艦船電子系統(tǒng)總述-------------------------------------

毫無疑問，自前星際時代起，艦船綜合電子系統(tǒng)/艦船信息化系統(tǒng)（簡稱船電系統(tǒng)）就成為了當(dāng)時的海上船舶乃至今天的航天器各子系統(tǒng)中最重要的那一部分。在人類尚未沖出太空的時期，也許還可以通過人力手段控制船舶的航行、進(jìn)行通訊、遂行各種任務(wù)。但自古以來，人類總是通過應(yīng)用技術(shù)來戰(zhàn)天斗地、改造環(huán)境，這一過程同樣加深了人類對技術(shù)的依賴。沒有電力不會對封建時代人們的生活造成一點影響，但對于生活在工業(yè)乃至信息社會的人們來說則是滅頂之災(zāi)。但確實不可否認(rèn)的是，隨著人類越來越擁抱技術(shù)，技術(shù)在拉高了人類的下限的同時又更多地提高了人類的上限。正如前星際時代的陸海空軍難以想象今天共同體龐大星際艦隊縱橫星海的可怖威力一樣。各類先進(jìn)技術(shù)不僅保證人類命運共同體在軍事上的強大，也保證了一個“無處不飽暖、何處不均勻”的物質(zhì)、精神都極大豐富的共產(chǎn)主義社會的穩(wěn)定，這在前星際時代屬于最美好狂想的圖景如今依托先進(jìn)的技術(shù)已然成形。

可以說，技術(shù)造就了人類社會的方方面面，人類與技術(shù)早已密不可分。以至于在共同體成立初期掀起的全球自動化浪潮中，有人大代表吐槽到：“哪還有什么‘勞動密集型產(chǎn)業(yè)’，現(xiàn)在全都是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)?！?/strong>

這一吐槽在航天領(lǐng)域更是一語成讖，在大氣層環(huán)境下也許有人能通過吼叫向其他船只傳遞信息，但在太空中，哪怕只是被真空隔離的兩個相鄰的艙段，若是不使用無線電，就不要想著能夠通過“愛和引力”進(jìn)行有效的相互交流。也正是如此，隨著前星際時代末期信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能科技等先進(jìn)技術(shù)的日趨成熟，航天器作為高度復(fù)雜的系統(tǒng)工程，若是沒有各類電子設(shè)備的輔助，航天器將會變得又聾又瞎，別說進(jìn)行專業(yè)化任務(wù)，就連最基本的巡航都無法自理。

作為了整合了全船電子系統(tǒng)的綜合超自動化管理和控制系統(tǒng)，這個包羅萬象的整合系統(tǒng)里面包括了各類導(dǎo)航、感測、作戰(zhàn)、監(jiān)聽、多用途傳感器陣列，用于遂行航天器日常管理和控制的超自動化中控系統(tǒng)，用于進(jìn)行超遠(yuǎn)程通訊的超光速通訊和數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，以及軍用艦船用于戰(zhàn)斗任務(wù)的綜合作戰(zhàn)系統(tǒng)和聯(lián)合指揮系統(tǒng)、電子戰(zhàn)和全頻段綜合射頻管制系統(tǒng)，以及統(tǒng)籌這一切的一切的整合式艦船域標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)。

考慮到星際時代航天器船電系統(tǒng)的高度復(fù)雜性和橫跨所有領(lǐng)域的廣度，本節(jié)乃至涵蓋的幾個小節(jié)將盡可能地從各個方面描繪統(tǒng)一戰(zhàn)線級的艦船綜合電子系統(tǒng)，包括艦船主系統(tǒng)、艦載主機、傳感器集群、作戰(zhàn)和指揮系統(tǒng)等多個方面。

主系統(tǒng)

“日月之行，若出其中，星漢燦爛，若出其里”，作為高度信息化、智能化的軍用星艦，統(tǒng)一戰(zhàn)線級的所有機電設(shè)備均被納入“星漢”整合式艦船域標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)（P.H.C.I.C.E Integrated Ship Domain Control System，ISDCS）的管理中，而這一操作系統(tǒng)又運行在全艦計算環(huán)境（Total Ship Computing Environment，TSCE）上。作為在理論上可以進(jìn)行“全自律作戰(zhàn)”的超信息化戰(zhàn)艦，統(tǒng)一戰(zhàn)線級沿襲了以往共同體軍用星艦均搭載的全艦計算環(huán)境（Total Ship Computing Environment，TSCE）技術(shù)。這一技術(shù)旨在構(gòu)建一個能夠供外部各種終端應(yīng)用軟件運行、操控、顯示的開放式虛擬計算環(huán)境，對所有計算資源進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度管理，為艦船其他子系統(tǒng)乃至編隊行動提供計算資源和相關(guān)軟件。TSCE為戰(zhàn)艦平臺、作戰(zhàn)系統(tǒng)和支撐保障系統(tǒng)提供單個計算環(huán)境，為各類應(yīng)用提供中間件平臺。TSCE允許統(tǒng)一戰(zhàn)線級以同一計算資源對通信、雷達(dá)、偵查、對抗、導(dǎo)航、武器等多個任務(wù)系統(tǒng)的終端應(yīng)用進(jìn)行橫向集成，以同一的管理和中間件縱向集成了從底層物理硬件及其各種操作系統(tǒng)、借口、協(xié)議等，徹底打破了以往的“煙囪”式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。通過TSCE，統(tǒng)一戰(zhàn)線級得以減少集成工作并獲得跨越多個域的通用模式優(yōu)勢。

