探测距离上分辨率为1cm、超衍射极限分辨2倍以上的强度关联成像，演示了主动照明强度关联成像技术在三维成像能力、成像探测灵敏度以及云雾、雨雾等恶劣天气条件下与现有遥感成像技术相比的特点和优越性。
上海光机所2012年的中期项目评估报告显示，利用口径仅为18mm的单像素3D照相机，可以在恶劣环境中拍摄到420mm的普通光学望远镜根本无法拍到的目标。由于体积和重量的大大减小，原本需要直升机携带的遥感设备，换成单像素3D照相机后完全可以装载到小型无人机上。
此外，利用3D相机的全息成像，医院就可以直接用普通光照出X光不易看出的人体软组织的损伤、病变；雷达侦察时，就能轻而易举地分辨出闯入侦察区域的小亮点是一只鸟还是一架飞机，不管是民用领域还是军用领域，隐身战机基本上都会“失灵”。
中国量子光学研究赶超世界
世界首个单像素3D照相机的诞生，背后离不开中国“80后”科研人员的“追梦”努力。去年夏天，陈明亮、李恩荣、徐旭阳、薄遵望和邓陈进这五个男生转战于城市、郊区和高原、大湖边，取得了各种气象环境条件下的第一手漂亮数据，验证了世界上第一个能在自然条件下应用的“量子照相机”。
在光机所的一个角落里，放着一个大集装箱。与众不同的是，这个集装箱上装着空调，侧面还开了扇窗。龚文林告诉记者，这就是他们野外试验的“移动房屋”：仪器设备几乎堆满了所有空间，留给人的空间，只够4个人挤在一起站着。等卸下仪器，便可有"半个房间"，供他们在野外值守时休息。虽然有空调，那是给仪器吹的，冷热得尽机器，不由人--当时，他们看见建筑工地的简易住宅都羡慕。
为了运设备到试验场地，他们和当地牧民一起，用两米长的石条，铺出一条路；为了获取不同天气条件下的设备成像数据，在高原的强烈日照下，他们的皮肤晒脱了一层又一层。
1997年，美国华裔科学家朱棣文以量子光学的成就获得诺贝尔物理学奖，当时他惋惜地提到“共同起步”的中国同行，由于实验经费等诸多掣肘而在这场“赛跑”中落后。他所说的“中国同行”就是上海光机所的量子光学实验室。
如今，轮到这个实验室的工作让美国同行惊讶。课题组长、中国科学院上海光学精密机械研究所研究员韩申生说，当年的差距，在过去十几年已逐渐追平。“80后”这一代“站在一个时代的门槛上，有希望在新的光学体系中占据一席之地”。
一生无悔花火 发表于 2016-4-25 19:29
今年初，中科院上海光学与精密机械研究所一群热爱量子光学的“80后”科学家研制出了世界上第一台激光三维强 ...
1公里外清晰分辨1厘米的物件…按文章叙述，也就是无论下雨晴天，白天夜晚，你在野地掏出小弟弟嘘嘘时，人家在1公里外就能清晰看见你的小弟弟大小模样，并且瞬时给你来个3D成像效果，让你的小弟弟直接像大卫雕塑的小弟弟一样直观…高！实在是高…这种量子成像探测，未来再结合在卫星星座上，那海面漂浮的水雷都能清清楚楚发现，搞不好浅水层航行的潜艇都能发现了……这技术一旦成熟化，与各类模式的遥感探测结合起来，那未来遥感探测就直接是3D
今年初，中科院上海光学与精密机械研究所一群热爱量子光学的“80后”科学家研制出了世界上第一台激光三维强 ...
1公里外清晰分辨1厘米的物件…按文章叙述，也就是无论下雨晴天，白天夜晚，你在野地掏出小弟弟嘘嘘时，人家在1公里外就能清晰看见你的小弟弟大小模样，并且瞬时给你来个3D成像效果，让你的小弟弟直接像大卫雕塑的小弟弟一样直观…高！实在是高…这种量子成像探测，未来再结合在卫星星座上，那海面漂浮的水雷都能清清楚楚发现，搞不好浅水层航行的潜艇都能发现了……这技术一旦成熟化，与各类模式的遥感探测结合起来，那未来遥感探测就直接是3D
隼鹰 发表于 2016-4-25 19:10
网络中心战在反潜战中的价值更大
1公里外清晰分辨1厘米的物件…按文章叙述，也就是无论下雨晴天，白天夜晚，你在野地掏出小弟弟嘘嘘时，人家在1公里外就能清晰看见你的小弟弟大小模样，并且瞬时给你来个3D成像效果，让你的小弟弟直接像大卫雕塑的小弟弟一样直观…高！实在是高…这种量子成像探测，未来再结合在卫星星座上，那海面漂浮的水雷都能清清楚楚发现，搞不好浅水层航行的潜艇都能发现了……这技术一旦成熟化，与各类模式的遥感探测结合起来，那未来遥感探测就直接是3D
网络中心战在反潜战中的价值更大
1公里外清晰分辨1厘米的物件…按文章叙述，也就是无论下雨晴天，白天夜晚，你在野地掏出小弟弟嘘嘘时，人家在1公里外就能清晰看见你的小弟弟大小模样，并且瞬时给你来个3D成像效果，让你的小弟弟直接像大卫雕塑的小弟弟一样直观…高！实在是高…这种量子成像探测，未来再结合在卫星星座上，那海面漂浮的水雷都能清清楚楚发现，搞不好浅水层航行的潜艇都能发现了……这技术一旦成熟化，与各类模式的遥感探测结合起来，那未来遥感探测就直接是3D
军事用途无与伦比
美国《时代周刊》最新的报道说，中国科学家在量子通信研究上再次创造世界纪录，中国的试验距离是其它国家的几十倍。应用这项高科技，中国军方能瞬间传送军事信息而又确保万无一失。通过这项保密力度极强的科技的应用，能大幅度提升军队的指挥和控制能力，使得中国在信息战能力方面超越美国。
在美国将军事安全重心转向亚太之后，中美军事关系再次退回到针锋相对的状态，在南海和东海，美国插手中国周边地区争端的迹象越来越明显。现代战争明显已经成为一种高科技的比拼。在第一次海湾战争之后，解放军立即意识到必须提高军力，并因此在过去的20年里每年都在增加军费开支。
对于中国正在发展的“量子隐形传送”技术，美国国防集团公司情报研究和分析中心的研究人员马太·卢斯称，“安全通讯依赖物理定律保证。现在中国拥有顶级的军事通讯能力，将引发新一轮军事通讯竞赛。”
美军技术人员认为，此项新科技能大幅度提升中国军队的指挥和控制能力。科学家用机器来操纵被称为“量子”的光学单元，通过改变量子的量子态，创造出一款全新的、易读的密码形式，通过它可以传送加密代码。另据中国《自然光子学》杂志说，利用高功率的蓝光（中国预备装备到潜艇编队），中国可以远比任何媒介都更有效地传送光量子信息。
这一过程被称为“隐形传送”，真实的信息实际上不会被移动。为什么这比普通的光纤或无线电优越呢？因为这种方式从理论上不可被破坏或拦截。假如激光束里的量子被第三方观察到，粒子自身就会改变，这就是物理学上所谓的“海森堡不确定理论”，这种状态依赖粒子的改变来衡量。如果遭到拦截，发送者和接受者都能立刻觉察到有人在窥探。
国外权威专家说，中国选择这种蓝光——与美国测试过的红外线不同——是考虑到潜艇编队发展的需要，因为蓝光在水下可以传送更远的距离。量子卫星上天后，中国卫星就可以与潜艇进行通讯，再也不需要潜艇浮出水面或发射无线电来暴露位置，这听起来像是科幻小说。
据解放军通信指挥学院通信发展战略研究所所长孟宝宏介绍，量子通信在国防和军事应用方面有着无与伦比的广阔前景，可以利用量子隐形传输以及超大信道容量、超高通信速率和信息高效率等特点，建立满足军事特殊需求的超光速军事信息网络。除了能够服务于潜艇之外，量子通信能够应用于信息对抗。由于光量子密码具有“不可破”和“不可窃听性”，且光量子加密设备可与现在的光纤通信设备融合，因此，可以用来改进目前军用光纤网络信息传输的保密性，从而提高信息保护和信息对抗能力。
美国《时代周刊》的文章称，没有人认为中国军力会很快超越美国，但军力竞赛不是通过军演竞争就能决定名次的，更主要的还是取决于解放军将量子保密通信技术实战化的应用速度，取决于中国量子卫星、量子通信网络建成的时间早晚。在这些方面，中国实现了量子大跨越。
美国《时代周刊》最新的报道说，中国科学家在量子通信研究上再次创造世界纪录，中国的试验距离是其它国家的几十倍。应用这项高科技，中国军方能瞬间传送军事信息而又确保万无一失。通过这项保密力度极强的科技的应用，能大幅度提升军队的指挥和控制能力，使得中国在信息战能力方面超越美国。
