国防军工周报：军用数据链专题

国防军工周报(11.27-12.3)： 军用数据链专题 国联证券国防军工研究团队 2023年12月4日 证券研究报告 报告评级：强于大市|维持 军用数据链未来的核心发展趋势、市场空间测算及细分的产业链供应商梳理 第三部分 军用数据链基于搭载平台分类梳理：机间数据链、弹间数据链、卫星数据链 第二部分 目 录 第一部分 军用数据链的基本概念梳理及当前时点为什么需要关注这一产业的发展趋势 1、军用数据链的基本概念梳理及当前时点为什么需要关注这一产业的发展趋势 ◥军用数据链是在现代化信息战争需求下诞生的用于在指挥控制系统、传感器以及武器装备平台之间进行标准化数据传输及处理的信息系统。根据清华大学出版社赵文栋等人主编的《战术数据链》一书中，我军相关人员对于数据链的表述为：“数据链是一种采用标准化通信链路，专用于数据传输与交换的战术信息系统；以无线传输为主，实现传感平台、指挥平台和武器平台之间的无缝连接”。 美国空军数据链运用体系概念图 数据链系统的功能组成部分 资料来源：《战术数据链》赵文栋等；《美国空军数据链体系发展现状及建设方向》4张沛等，国联证券研究所 资料来源：《美军武器数据链发展与启示》金山等；《美国空军数据链体系发展现状5及建设方向》张沛等，国联证券研究所 ◥数据链按应用功能分类，可分为：1、信息分发数据链；2、指挥控制数据链；3、武器控制数据链 ◥数据链按应用范围分类，可分为：1、军兵种专用数据链；2、战区通用数据链；3、卫星广域数据链； ◥数据链按搭载平台分类，可分为：1、机间数据链；2、弹间数据链；3、星载数据链等等。 ◥军用数据链和传统无线通信的相同点是都基于各个节点的信息交互，可以认为无线通信技术是数据链系统的技术基础，而军用数据 链是基于传统无线通信方式的升级。 ◥军用数据链和传统无线通信的不同点在于数据链除了完成信息传输交互外，还要进行特定任务的执行，要对信息进行实时分析处理； 同时数据链会使用专用信息格式和通信协议，做到编码加密，追求带宽和传输速率保障数据传输的实时性、可靠性、安全性等。 无线电语音通信 数据链相比传统无线通信升级的部分 资料来源：《战术数据链》赵文栋等；厚华通信，国联证券研究所6 ◥俄乌冲突下启示现代化战争中信息化能力是决胜关键，数据链系统构建或为信息化作战的核心基石网络。 ◥联合全域指挥作战下催生一体化协同指控需求，数据链的升级统型列装需求当前或较为紧迫。联合全域指挥作战设想中通过更高速的信息交流实现比原本更快速的OODA循环。这会带来大量的数据交换和低时间延迟需求。即使是使用最先进技术的F-35装备的21世纪头二十年开发、装备的三种数据链（Link-16、MADL、TTNT）都不能满足未来的全面信息交换需求。 22年1月美国防部向国会提交未来“全域指挥与控制”发展计划概念报告 现有多军种数据链不能满足未来高速OODA循环的需求 资料来源：DOD&Congress“JointAll-DomainCommandandConT/Rol:Backgroun7dandIssuesforCongress”；InternationalRobotics&AutomationJournal，国联证券研究所 2、军用数据链基于搭载平台分类梳理：机间数据链、弹间数据链、卫星数据链 ◥美国空军数据链由指控链、情报链、武协链组成，存量持续的加改装需求旺盛。指控链覆盖了空军各型飞机，为各型空中平台提供指控和态势共享等，并可实现与其他军种通信互联，情报数据链系列为侦察机、预警机和侦察卫星等传感器平台提供宽带大容量的情报传输能力。由于机间、机地和飞机及其他武器装备平台的高效、低延时和大数据量的传输需求牵引，存量数据链的加改装需求旺盛。 美国军机列装后的主要采购和服役成本在于航电子系统升级 和加改装的成本 ◥新型隐身战机需射频隐身牵引先进机间数据链产生与迭代。隐身战机不仅强调雷达隐身、红外隐身，还特别注重射频隐身。