安裝在統(tǒng)一戰(zhàn)線級上的TSCE基礎(chǔ)硬件設(shè)施包括電子模塊化封裝箱（EME）、分布式適配處理器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等幾個部分。其中，EME通過體積巨大、堅固的封裝箱將由來自民間廠商的準(zhǔn)軍標(biāo)民用產(chǎn)品---也就是所謂的商用現(xiàn)貨（COTS）硬件組成的任務(wù)系統(tǒng)電子設(shè)備與外部太空環(huán)境隔離，包括輻射、沖擊、震動、電磁干擾等環(huán)境。同時EME提供對商業(yè)準(zhǔn)軍用設(shè)備正常工作所需的物理保護(hù)、噪聲隔離、冷卻和電源制式等要求。為提高冗余，統(tǒng)一戰(zhàn)線級除了在核心區(qū)部分布置了集成式的艦載主機，還在艦體的周身布置有25個這樣的封裝箱，內(nèi)部容納了安裝有分布式操作系統(tǒng)的刀片服務(wù)器、機柜及配套設(shè)備。

從頂層設(shè)計來看，統(tǒng)一戰(zhàn)線級的TSCE分為核心+接入的雙層架構(gòu)。其中接入層采用了自由度極高的開放式體系架構(gòu)（OA），層與層、模塊與模塊之間通過標(biāo)準(zhǔn)的接口和協(xié)議進(jìn)行交互或互聯(lián)。考慮到艦船的作戰(zhàn)系統(tǒng)、機械、電氣、通信等任務(wù)系統(tǒng)的不同需求，TSCE進(jìn)行了分類標(biāo)準(zhǔn)和通用化，通過采用EME，為數(shù)據(jù)處理設(shè)備提供了安全的工作環(huán)境，通過可靈活布置的適配設(shè)備連接各個子系統(tǒng)，支持常用的工業(yè)現(xiàn)場總線借口。天樞還采用了與雙層體系系統(tǒng)架構(gòu)相配合的雙層光纖以太網(wǎng)，配合覆蓋全艦的10G基站，從而實現(xiàn)了全艦戰(zhàn)術(shù)和非戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)的一體化。

為了和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件更新保持同步，統(tǒng)一戰(zhàn)線級使用先進(jìn)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)（UNAS）取代了現(xiàn)有的集成艦載網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（ISNS）。統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)通過整合各種網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用空天核心服務(wù)（ACS）和跨域解決方案來實現(xiàn)現(xiàn)代化的星聯(lián)艦隊空天環(huán)境。作為TSCE的嵌入式接入層應(yīng)用，UNAS覆蓋從非密到最高機密/敏感分隔信息（TS/SCI）通用計算環(huán)境的所有安全域，并通過CEC網(wǎng)絡(luò)為各類星聯(lián)艦隊艦船和任務(wù)行動中心提供支持。

UNAS采用開放式框架結(jié)構(gòu)，為全域信息柵格的運行節(jié)點間提供更為有效的數(shù)據(jù)流動和可視化信息。另外，全艦通用計算環(huán)境（TSCE）的虛擬化將能徹底取代數(shù)量眾多的孤立指揮控制系統(tǒng)及其應(yīng)用，它還消除了加裝額外硬件（如服務(wù)器和工作站）的必要，在減少建設(shè)成本的同時提高了C4ISR系統(tǒng)的安全性。

相較于強調(diào)開放性的接入層，統(tǒng)一戰(zhàn)線級TSCE的核心層則更強調(diào)穩(wěn)定、安全和可靠性，這不僅體現(xiàn)在核心層擁有獨立的分布式硬件以提高冗余度和安全性，且軟件底層框架、協(xié)議等均來源于共同體的“菲希斯（P.H.C.I.C.E）”超自動化自主指令系統(tǒng)。而作為人類文明如今的最高決策機構(gòu)，P.H.C.I.C.E（Pan-Human Civilization Inhibitors Cohesion Entities，泛人類文明抑制力凝聚實體）三重模塊化冗余共同決策和超自動化自主指令系統(tǒng)，是由共同體共同發(fā)展委員會主導(dǎo)研制開發(fā)的，為了統(tǒng)計、分析、計劃、決策、管理人類文明的經(jīng)濟(jì)和社會建設(shè)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展和對外戰(zhàn)爭等一切事務(wù)而建立的集綜合信息采集、統(tǒng)計、處理和決策為一體的超自動化網(wǎng)絡(luò)和決策系統(tǒng)，是一項文明級的超大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)絡(luò)工程。作為共同體最高行政和決策輔助機構(gòu)，菲希斯系統(tǒng)早已通過接入人類所有的電子系統(tǒng)實現(xiàn)了對一切事物的統(tǒng)籌規(guī)劃，并通過全自動化的采集-生產(chǎn)體系和信息網(wǎng)絡(luò)的透明化、實時化，自動整合共同體領(lǐng)域內(nèi)的所有資源，進(jìn)而實現(xiàn)了生產(chǎn)力的完全解放，從此勞動真正意義上地成為了一種發(fā)展和完善自身的生活第一需要，而不再是謀生的唯一手段。菲希斯系統(tǒng)中央主機超強的計算力使其可以采用高度指令化的經(jīng)濟(jì)體系，將計劃指令精確到每一個人類個體，每一臺機械，并在共同體領(lǐng)域內(nèi)采取“各盡所能，按需分配”的分配原則。并且由于人和AI“共同決策”的設(shè)定，雖然降低了效率，但極大地提高了人的主觀能動性，避免人類社會變成衣來伸手飯來張口的“巨嬰社會”基于菲希斯系統(tǒng)長期的運行，人類社會已經(jīng)邁入了物質(zhì)極大豐富，思想覺悟極高的共產(chǎn)主義公有制社會，并繼續(xù)以令人瞠目結(jié)舌的速度飛速發(fā)展著。