在美国将军事安全重心转向亚太之后，中美军事关系再次退回到针锋相对的状态，在南海和东海，美国插手中国周边地区争端的迹象越来越明显。现代战争明显已经成为一种高科技的比拼。在第一次海湾战争之后，解放军立即意识到必须提高军力，并因此在过去的20年里每年都在增加军费开支。
对于中国正在发展的“量子隐形传送”技术，美国国防集团公司情报研究和分析中心的研究人员马太·卢斯称，“安全通讯依赖物理定律保证。现在中国拥有顶级的军事通讯能力，将引发新一轮军事通讯竞赛。”
美军技术人员认为，此项新科技能大幅度提升中国军队的指挥和控制能力。科学家用机器来操纵被称为“量子”的光学单元，通过改变量子的量子态，创造出一款全新的、易读的密码形式，通过它可以传送加密代码。另据中国《自然光子学》杂志说，利用高功率的蓝光（中国预备装备到潜艇编队），中国可以远比任何媒介都更有效地传送光量子信息。
这一过程被称为“隐形传送”，真实的信息实际上不会被移动。为什么这比普通的光纤或无线电优越呢？因为这种方式从理论上不可被破坏或拦截。假如激光束里的量子被第三方观察到，粒子自身就会改变，这就是物理学上所谓的“海森堡不确定理论”，这种状态依赖粒子的改变来衡量。如果遭到拦截，发送者和接受者都能立刻觉察到有人在窥探。
国外权威专家说，中国选择这种蓝光——与美国测试过的红外线不同——是考虑到潜艇编队发展的需要，因为蓝光在水下可以传送更远的距离。量子卫星上天后，中国卫星就可以与潜艇进行通讯，再也不需要潜艇浮出水面或发射无线电来暴露位置，这听起来像是科幻小说。
据解放军通信指挥学院通信发展战略研究所所长孟宝宏介绍，量子通信在国防和军事应用方面有着无与伦比的广阔前景，可以利用量子隐形传输以及超大信道容量、超高通信速率和信息高效率等特点，建立满足军事特殊需求的超光速军事信息网络。除了能够服务于潜艇之外，量子通信能够应用于信息对抗。由于光量子密码具有“不可破”和“不可窃听性”，且光量子加密设备可与现在的光纤通信设备融合，因此，可以用来改进目前军用光纤网络信息传输的保密性，从而提高信息保护和信息对抗能力。
美国《时代周刊》的文章称，没有人认为中国军力会很快超越美国，但军力竞赛不是通过军演竞争就能决定名次的，更主要的还是取决于解放军将量子保密通信技术实战化的应用速度，取决于中国量子卫星、量子通信网络建成的时间早晚。在这些方面，中国实现了量子大跨越。
隼鹰 发表于 2016-4-25 19:10
网络中心战在反潜战中的价值更大
用量子3D照相机进行反潜作战，潜艇采用量子通信进行CEC协同作战
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LD泵浦绿激光器
上海光通激光光电子技术创新中心有限公司致力于激光二极管泵浦的固体激光器的商品化，迄今已实现了中功率绿激光器的批量生产。绿激光器具有体积小、波长短、光子能量高、寿命长、转换效率高、水中传输距离远、相对于人眼敏感等众多优点，可以应用在激光医学、信息存储、激光娱乐、建筑、水下通讯、激光光谱与全息、机场导航、海底形貌探测、激光探潜、激光致盲武器等科学研究、国防建设和国民经济的领域中。
GL-532系列绿激光器特性参数如下：
输出波长：532mm
模式：TEM00
输出功率：＞500mW＞1W
光束发散度（全角）：＜1.2mrad
功率稳定性：1小时内小于3%
预热时间：＜15分钟
外型尺寸（mm）：111（H）×140（W）×416（L）
配套电源：LDP-1
项目名称：大功率半导体激光器光纤耦合模块规模化生产。
项目建设内容及规模在中国科学院半导体研究所国家光电子工艺中心的支持下，批量生产具有我国自主知识产权的大功率半导体激光器光纤耦合模块，投产后可形成年产100mw-800mw尾纤输出型LD单管模块10000只或相应的5w-32w光纤耦合LD多管组合╱列阵模块的规模。
项目总投资：1700万元
拟选建设地点：上高县科技工业园
项目建设条件：大功率半导体激光器光纤耦合模块是由国家八六三计划新材料领 域（715主题）投资资助，由中国科学院半导体研究所国家光电子工艺中心承担的高技术研究发展项目，该单位现已掌握了大功率半导体激光器光纤耦合模块生产制造中的全部关键工艺技术，模块技术达国内领先、同际先进水平；根据科技部的指示和要 求，本项目应属国家科技型中注企业技术创新基金重点扶持项目，可望取得资助。上高县科技工业园位于320国道旁，交通便利，水电等基础设施齐全，供应有保障，项目入园可享受诸多政策优惠。
市场预测：大功率半导体激光器光纤耦合模块可分为光纤耦合型和微透镜列阵耦合型两种，其应用范围广泛：在国防军事领域可用于激光雷达、激光制导、激光测距、激光致盲、机载激光探潜及核武器制造等方面，在医疗保健领域应用包括半导体激光手术刀、半导体激光眼科治疗仪、激光美容、激光心血管治疗仪、激光癌症诊疗仪和皮肤病诊疗仪等还可用于科研、核能源、高技术激光加工、信息与出版等领域。由于美国对我国10W以上模块的限运、禁运、造成了目前生产模块国内市场的占有率几乎为零，从而客观上为我国民族光电子业提供了千载难逢的发展机遇和无限市场商机， 投产后易形成独家占领国内市场的局面，作为国内企业、先期开发投产供国内科研院所和大学实验室和医疗保健领域的光纤耦合型大功率激光模块，必然有着很好的市场前景。
经济效益分析项目经过一年试产期后，第二年可实现产值2000万元、利润500万元，第三年可实现产值4000万元，利润1000万元
项目建设内容及规模在中国科学院半导体研究所国家光电子工艺中心的支持下，批量生产具有我国自主知识产权的大功率半导体激光器光纤耦合模块，投产后可形成年产100mw-800mw尾纤输出型LD单管模块10000只或相应的5w-32w光纤耦合LD多管组合╱列阵模块的规模。
项目总投资：1700万元
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项目建设条件：大功率半导体激光器光纤耦合模块是由国家八六三计划新材料领 域（715主题）投资资助，由中国科学院半导体研究所国家光电子工艺中心承担的高技术研究发展项目，该单位现已掌握了大功率半导体激光器光纤耦合模块生产制造中的全部关键工艺技术，模块技术达国内领先、同际先进水平；根据科技部的指示和要 求，本项目应属国家科技型中注企业技术创新基金重点扶持项目，可望取得资助。上高县科技工业园位于320国道旁，交通便利，水电等基础设施齐全，供应有保障，项目入园可享受诸多政策优惠。
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王福昌，1945年生，中共党员，教授。1969年毕业于华中工学院（现华中理工大学）无线电技术专业。毕业后留校工作至今，一直从事通信方面的教学和科研工作。现任电子与信息工程系通信教研室主任。 主要研究方向和感兴趣的领域：锁相与频率合成技术，同步技术，调制解调技术，扩频技术。近五年来主持或参与完成的科研项目：蓝绿激光对潜通信技术研究，机载激光探潜试验系统，数字通信数学实验系统等主要著作：锁相技术（华中理工大学出版社，1996年出版）。正在进行的科研项目：蓝绿激光对潜通信收发技术，现代频率合成与扩频技术。
波长在450～550 nm范围内的蓝绿激光在水中有一定的穿透能力，机载激光雷达系统利用蓝绿激光对观察水域进行扫描，可快速探测水下目标.通过对激光探潜背景信号的最大Lyapunov指数、局部可预测性及关联维数的研究，证实了激光探潜背景信号符合混沌系统的特点，具有较强的混沌行为.根据混沌信号的局部可预测性，利用神经网络成功地重构了激光水下探潜背景信号的相空间并继而提出了混沌背景噪声下弱光信号的神经网络检测方法.本研究提出了利用多层面的神经网络方法对不同的外界条件下的激光水下目标探测背景信号进行动态特性建模，进而实现机载蓝绿激光水下探潜系统在任意外界条件下对水下目标进行检测.