Link-16采用全向发射天线，隐蔽性差，会使战机被敌方探测发现，因此美国为隐身战机F-22研制了飞行平台间数据链(IFDL),在IFDL的基础上，又为F-35研制了多功能先进数据链(MADL)，该数据链后续将装备B-2/X-47B/F-22等机型适用。 未来高速低延迟的机间通信需求要求机间数据链持 续升级 9 资料来源：兰德智库《WhyHastheCostofFixed-WingAircraftRisen？》，TheWarZONE，国联证券研究所 ◥数据链作为无人机系统中的神经网络，负责完成对无人机遥控、遥测、跟踪定位和传感器传输，上行数据链实现对无人机遥控、下行数据链执行遥测、数据传输功能。在无人机系统内部以及无人机系统与其它作战系统之间，搭建了一个具有实时性、灵活性的侦察勘测、信息交互和协同作战的网络体系，实现了战场情报、指挥控制和装备协同信息的实时分发。 无人机数据链工作示意图 ◥为适应无人机的轻量化、小体积和低成本需求，美军为无人机开发了简化版的战术通用数据链。美军专门针对无人机的列装需求、基于标准型通用数据链发展出来一种全双工、抗干扰战术宽带数据链。此外，适用于小型无人机的数据链也已经开发应用，例如Cubic公司的迷你通用数据链终端能提供全双工双向ISR数据通信，数据速率达45兆比特/秒。 类型功能用途典型代表 在无人机飞行时，地面站通过对无人机飞行状 测控数据链况进行控制和任务设备的遥控遥测，定位跟低频段的简单系统 踪 指挥控制数据指挥控制平台对无人机进行指令传输，从而控美军的Link11、Link 链制其态势等16等 ATC数据链用于与民航机有领域交互的无人机，实现交通1090ES、VDL等控制和管理，防止碰撞 侦察监视数据数据传输、控制一体化的宽带高速数据链，用美军的通用数据链等 链于对无人机系统的信息实时传输与发送 作战协同数据无人机与其它平台，如中继设备、舰船等协同战术瞄准网络技术等链作战的信息交互，实现协同作战、防御等任务 无人机数据链类型及用途 资料来源：《无人机数据链发展现状及关键技术研究》夏永平等，国联证券研究所10 美军几种典型先进弹载数据链的示意表 ◥当前各国正在加速发展导弹的网络化、协同和自主能力，以实现实时交互 和自主协同作战。这将提高弹群攻击的决策效率和有效性。 ◥弹间数据链为多弹协同重要组成部分。弹间数据链即不同导弹之间的通信链路,用于实现各协同作战导弹间的运动学状态、功能状态、目标信息等数据的交互、融合、共享，可有效增强导弹打击精度，增加其突防概率，提高毁伤效能。 名称 战术战斧Block4导弹数据链 AIM-120先进中程空空导弹数据 链 LRASM远程返航导弹数据链 用途 用于战斧Block4巡航导弹和指令传输，射后在线调整任务航迹、目标，回传侦察信息，使导弹具备快速响应，长时间待机的能力 用于AIM-120系列空对空导弹指令控制和信息回传。主要装备AIM-120C和AIM-120D两种型号， 二者传输能力有所不同 用于LRASM远程返航导弹与作战平台间的信息传输，可实现弹群间战术数据交换和信息共享 特点 拥有双向卫星通信数据链，通信覆盖范围广 具备超视距离通信能力以及一定 的保密和抗干扰能力 采用美军“软件通信结构SCA”规范设计，工作在L波段 弹间数据链作战效果图 多弹协同任务规划系统原理框图 资料来源：《外军导弹协同数据链现状及技术发展趋势》杜龙海等，《基于体系对抗的多弹1协1同制导技术研究》徐胜利等，《美军武器数据链发展与启示》金山等，国联证券研究所 ， 小型巡飞弹对地精准打击示意图 ◥低成本、小型智能化弹药因为能够替代部分高价值量的武器装备迎来了较快发展由于“人在回路”需求才能使得低成本弹药侦察后能对作战目标拥有选择、更换和择机终止攻击目标的能力，弹载数据链技术在其中起到了非常重要的作用。 ◥低成本智能弹药数据链主要有2大功能：1、态势感知。