蓝绿激光在海军装备中的应用
王全喜
1963年, S.A.Sullian 及S.Q.Dimtley 等人在研究光波在海洋中的的传播特性时,发现海水对0.45～0.55微米波段内的蓝绿光的衰减比对其他光波段的衰减要小很多, 衰减系统约等于10(U-2)/米, 证实在海洋中亦存在一个类似于大气中存在的透光窗口。依据上述物理现象, 利用工作在蓝绿光波段的激光器, 可研制出基于新的物理机理的水下目标探测、控制、通信等新型装备, 为解决长期以来困扰各国海军的对水下目标探测、通信等难题带来了新的希望。因此, 许多国家非常重视蓝绿激光在海军装备中的应用,美国、前苏联、澳大利亚等国投入了大批人力、物力, 在蓝绿激光对潜通信、探测/ 探雷、测深、水下传感装置、海基光控武器系统等方面进行了试验研究与概念研制, 并在一些重点应用方向上, 取得了突破。本文介绍蓝绿激光在海军装备中的应用需求和技术现状。
1.蓝绿激光对潜通信
潜艇上的远程弹道核武器, 是战略核武器系统中最具有威慑力量的一个支柱, 但也是从控制和指挥方面讲最脆弱的一环。这是因为: 在利用无线电通信时, 因海水是良导体, 趋肤效应将严重影响电磁波在海水中的传输, 即使是超低频通信系统, 穿透海水的深度也极有限( 最深仅达80米),而且超低频系统耗资大, 数据率极低, 易遭受敌方直接攻击或核爆炸电磁脉冲的破坏; 利用声频信道, 也因声波的传播速度太慢, 传输距离和容量都很有限, 不能保证进行可靠的通信。蓝绿激光的工作波段是海洋中光传播的窗口, 采用蓝绿激光通信, 就可能与全球海洋中活动的潜艇建立起通信通道。这样, 通信时, 潜艇完全可以不用浮出水面而在巡航深度或更深的海水中用自身壳体上的接收器抄收报文, 丝毫不影响潜艇的活动, 也不会暴露目标。另外, 利用蓝绿激光通信还具有高数据传输率、优良的保密性、抗干扰性和双工通信的能力。
美国海军从1977年提出卫星—潜艇通信的可行性后, 就与美国国防研究远景规划局开始执行联合战略激光通信计划。从1980年起, 以几乎每两年一次的频率, 进行了迄今为止共6 次海上大型蓝绿激光对潜通信试验, 这些试验包括成功进行的12千米高空对水下300 米深海的潜艇的单工激光通信试验, 以及在更高的天空、长续航时间的模拟无人驾驶飞机与以正常下潜深度和航速航行的潜艇间的双工激光通信可行性试验, 证实了蓝绿激光通信能在天气不正常、大暴雨、海水浑浊等恶劣条件下正常进行。
1983年底, 前苏联在黑海舰队的主要基地塞瓦斯托波尔附近也进行了把蓝色激光束发送到空间轨道反射镜后再转发到水下弹道潜艇的激光通信试验。
美国在进行了10多年不间断的激光通信试验以来, 逐渐形成比较明朗的卫星—潜艇激光通信发展方向。由于体积小、重量轻、高功率、长寿命的二极管泵浦固体激光器和原子共振滤光片的先后研制成功, 使得将激光器装在卫星上成为可能。所以, 美国国防研究远景规划局计划采用装有该种固体激光器的离地面仅有几百千米的廉价、低轨道卫星, 以代替先前计划采用的运行在23000 千米上空的地球同步卫星, 开展双工卫星—潜艇激光通信系统的研究。美国有可能从1994财政年度拨款开展此项内容的研究。
2.蓝绿激光探潜/ 探水雷
随着潜艇的航速增加、“寂静”潜艇的出现、消磁技术及无磁性艇壳材料的采用、各种声对抗武器的装备, 使行潜艇的隐蔽性与机动能力进一步增强。另外, 冷战结束后, 随着海军的战略任务从深海对抗转变为在有潜在敌意的沿海水域保持军事部署, 水雷战和反水雷战就愈发重要起来。为对付潜艇的日益严重的威胁以及解决水雷探测难题,各国海军更加重视研究新的水下目标探测手段, 如利用蓝绿激光进行水下目标探测。
早在60年代初, 国外就开始探索激光探潜的可行性。在1963～1967年, 美国俄亥俄州大学科学实验室为空军航空电子实验室进行了一系列实验和理论研究, 目的是确定机载光雷达探测水下目标( 如潜艇) 的可行性和优化设计需要的参数。在1987年, 美国国际研究远景规划局将蓝绿激光探潜列为正在进行的几项非声波探潜技术计划之一。在1990～1991年海湾战争期间, 美国海军将命名为“魔灯”的ML—30型蓝绿激光探测系统装在“弗里兰”号护卫舰上的SH—2F“海妖”直升机上, 在海湾进行探水雷试验。
之后, 美国海军将“魔灯”蓝绿激光系统更为发展探测水雷设备“辛勤吃鱼狗”计划中的首项发展设备。在1991年年末, 美国海军投资1060万美元研制比ML—30更先进的ML—90型“魔灯”蓝绿激光系统, 并计划在1993年夏季进行试验。与此同时, 美国海军陆战队为实现对海滩和两栖登陆区域的雷场警戒, 投资1260万美元研制可装在战斗机、直升机以及无人驾驶飞机上的“魔灯”改进型, 亦即ML(A) 型的蓝绿激光探测系统, 可望在1994年中进行测试。
前苏联也是较早研究蓝绿激光探潜技术的国家之一。早在80年代就有报道称前苏联已能从时速为每小时160 千米的低空飞行的飞机上利用激光扫描技术探测水下目标。在1993年, 美国《世界武器评论》报道: 俄罗斯已在图95“熊Ⅳ”型轰炸机的头部安装了蓝绿激光潜艇探测系统, 以搜索沿海潜艇、小型潜艇和水雷。
综上所述, 可见美、俄两国已逐渐完成了蓝绿激光探潜/ 探雷系统的原理研究, 有小批量该类设备形成装备, 投入部队使用。
3.蓝绿激光测深
尽管本世纪以来, 复杂的声波回声测深技术发展迅速, 但此测量方法不仅不能探测凸起于海床上的礁石或岩石, 而且测量精度、测量点密度难以达到目前国际水文测绘的精度要求标准, 满足不了进行符合水文测绘标准的大范围海床水文地理测绘的要求。因此, 人们对测量速度更快、精度更高的水文测绘技术的需求, 直接推动了蓝绿激光测深技术的发展。实际上, 以飞机为平台的机载蓝绿激光测深系统不仅单用于测深, 绘制海底地貌图, 还可应用于新的海洋学研究, 如: 内波探测、海洋生物变化、污染监视, 也可用于海军陆战队对作战岛礁周围海域地理环境态势测绘。
早在1967年, 美国人就完成了世界第一个蓝绿激光测深装置——UDACS —1 水下探测装置, 该装置可用于探测和搜索海底沉船、测绘海图等。此后, 又推出了机载脉冲激光测深仪(PLADS),并进行了机载试验。在80年代初期, 又报道了具有扫描能力和高速数据记录率的机载海洋水文雷达AOL 。
在加拿大, 激光方法最初是作为机载立体摄影术的补充进行研究的。1980年左右,在圣·劳伦斯海湾和波罗的海对一种非扫描系统进行了试验评价。1984年, 加拿大推出LARSEN 500机载激光测深仪。
澳大利亚根据其军方的要求, 从1972年就开始蓝绿激光测深技术的研究。在1976年建成了一个WRELADSI试验系统。随后, 又推出具有全面的扫描、数据存贮和水平位置定位能力的改进型——WRELADS Ⅱ。
前苏联在1983年也进行了机载自动化测量仪器综合体试验。该仪器综合体是可用于海洋学研究的通用机载蓝绿激光雷达系统。据报道, 该仪器综合体能够探测来自海水100 米深的信号, 并能够描述内波向表面输出等新的海洋学应用。
4.蓝绿激光水下传感装置
传感器是水下目标, 如潜艇、水下机器人的耳目, 要及时发现、准确识别水下威胁目标就必须装备先进的传感装置。利用蓝绿激光水下传感装置, 可获得比其它水下传感器更高的识别精度和定位能力, 有人曾设想, 如果在潜艇上装备蓝绿激光水下传感装置, 可使潜艇象使用雷达一样, 利用高能蓝绿激光, 穿透深层幽暗的海水, 寻找和发现目标,并可对目标进行跟踪和制导鱼雷攻击。当然, 这种设想要实现, 尚存在许多技术问题。目前, 已有将此种设备装在水下平台上, 用于探测和识别水雷, 特别是利用其它手段很难探测的沉底雷的报道。如已在美海军“海豚”级潜艇上试验多次的SM2000水下同步蓝绿激光行扫描仪, 试验证实它比其它水下成像系统性能要高很多。与SM2000性能相似的LS2048蓝绿激光行扫描仪最大使用距离可达45米, 扫描角为70°, 每行像元素达到2048个。LS2048现已生产2 台, 预计今后将被改进, 以适应装入自动水下机械的要求。5.海基光控武器系统 水雷战是现代海战中的一种重要作战方式, 水雷武器性能影响着布雷作战的效果。因此, 随着科学技术的不断向前发展, 许多先进科学技术不断应用于新型水雷的研制开发上。将蓝绿激光技术应用于水雷, 则可能研制出渐新一代完全可控制的海基光控武器系统, 如光控水雷、光控鱼水雷。这种光控海基武器系统是在水中武器上装有一个光探测器, 该探测器能接收飞机或其它平台以一定编码形式向海中发出的蓝绿激光信号, 通过破译该信号, 武器自动决定引信系统是否打开、关闭或自爆。这样, 部署了这种武器的海域, 在平时和己方舰船通过时, 先由装有蓝绿激光系统的飞机关闭武器系统引信;而在战时, 只需用激光打开武器引信就可迅速封锁该海域; 战后, 也只需用激光就可引爆。因此, 光控海基武器系统将是现有各种海基武器中真正可控制的武器。 此外, 蓝绿激光系统还可用于固定基声纳列阵的控制和通信、测量树林密度、高度等等。随着高功率、小体积、长奉命的蓝绿激光器技术, 强光背景下的弱信号探测技术, 大容量、高速计算机技术的迅猛发展, 已在部分国家形成了可真正应用于实战的蓝绿激光系统, 如文中提到的美、俄探雷/ 探测系统, 水文测量系统。对于蓝绿激光通信,现各国尚处于样机研制阶段。至于其它一些应用, 就从目前所能掌握的资料看, 尚处于概念研究阶段。但由于蓝绿激光技术所具有的独特性能, 无疑会在不久的将来, 以蓝绿激光为基础的各种应用系统, 在海军装备中占据重要的地位。
水下光电探测系统现状与发展
蒋鸿旺
摘 要 主要阐述水下光电探测系统的技术关键，现状，典型系统和未来发展。
关键词 光电，激光，水下探测。
Underwater Electro-optical Detecting System Status and Development
Abstract This article reviews the technical key,status,typical system and future predication for the underwater electro-optical, detecting system.
Keywords electro-optical, laser, underwater detecting.
1 概 述
激光技术的发展为水下光电探测目标开辟了一条新的途径。利用激光独特的光谱特性、时间特性和空间特性，可以减少海水的吸收和散射效应。研究表明，蓝绿激光处于水下的传输“窗口”，对海水的穿透能力很强，因此，采用蓝绿激光作光源的水下光电探测系统，并采取相应的技术措施，可以显著增加水下激光探测距离。
水下光电探测系统现在已有美、英、俄、日、加拿大等国进行研究，有的产品已投入实际使用。水下光电探测系统可广泛地用于军事领域和非军事领域。
在军事领域，水下光电探测系统可以安装在潜艇、灭雷具、水下机器人等水下载体上，用于水中目标侦察、探测、识别等，可实施探雷、探潜、反潜网探测和潜艇导航避碰等。
在民用领域，水下光电探测系统可用于水下工程安装、检修，水下环境监测、救生打捞、海底地貌勘探、石油勘探钻井位置测定、生物研究等海洋开发。
2 关键技术
由于水中悬浮微粒对光的后向散射效应，即使是蓝绿激光在水中衰减也很大，很难满足探测目标距离要求。因此，如何有效地克服后向散射是水下激光探测必需解决的关键问题，目前克服水下激光后向散射影响主要有两种方法：距离选通技术和同步扫描技术。
2.1 距离选通技术
激光器发射很强的短脉冲，脉冲激光传输到目标上，对目标进行照射，由目标反射的激光返回到接收机。当激光脉冲处于往返途中时间内，水下激光探测系统的接收器选通门或光闸“关闭”，这样就挡住了来自悬浮微粒的后向散射光。当反射光到达接收机一瞬间，选通门开启，让来自目标的反射光进入接收机。选通门开启持续时间与激光脉宽一致。形成的目标图像主要与距离选通时间内的反射光有关。
距离选通技术现在已经是一种较为成熟的技术，实用距离选通水下探测距离能在6个衰减长度距离上识别水中目标，在大于10个衰减长度的距离上探测到目标。
2.2 同步扫描技术
同步扫描技术是把激光器与接收机设置在2个间距一定距离的地方，使照明光束扫描线与接收机视线在被观察区域相交成一个角度，这样使后向散射光尽可能少地进入接收机中，这种方法能有效地增大探测距离，目前国外水下光电探测系统多采用同步扫描技术。
2.3 激光器
水下激光探测系统激光器一般应满足以下条件：
.激光工作波长与海水的透射“窗口”相匹配；
.转换效率尽可能高；
.机械性能和热性能好，结构牢固，尺寸较小，有效负载小等。
能产生蓝绿光的激光器种类很多，如倍频Nd∶YAG激光器，直接产生蓝绿光的氯化氙激光器、氩离子激光器等。目前，距离选通水下激光探测系统多采用倍频Nd∶YAG激光器，同步扫描水下激光探测系统普遍使用氩离子气体激光器。
通常采用闪光灯泵浦的Nd∶YAG脉冲激光器工作波长为1.064μm，经倍频后为0.532μm，正好处于水的透射“窗口”，经Q开关可产生短脉冲，光电转换效率为1～3%，输出能量可达数百毫焦耳/脉冲。当其以较低的脉冲重复频率工作时，激光器十分紧凑，完全适合水下工作。Nd∶YAG激光器的脉冲重复频率可以小于数十赫，也可高到数百赫、数千赫。
氩离子激光器的输出为0.4880μm和0.5145μm的连续波激光，输出功率可达数十至上百瓦。水下激光探测系统使用的氩离子激光器，输出功率多为5W左右。氩离子激光器的输出光束质量极好。以氩离子为光源的同步扫描水下激光探测系统通常装在潜艇腹部或者由水面舰船拖曳使用，由舰船上的电源供电。
2.4 接收机
水下激光探测系统的接收机要求具有高的空间分辩率和量子效率，噪声低，孔径大，有足够的增益动态范围。新研制的GaAsP光电阴极管在532nm波长上，量子效率接近50%。可选通的CCD耦合光电二级管信噪比达到10dB以上，第三代管子的选通能力也已优于10ns，大动态范围的CCD器件已研制成功。
3 技术现状
现在国外已研制出多种水下激光探测系统，一些已成功地用于海下探测摄像等。美国在水下激光探测系统的研制和应用一直处于领先地位(表1)。
表1 国外几种水下激光探测系统
水下激光探测系统名称
成像方式
激光器及性能
备 注
美国Sparta水下激光探测系统 距离选通 Nd∶YAG(倍频)，波长0.530μm，脉宽＜10ns，重复频率10Hz，脉冲能量大约是10mJ，转换效率1%。 已进行过海试
美国Spectrum水下激光探测系统 机械同步扫描 已在潜艇上进行过试验
美国LLNL水下激光探测系统 机械同步扫描 氩离子激光器，输出功率大于7W，转换效率低于0.1%，扫描速率30Hz，空间分辩率1mrad，总视场18° 已进行过海上试验