通过机载双向数据链与平台建立数据交换网络，对目标区域进行态势评估；2、数据回传。通过数据链将侦察信息回传到后方指挥部，火炮部队再根据巡飞弹回传的目标坐标信息不断修正炮击精度，使火炮打击精度差的问题得以有效解决。 异构集美国赋予大规模异构无人集群在复杂城市环境中的协同作群DARPAOFFSET项目战能力,实施集群压制 人在回美国基于严格预设交战规则与任务集的合作式蜂群弹药,弹 路GoldenHorde项目群高度自动化,任务可更新 群体智美国赋予小规模无人系统集群在拒止环境下的自主协同作能DARPACODE项目战能力,自主性强 具备初步的领弹集群攻击能力,弹间可共享目标信息 俄罗斯 П-700反舰导弹 领弹- 从弹 弹群特征 典型装备/项目 组织模 式 弹群组织模式典型代表及其特征 小型巡飞弹引导火炮校射打击示意图 资料来源：蓝德智库，《国外小型巡飞弹发展分析及其预警系统应对策略研究》李超12等，国联证券研究所 ◥向天基延伸是数据链系统发展的重要方向。过去传统的数据链主要集中在“空、地、海（含水下）”，但“天”这个方向是数据链跨越传统作战空间，形成“空天海地”一体化化信息保障网络，具备全球远程作战能力的核心，是未来信息战的重点方向。 卫星通信在国外数据链系统中的应用情况 ◥卫星通信是提升传统数据链实时性可靠性的必经之路。为了适应未来战争的需求，数据链正逐步向高速率、大容量等方向延伸拓展，引入覆盖面广、通信质量优的卫星通信手段解决数据链受距离限制的问题已成为一种趋势。在卫星数据链系统的支持下，多种设备的连接更加紧密，在传输格式化消息的过程中更加高效和便捷，体系结构更加完善，满足新时期作战要求。 类型简要介绍 近实时的战术数据链系统，能够显著提升数据链超视英国皇家海军卫星战术数据链距通信距离。STDL有效利用了卫星通信链路和岸基、 （STDL）平台侧的有线链路，实现了整个数据链系统的距离扩 展 美国海军的卫星战术数据信息为延伸其传输距离特为指挥控制处理器增加了卫星链链路（S-TADILJ）接界面，从而提供卫星中继超视距通信能力、提高数 据链信道的利用率和使用灵活性 为解决联合战术信息分配系统进行中继或超视距通信美国空军的联合距离扩展时大量占用有限数据时隙的问题，美空军采用卫星网 （JRE）关链接联合战术信息分配系统网络的方式实现联合距 离拓展，从而设计开发出JRE系统。 卫星战术数据链的交链关系示意图 资料来源：《卫星通信在数据链系统中的应用研究及启示》肖奇飞等，《卫星战术数13据链的发展及其远程指挥控制应用》赫明等，国联证券研究所 ◥卫星数据链系统主要由链路层、传输层和应用层三大部分组成。在此基础上对卫星数据链系统加装运行维护系统和安全保护系统，能够做到最大程度上降低卫星数据链系统的运行风险，也为现代化作战提供了制定丰富战术的环境基础。 ◥信息安全和信息的保密性是未来通信环境的必要选项，卫星数据链成为大容量、高速率、高频率的数据链技术首选。由于数据链系统在信息化战争中的重要作用，在战时将是敌方重点干扰打击的目标，因此数据链系统的保密性、抗干扰性成为关键技术。外军实践表明，未来的数据链系统将更加广泛采用扩频、快速跳频、密钥保护编码和信源编码等措施，以提高抗突发干扰、抗随机干扰能力和安全保密性。引入卫星数据链的研发，其大容量、高速率和高频率的特点能够更好的结合加解密的技术，数据的稳定性得以保障。 基于卫星通信的战术数据链系统体系结构包括应用层、传输层、链路层3个部分，同时兼具安全保密、运维管理2个支撑体系 战术数据链装备基于天基互通互联改进示意图 资料来源：《卫星通信在数据链系统中的应用研究及启示》肖奇飞等，《略谈卫星通14信在数据链系统中的应用》徐耀耀等，国联证券研究所 3、军用数据链未来的核心发展趋势、市场空间测算及细分的产业链供应商梳理 ◥从单链单用走向多链体系化运用：综合运用指控链、情报链和武协链，构建完整的空基观察—判断—决策—行动(OODA)环路。 ◥从专型专用