美国微软公司SM2000型水下激光探测系统 脉冲同步扫描 氩离子激光器输出功率1.5W，成像距离比普通水下摄像机提高3～5倍，海上打捞时可看到旅客行李上的字。 1990～1992年已在潜艇上进行过试验
美国应用遥测技术公司的探测系统 同步扫描 氩离子激光器输出功率小于3W。 已进行过海试。
美国TVI水下激光探测系统 脉冲同步扫描 He-Ne激光器，输出功率6mW，波长0.6328μm。 已进行过水池和海试。
美国水雷目视激光识别系统(LVIS) 同步扫描 1990年代中期研制。
加拿大LUCIE水下激光探测系统 距离选通或其它 Nd∶YAG激光，输出功率80mW，波长0.532μm 1992年已进行过试验。
意大利研制的一种水下激光探测系统，工作物质采用Nd∶YAG，激光器尺寸60×100mm，其垂直和水平扫描面积为20×20°，帧速率优于1Hz时角分辩率在50m处为50mm。这种水下激光探测系统很适合装于灭雷具上使用，作用距离已能达到几十米。
日本三菱重工的长崎研究开发中心研制的水下激光探测系统主要由下列部件组成：微机、电源装置、Nd∶YAG激光器、反光镜、CCD摄像机、摄像机控制器等。该系统已在水池中进行过试验，试验表明，这种水下激光探测系统可探测30m内水雷等目标。
目前水下激光探测系统在水中的垂直探测距离或是水平、倾斜探测距离可达30m，理论上可以达到上百米，但用作灭雷具上的水下激光探测系统，其作用距离30m～50m已能满足使用要求。
4 典型系统
1982年，美国卡曼航空公司就开始研制激光探雷系统，在激光搜索及其支持系统方面取得过30多项专利。1991年海湾战争期间，为了尽快地排除伊拉克在科威特和海湾北部水域布设的大量水雷，美国海军将该公司研制的“魔灯-30”(Magic Lantern 30)装在SH-2F“直升机”上在海湾执行探雷任务。“魔灯-30”系统在海湾仅投入探雷4天，就发现了数量相当于其它水声探雷系统前7个月内所探测到的总数的12%的水雷，探测深度达30m。海湾战争中，“魔灯-30”激光探雷系统的出色成绩，证明了激光探雷的可行性和有效性。
美国的机载激光探雷系统也适合灭雷具使用，只是脉冲重复率低(≥30Hz)，处理能力慢些(60亿次/s)，搜索速度低(0.03～1nmile2/h)，识别分辩率略差(0.05～0.152m)。尽管如此，对水下探雷和识别水雷已经足够，水中探测距离可达到43.3m，这对灭雷具来说已是十分安全。
美国水中激光探雷系统虽有零星报导，但无详细报导，既然美国机载激光探雷系统也基本适用于水下探雷，本文则详细介绍美国“魔灯”机载激光探雷系统。
系统组成：“魔灯”系统主要组成部件激光、光学装置、接收机处理机和电源装置等。通过光学装置发射蓝绿激光，并接收水雷目标的反射波，接收机将光信号变成电信号传输给处理机，这样就可给出目标定位数据。
主要性能
工作物质 Nd∶YAG(倍频)
工作波长 532nm(绿光)
重复率 ≥5.0kHz
脉宽 ＜30ns(选通脉宽小于10ns)
脉冲能量 ＞2mJ
帧速 ＞5kHz
输入数据速率 ＞80兆像素/s
数据处理能力 160亿次/s
体积 0.028～0.056m3
搜索速率 10～40 nmile2/h
分辩率 0.0076～0.0203m
工作水深 24.38m
探测概率 0.9～0.95
误警 ＜1次/h
工作环境 适应海况2～4级
“魔灯”30型系统的第一次飞行试验于1988年在SH-2“海妖”直升机上进行。该次试验不很成功。直升机采用的试验模式由于飞机的振动破坏了系统反射镜准直而产生严重的移位问题。系统无自动目标识别能力，系统扫描幅度有限等。海湾战争后，卡曼公司又在“魔灯”30系统基础上，研制出性能更先进的“魔灯”90型机载激光探雷系统。系统采用半导体二极管泵浦Nd∶YAG激光器，使该系统工作更可靠、寿命更长、效率更高、功耗更低。激光器的输出功率是“魔灯”30系统的3倍。系统采用6个CCD摄像机，这样既可用一个激光脉冲在同一个目标上各自进行独立的“观察”，从而提供更高的灵敏度，而且也可用1个激光脉冲提供来自不同深度的图像。
系统采用横向扫描器，改进了原来的单一照明系统，使激光搜索幅度比原来扩大了10倍，每小时能探测15.54km2和海域。
“魔灯”90系统还增加了一个先进的光学传感器，它具有自动目标识别功能，其识别过程包括探测、分类和定位，使操作人员能实时地根据图像来识别目标。系统能以两种方式向操作人员提供“存在水雷”的报警：一种方式是显示屏上产生一个包括目标图像和有关数据的目标清单；第2种方式是通过显示由计算机产生的战术图表，给出直升机与水雷之类目标之间的相对位置，这就明显简化了系统与直升机内或附近舰船上的任何类型信息系统相融合的问题。
“魔灯”90探雷系统能抗电磁干扰，并能在多种气候和环境条件下工作。
此外，“魔灯”探雷系统还具有灭雷功能。它有1个附属装置——“终止型”(Terminator)灭雷具，实际上这是一个反水雷的小型鱼雷。该鱼雷受“魔灯”系统同一个激光器发射的脉冲位置调制信号的控制，有一个小的战斗部，“魔灯”可直接引导该鱼雷去摧毁被探测到的水雷。
当“魔灯”系统探测到水雷目标以后，操作人员就操纵“魔灯”锁定该水雷目标，并通过直升机的声纳浮标发射系统投放“终止型”灭雷具，使“魔灯”系统成为一个集搜索、探测和摧毁功能于一体的完整的反水雷系统。
5 发展前景
水下激光探测系统是一种主动式水下观察装置，它可用于普通水中、混浊水中，甚至在漆黑的海底也能进行探测。目前，水下激光探测系统已进入实用阶段，除用于水下探雷、探潜外，还可用于安装、检修水下设备，摄取海底地貌、搜索海底沉船、沉机等。随着系统的完善和改进，水下激光探测系统在军事和非军事领域必将获得越来越广泛的应用。
水下激光探测系统今后主要解决课题是增大工作深度、提高激光扫描密度等。
从追赶到全面赶超
logonmy 发表于 2016-4-25 19:50
从追赶到全面赶超
量子3D照相机用于反潜，技术一旦成熟化，与各类模式的遥感探测结合起来，那未来遥感探测就直接是3D，量子能够穿透海水
从追赶到全面赶超
量子3D照相机用于反潜，技术一旦成熟化，与各类模式的遥感探测结合起来，那未来遥感探测就直接是3D，量子能够穿透海水
量子技术引通信革命 潜艇可实现水下高频通讯
潜艇,以隐蔽性强而被称为“水下幽灵”。然而，潜艇在水下隐蔽得深也有一大缺点，很难与向其提供指令和信息的海军基地联络，也很难把信息传回基地。现在，量子技术可能会改变这一切，使下潜的潜艇能够借助激光脉冲，与卫星交换加密密码和讯息。本期特邀专家就量子技术进行详细解读。
潜艇通信已不适应信息战要求
现代海上局部战争是基于信息系统的网络中心战，要求把各种作战力量通过信息技术整合成一个网络，以提高信息的共享能力和战场态势感知能力，从而发挥信息技术在现代战争中的倍增器作用。
潜艇作为海军的重要作战力量，要发挥其隐蔽性和突然性的战术优势，必须下潜至混合层，亦即海平面以下60～100米的深度，在此深度下，声呐不容易发现潜艇。此时，潜艇同外界的联络是通过极低频或甚低频无线电通信（ELF或VLF）达成的，因为海水对极低频或甚低频无线电波衰减较小，电波可以穿透海水一定深度。
然而，极低频和甚低频无线电通信有许多弊端，已不能满足现代网络中心战的要求。首先，发信台站十分庞大，抗毁能力差；其次，潜艇必须通过拖曳天线来收信，在此情况下，为了取得较好的收信效果，潜艇不得不调整自己的方位和降低速度。第三，甚低频和极低频通信的最大缺点是带宽窄，影响了通信的速度：甚低频1秒钟能够传递几百比特的信息，而极低频每分钟只能传递几比特的信息，这势必影响了复杂数据的传递，比如视频数据。远远不能适应信息化战争对大量情报、侦察和监视数据的需要。
量子通信成为全球研究热点
量子通信是利用了光子等粒子的量子纠缠原理来实现通信的，量子通信是经典信息论和量子力学相结合的一门新兴交叉学科。量子信息学告诉人们，在微观世界里，不论两个粒子间距离多远，一个粒子的变化都会影响另一个粒子，这就是所谓的量子纠缠现象，这一现象被爱因斯坦称为“诡异的互动性”。
量子通信系统的基本部件包括量子态发生器、量子通道和量子测量装置。对于量子信息的传播，需要某种方式来促使光子产生极化现象，这样，量子状态将处于一种特定的状态下，发射器和接收器中的过滤器可以发现量子。该系统使用的是特种光子激光器，而不是常见的激光器，因为后者产生的激光是散淡的，而特种光子激光器每次产生的光子和每个光子都有特定的量子态。
与目前成熟的通信技术相比，量子通信优越性明显，具有保密性强、大容量、远距离传输等特点，成为全球物理学研究的前沿与焦点领域。
量子通信不仅在军事、国防等领域具有重要的作用，而且会极大地促进国民经济的发展，被认为是未来IT通信技术的发展方向。自1993年美国IBM的研究人员提出量子通信理论以来，美国国家科学基金会都对此项目进行了深入的研究。欧盟在1999年集中国际力量致力于量子通信的研究，研究项目多达12个。日本邮政省把量子通信作为21世纪的战略项目。我国近10年来在量子纠缠态、纠错、存储等核心领域也取得了前沿性突破，中科院于2011年启动了空间科学战略性先导科技专项，2011年10月份，我国科学家潘建伟等人在国际上首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发（通俗地说，就是两个相距100公里的量子实现了信息传输），这为我国发射全球首颗“量子通讯卫星”奠定了技术基础。
量子通信在国防和军事应用方面有着无与伦比的广阔前景，可以利用量子隐形传输以及超大信道容量、超高通信速率等特点，建立满足军事特殊需求的超光速军事信息网络。由于光量子密码具有“不可破”和“不可窃听性”，且光量子加密设备可与现在的光纤通信设备融合，因此，可以用来改进目前军用光纤网络信息传输的保密性，从而提高信息保护和信息对抗能力。为了满足军方需求，英国ITT国际防务公司开展了一系列研究，其中包括量子运算法则、量子传感器和新型量子通信系统。
量子技术将带来潜艇通信革命
在很长一段时间里，风靡全球的电影及小说都是以间谍战和破译密码为主要内容，窃听、反窃听，加密、解密……很多人最关心的是，有没有绝对安全的保密通信，让窃听、破译者无计可施？第二次世界大战中，波兰人和英国人成功破译了德国著名的“恩格玛”密码，盟军由此得知了德国的许多重大军事行动；美军破译日本的高级密码——“紫密”，从而击毙了日本海军大将山本五十六，一举扭转了美军在太平洋战场的被动局面。这些都是密码攻防战中的典型战例。
目前，潜艇使用随机生成的编码或“密钥”来加密讯息。这些密钥是潜艇和联络基地在执行任务之前制作的，每个密钥只使用一次，这样一来，敌人就算破解了密钥，也无法用它来解密之后的讯息。
但是，这种做法存在一些问题。首先，它从后勤上讲是麻烦的。潜艇在执行一次长时间的任务前必须带上许许多多的密钥，而一旦潜艇遇袭，这些密钥就有可能落入敌手。此外，即便有足够多的安全密钥，潜艇和基地之间的联络速度也极慢。为了在海水传输，发射机必须使用频率极低的无线电波。这决定了每秒只能传输几个字符。在世界上其他地方(以及其他作战空间)都在进行高速联络的同时，潜艇却只能进行拨号联络。为了收发大量信息，或是快速收发信息，潜艇就必须浮出水面，这很容易使自身暴露，也很容易受到攻击。
但是，英国ITT国际防务公司的研究人员想出了一个点子。通过量子密钥分配，潜艇可以把一个密钥加密成光子(利用光子的极性来代表“1”和“0”)，从而生成一个几乎无法破解的密钥——如果有人试图拦截这些光子，就将干扰量子系统，而讯息收发者可以测得这种干扰，从而知悉有第三方正在监听。
制作好安全的密钥后，潜艇就能够——至少从理论上讲——待在水面下数百英尺的地方，通过激光向卫星发射光子，然后再由卫星把光子传回地面，到达基地。研究人员模拟展示了一种当潜艇在水下时，能够以每秒170兆字节的速率收发数据的系统。
这一技术还远远没有达到可在实战中使用的程度。但是有朝一日，它可能会实现前所未有的高速和安全的数据传输，彻底改变目前潜艇的通信方式，从而为潜艇真正融入网络中心战创造条件
潜艇,以隐蔽性强而被称为“水下幽灵”。然而，潜艇在水下隐蔽得深也有一大缺点，很难与向其提供指令和信息的海军基地联络，也很难把信息传回基地。现在，量子技术可能会改变这一切，使下潜的潜艇能够借助激光脉冲，与卫星交换加密密码和讯息。本期特邀专家就量子技术进行详细解读。
潜艇通信已不适应信息战要求
现代海上局部战争是基于信息系统的网络中心战，要求把各种作战力量通过信息技术整合成一个网络，以提高信息的共享能力和战场态势感知能力，从而发挥信息技术在现代战争中的倍增器作用。
潜艇作为海军的重要作战力量，要发挥其隐蔽性和突然性的战术优势，必须下潜至混合层，亦即海平面以下60～100米的深度，在此深度下，声呐不容易发现潜艇。此时，潜艇同外界的联络是通过极低频或甚低频无线电通信（ELF或VLF）达成的，因为海水对极低频或甚低频无线电波衰减较小，电波可以穿透海水一定深度。
然而，极低频和甚低频无线电通信有许多弊端，已不能满足现代网络中心战的要求。首先，发信台站十分庞大，抗毁能力差；其次，潜艇必须通过拖曳天线来收信，在此情况下，为了取得较好的收信效果，潜艇不得不调整自己的方位和降低速度。第三，甚低频和极低频通信的最大缺点是带宽窄，影响了通信的速度：甚低频1秒钟能够传递几百比特的信息，而极低频每分钟只能传递几比特的信息，这势必影响了复杂数据的传递，比如视频数据。远远不能适应信息化战争对大量情报、侦察和监视数据的需要。
量子通信成为全球研究热点
量子通信是利用了光子等粒子的量子纠缠原理来实现通信的，量子通信是经典信息论和量子力学相结合的一门新兴交叉学科。量子信息学告诉人们，在微观世界里，不论两个粒子间距离多远，一个粒子的变化都会影响另一个粒子，这就是所谓的量子纠缠现象，这一现象被爱因斯坦称为“诡异的互动性”。
量子通信系统的基本部件包括量子态发生器、量子通道和量子测量装置。对于量子信息的传播，需要某种方式来促使光子产生极化现象，这样，量子状态将处于一种特定的状态下，发射器和接收器中的过滤器可以发现量子。该系统使用的是特种光子激光器，而不是常见的激光器，因为后者产生的激光是散淡的，而特种光子激光器每次产生的光子和每个光子都有特定的量子态。
与目前成熟的通信技术相比，量子通信优越性明显，具有保密性强、大容量、远距离传输等特点，成为全球物理学研究的前沿与焦点领域。
量子通信不仅在军事、国防等领域具有重要的作用，而且会极大地促进国民经济的发展，被认为是未来IT通信技术的发展方向。自1993年美国IBM的研究人员提出量子通信理论以来，美国国家科学基金会都对此项目进行了深入的研究。欧盟在1999年集中国际力量致力于量子通信的研究，研究项目多达12个。日本邮政省把量子通信作为21世纪的战略项目。我国近10年来在量子纠缠态、纠错、存储等核心领域也取得了前沿性突破，中科院于2011年启动了空间科学战略性先导科技专项，2011年10月份，我国科学家潘建伟等人在国际上首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发（通俗地说，就是两个相距100公里的量子实现了信息传输），这为我国发射全球首颗“量子通讯卫星”奠定了技术基础。
量子通信在国防和军事应用方面有着无与伦比的广阔前景，可以利用量子隐形传输以及超大信道容量、超高通信速率等特点，建立满足军事特殊需求的超光速军事信息网络。由于光量子密码具有“不可破”和“不可窃听性”，且光量子加密设备可与现在的光纤通信设备融合，因此，可以用来改进目前军用光纤网络信息传输的保密性，从而提高信息保护和信息对抗能力。为了满足军方需求，英国ITT国际防务公司开展了一系列研究，其中包括量子运算法则、量子传感器和新型量子通信系统。
量子技术将带来潜艇通信革命
在很长一段时间里，风靡全球的电影及小说都是以间谍战和破译密码为主要内容，窃听、反窃听，加密、解密……很多人最关心的是，有没有绝对安全的保密通信，让窃听、破译者无计可施？第二次世界大战中，波兰人和英国人成功破译了德国著名的“恩格玛”密码，盟军由此得知了德国的许多重大军事行动；美军破译日本的高级密码——“紫密”，从而击毙了日本海军大将山本五十六，一举扭转了美军在太平洋战场的被动局面。这些都是密码攻防战中的典型战例。
目前，潜艇使用随机生成的编码或“密钥”来加密讯息。这些密钥是潜艇和联络基地在执行任务之前制作的，每个密钥只使用一次，这样一来，敌人就算破解了密钥，也无法用它来解密之后的讯息。
但是，这种做法存在一些问题。首先，它从后勤上讲是麻烦的。潜艇在执行一次长时间的任务前必须带上许许多多的密钥，而一旦潜艇遇袭，这些密钥就有可能落入敌手。此外，即便有足够多的安全密钥，潜艇和基地之间的联络速度也极慢。为了在海水传输，发射机必须使用频率极低的无线电波。这决定了每秒只能传输几个字符。在世界上其他地方(以及其他作战空间)都在进行高速联络的同时，潜艇却只能进行拨号联络。为了收发大量信息，或是快速收发信息，潜艇就必须浮出水面，这很容易使自身暴露，也很容易受到攻击。
但是，英国ITT国际防务公司的研究人员想出了一个点子。通过量子密钥分配，潜艇可以把一个密钥加密成光子(利用光子的极性来代表“1”和“0”)，从而生成一个几乎无法破解的密钥——如果有人试图拦截这些光子，就将干扰量子系统，而讯息收发者可以测得这种干扰，从而知悉有第三方正在监听。
制作好安全的密钥后，潜艇就能够——至少从理论上讲——待在水面下数百英尺的地方，通过激光向卫星发射光子，然后再由卫星把光子传回地面，到达基地。研究人员模拟展示了一种当潜艇在水下时，能够以每秒170兆字节的速率收发数据的系统。
这一技术还远远没有达到可在实战中使用的程度。但是有朝一日，它可能会实现前所未有的高速和安全的数据传输，彻底改变目前潜艇的通信方式，从而为潜艇真正融入网络中心战创造条件
隼鹰 发表于 2016-4-25 19:10
网络中心战在反潜战中的价值更大
大家知道，潜艇与陆地之间的通信和定位是非常麻烦的，用长波通信，信息量小、定位精度差、穿透海水能力弱、数据发送缓慢、接收解算效率低。如果用短波通讯，非常容易被敌方截获并定位。尤其是战略核潜艇，如果不能保证与指挥机关的通信联系，极大容易产生误判、贻误战机等严重后果。有很多军事题材的电影中，都形象地描述了核潜艇因为通讯不畅，导致被敌攻击、险发核导弹等引发核大战的故事。如果用量子通信技术，核潜艇就不怕这些了，可以长时间在海中潜伏或低速航行，可以随意与地面指挥部保持联系并实时定位自身位置，还可以随时得到指挥部的战场信息情报，实时掌握战场态势、回避危险路线、躲避攻击等等，作用不言而喻！
网络中心战在反潜战中的价值更大
大家知道，潜艇与陆地之间的通信和定位是非常麻烦的，用长波通信，信息量小、定位精度差、穿透海水能力弱、数据发送缓慢、接收解算效率低。如果用短波通讯，非常容易被敌方截获并定位。尤其是战略核潜艇，如果不能保证与指挥机关的通信联系，极大容易产生误判、贻误战机等严重后果。有很多军事题材的电影中，都形象地描述了核潜艇因为通讯不畅，导致被敌攻击、险发核导弹等引发核大战的故事。如果用量子通信技术，核潜艇就不怕这些了，可以长时间在海中潜伏或低速航行，可以随意与地面指挥部保持联系并实时定位自身位置，还可以随时得到指挥部的战场信息情报，实时掌握战场态势、回避危险路线、躲避攻击等等，作用不言而喻！
中微子通信反潜
隼鹰 发表于 2016-4-25 19:10
网络中心战在反潜战中的价值更大
中微子通信是利用中微子运载信息的一种通信方式，这种技术在世界上是独一无二的，连美国都没有。中国取得了重大突破。
中微子通信能以近光速进行直线传播，并极易穿透钢铁、海水，以至整个地球，探测美国的海、空军装备轻而易举，是一种十分诱人的理想的信息载体。对方根本无法利用反辐射导弹进行摧毁，因为它是具有隐身性，绝对的无源状态，没有办法侦查通信地点，它是绝对的一对一通信别人劫获不了。如果想截获就必须处在发射信号源和接受端之间，然而即使处在两者之间，不影响信号照样能够穿透而过，不影响接受端的接受，而中间截获者，因为我方保密性无法解读。
把中微子雷达装在潜艇上，雷达将不再受地球曲面【有低空盲区】和海水阻碍的困扰，战场上的一切都将透明化，海水在它面前形同空气，对方潜艇将无藏身之地，如果在东海和日美发生冲突，中国海军可以探测到对方舰艇的一切情况，完全改变中国在反潜方面弱国的现象。
中微子通信技术实在神奇，它是通信技术王冠顶端的钻石，简单地理解，它是通信技术领域的核弹，这一通信技术已经颠覆传统通信，它可以潜身海底，遨游太空，出入于厚硕无比的金属墙，所向披靡，如入无人之地。
网络中心战在反潜战中的价值更大
中微子通信是利用中微子运载信息的一种通信方式，这种技术在世界上是独一无二的，连美国都没有。中国取得了重大突破。
中微子通信能以近光速进行直线传播，并极易穿透钢铁、海水，以至整个地球，探测美国的海、空军装备轻而易举，是一种十分诱人的理想的信息载体。对方根本无法利用反辐射导弹进行摧毁，因为它是具有隐身性，绝对的无源状态，没有办法侦查通信地点，它是绝对的一对一通信别人劫获不了。如果想截获就必须处在发射信号源和接受端之间，然而即使处在两者之间，不影响信号照样能够穿透而过，不影响接受端的接受，而中间截获者，因为我方保密性无法解读。
把中微子雷达装在潜艇上，雷达将不再受地球曲面【有低空盲区】和海水阻碍的困扰，战场上的一切都将透明化，海水在它面前形同空气，对方潜艇将无藏身之地，如果在东海和日美发生冲突，中国海军可以探测到对方舰艇的一切情况，完全改变中国在反潜方面弱国的现象。
中微子通信技术实在神奇，它是通信技术王冠顶端的钻石，简单地理解，它是通信技术领域的核弹，这一通信技术已经颠覆传统通信，它可以潜身海底，遨游太空，出入于厚硕无比的金属墙，所向披靡，如入无人之地。
近日，中科院量子信息重点实验室李传锋研究组在国际上首次研制成功高维固态量子存储器，该成果为固态量子存储器的集成化、规模化应用打下重要基础。随着量子信息技术研究的不断突破，备受重视的量子通信业的发展和商业化应用有望进一步提速。目前，我国量子通信技术相对成熟，正在建造中的世界上最远距离的光纤量子通信干线“京沪干线”已近完工，并有望于2016年发射世界首颗量子通讯卫星。业内人士预计，由于量子通信绝对安全的特性，量子通信在军事通信、政府保密通信、民用通信上都将带来颠覆性的变革，未来市场容量极大，有望达到千亿元级别，相关上市公司值得关注。
量子信息研究获重大突破
近日，中国科学技术大学的科研人员在国际上首次研制成功高维固态量子存储器，成果发表在最新一期物理学国际权威期刊《物理评论快报》上。
据介绍，中科院量子信息重点实验室李传锋研究组，在固态系统中首次实现对三维量子纠缠态的量子存储，保真度高达99.1%，存储带宽达1千兆赫，存储效率为20%，而且该存储器具有对高达51维的量子态的存储能力。高维轨道角动量存储技术可用于存储器的多模式存储，以提升量子网络的传输速率及未来量子U盘的存储容量。本成果为固态量子存储器的集成化、规模化应用打下重要基础。
早在今年3月，中国科学技术大学潘建伟院士及其同事陆朝阳、刘乃乐等组成的研究小组在国际上首次成功实现多自由度量子体系的隐形传态。国际权威学术期刊《自然》杂志以封面标题的形式发表了这一最新研究成果，这是自1997年国际上首次实现单一自由度量子隐形传态以来，科学家们经过18年努力在量子信息实验研究领域取得的又一重大突破，为发展可扩展的量子计算和量子网络技术奠定了坚实的基础。
业内人士指出，量子信息技术将颠覆传统的通信和计算方式，并将助我国在信息技术领域对西方国家实现赶超。今年以来，随着我国科研机构在量子领域的突破，量子信息技术正在迎来加速发展，商业化应用进程有望加快。
量子通信市场空间巨大
目前，量子计算机有望成为下一代计算机已经逐渐被业内接受并成为共识，量子计算在人工智能、纳米机器人等方面也有广泛应用。未来在卫星航天器、核能控制等大型设备、中微子通信技术、量子通信技术、虚空间通信技术等信息传播领域，以及先进军事高科技武器和新医疗技术等高精端科研领域，量子计算都有着巨大的市场空间。
其中，量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式，是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。近年来这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。我国政府对量子通信非常重视，国内合肥城域量子通信网、芜湖市量子政务网已于2012年建成使用，世界上最远距离的光纤量子通信干线“京沪干线”工程进展顺利，预计明年底前正式建成，世界首颗量子通讯卫星研发正紧张进行，预计明年实现发射。
兴业证券研究报告指出，量子通信在军事、国防、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景，不仅可用于军事、国防等领域的国家级保密通信，还可用于涉及秘密数据和票据的电信、证券、保险、银行、工商、地税、财政等领域和部门，而技术又相对成熟，未来市场容量极大，保守估计将达到千亿元级别，相关上市公司值得关注。
量子信息研究获重大突破
近日，中国科学技术大学的科研人员在国际上首次研制成功高维固态量子存储器，成果发表在最新一期物理学国际权威期刊《物理评论快报》上。
据介绍，中科院量子信息重点实验室李传锋研究组，在固态系统中首次实现对三维量子纠缠态的量子存储，保真度高达99.1%，存储带宽达1千兆赫，存储效率为20%，而且该存储器具有对高达51维的量子态的存储能力。高维轨道角动量存储技术可用于存储器的多模式存储，以提升量子网络的传输速率及未来量子U盘的存储容量。本成果为固态量子存储器的集成化、规模化应用打下重要基础。
早在今年3月，中国科学技术大学潘建伟院士及其同事陆朝阳、刘乃乐等组成的研究小组在国际上首次成功实现多自由度量子体系的隐形传态。国际权威学术期刊《自然》杂志以封面标题的形式发表了这一最新研究成果，这是自1997年国际上首次实现单一自由度量子隐形传态以来，科学家们经过18年努力在量子信息实验研究领域取得的又一重大突破，为发展可扩展的量子计算和量子网络技术奠定了坚实的基础。
业内人士指出，量子信息技术将颠覆传统的通信和计算方式，并将助我国在信息技术领域对西方国家实现赶超。今年以来，随着我国科研机构在量子领域的突破，量子信息技术正在迎来加速发展，商业化应用进程有望加快。
量子通信市场空间巨大
目前，量子计算机有望成为下一代计算机已经逐渐被业内接受并成为共识，量子计算在人工智能、纳米机器人等方面也有广泛应用。未来在卫星航天器、核能控制等大型设备、中微子通信技术、量子通信技术、虚空间通信技术等信息传播领域，以及先进军事高科技武器和新医疗技术等高精端科研领域，量子计算都有着巨大的市场空间。
其中，量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式，是近二十年发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。近年来这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。我国政府对量子通信非常重视，国内合肥城域量子通信网、芜湖市量子政务网已于2012年建成使用，世界上最远距离的光纤量子通信干线“京沪干线”工程进展顺利，预计明年底前正式建成，世界首颗量子通讯卫星研发正紧张进行，预计明年实现发射。
兴业证券研究报告指出，量子通信在军事、国防、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景，不仅可用于军事、国防等领域的国家级保密通信，还可用于涉及秘密数据和票据的电信、证券、保险、银行、工商、地税、财政等领域和部门，而技术又相对成熟，未来市场容量极大，保守估计将达到千亿元级别，相关上市公司值得关注。
中微子通信技术及应用
网络中心反潜战中的指挥与控制
原创么，那就马克一下
slayerhuahua 发表于 2016-4-25 20:23
原创么，那就马克一下
不是原创啊
原创么，那就马克一下
不是原创啊
不是原创啊
哦，那也马克一下，过后拜读
哦，那也马克一下，过后拜读
slayerhuahua 发表于 2016-4-25 20:27
哦，那也马克一下，过后拜读
收集的资料。我认为潜艇水下依靠声呐不能像雷达一样准确跟踪和定位目标
哦，那也马克一下，过后拜读
收集的资料。我认为潜艇水下依靠声呐不能像雷达一样准确跟踪和定位目标
收集的资料。我认为潜艇水下依靠声呐不能像雷达一样准确跟踪和定位目标
多准算准呢，水中目标也不像空中目标有那么高的机动性
多准算准呢，水中目标也不像空中目标有那么高的机动性
多准算准呢，水中目标也不像空中目标有那么高的机动性
像雷达一样成像，可以用量子照相机成像反潜
像雷达一样成像，可以用量子照相机成像反潜
像雷达一样成像，可以用量子照相机成像反潜
啥雷达成像了哦，亲
啥雷达成像了哦，亲
啥雷达成像了哦，亲
量子可以穿透海水的，用量子照相机.中微子也可以穿透海水，中微子雷达
量子可以穿透海水的，用量子照相机.中微子也可以穿透海水，中微子雷达
啥雷达成像了哦，亲
量子可以穿透海水的，用量子照相机.中微子也可以穿透海水，中微子雷达
量子可以穿透海水的，用量子照相机.中微子也可以穿透海水，中微子雷达
算了，没意思，编辑掉了
039B潜艇性能
039B潜艇性能
无人水下平台对潜艇网络中心战能力的影响
无人水下平台对潜艇网络中心战能力的影响