基于菲希斯超自動化系統(tǒng)的核心底層指令集將整艘統(tǒng)一戰(zhàn)線級都納入了P.H.C.I.C.E系統(tǒng)中。這將統(tǒng)一戰(zhàn)線級置入了龐大的共同體全域聯(lián)合協(xié)同戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)而使得統(tǒng)一戰(zhàn)線級具備了“協(xié)同作戰(zhàn)能力（CEC）”。封閉式架構(gòu)配合以自主編寫的基于艦載主機的核心層安全管理程序，使得統(tǒng)一戰(zhàn)線級的核心系統(tǒng)具備了極高的安全性和冗余度。雙層結(jié)構(gòu)的配置既兼顧了安全性又保證了開放性，極大地增強了艦船的信息資源管理能力。

艦載主機：

在統(tǒng)一戰(zhàn)線級可全自動、高智能運行的背景下，是來自艦載主計算機（簡稱艦載主機）的龐大算力加持。艦船運維管理，目標(biāo)坐標(biāo)解算、超光速感測和通訊、多傳感器來源數(shù)據(jù)整合……大量的工作都需要艦載主機介入，以至于若沒有主機的幫助，統(tǒng)一戰(zhàn)線級連最基礎(chǔ)的巡航都成問題。

統(tǒng)一戰(zhàn)線級采用一臺分布式光量子超級計算機作為全船主機。所謂的量子計算機，就是用量子力學(xué)原理制造的計算機。同經(jīng)典計算機通過電路的開和關(guān)進(jìn)行計算不一樣的是，量子計算機是以量子的狀態(tài)作為計算形式。量子計算機利用量子天然具備的疊加性施展并行計算。根據(jù)量子力學(xué)，微觀粒子可以同時處于多種狀態(tài)（即所謂的“疊加態(tài)”）。也就是說0和1在微觀粒子中是可以同時存在的。這就意味著量子計算機可以同時完成多個任務(wù)，也就是真正意義上的“多線程”（經(jīng)典馮·諾依曼計算機實際上只能在一段時間內(nèi)運行一個線程，但由于在線程間切換的速度可以十分短暫，因此看上去就像能同時運行多個線程一般），因此具有超越經(jīng)典計算機的運算能力。每個量子比特，不僅可以表示0或1，還可以表示成0和1分別乘以一個系數(shù)再疊加，隨著系數(shù)的不同，這個疊加的形式可能性會有很多。

而在量子計算機的諸多技術(shù)路線中，今日在共同體各行各業(yè)得到廣泛使用的則是光量子計算機，這是一種通過光信號進(jìn)行數(shù)字運算、邏輯操作、信息存貯和處理的新型計算機。它由激光器、光學(xué)反射鏡、透鏡、濾波器等光學(xué)元件和設(shè)備構(gòu)成，靠激光束進(jìn)入反射鏡和透鏡組成的陣列進(jìn)行信息處理，以光子代替電子，光運算代替電運算。光的并行、高速，天然地決定了光子計算機的并行處理能力很強，具有超高運算速度。光子計算機還具有與人腦相似的容錯性，系統(tǒng)中某一元件損壞或出錯時，并不影響最終的計算結(jié)果。光子在光介質(zhì)中傳輸所造成的信息畸變和失真極小，光傳輸、轉(zhuǎn)換時能量消耗和散發(fā)熱量極低，對環(huán)境條件的要求比電子計算機低得多。

統(tǒng)一戰(zhàn)線級采用的OQC-1100W分布式光量子通用超級計算機是一臺目前最先進(jìn)的自感知、自適應(yīng)、自組織、可重塑編譯量子計算核心，能夠生成多達(dá)1600個壓縮光脈沖序列，量子體積達(dá)到了驚人的8192。且搭載軍用級分布式強人工智能“統(tǒng)一戰(zhàn)線”。該計算機由量子點單光子源、超低損耗光量子線路和光子數(shù)分辨探測器三大主要部分構(gòu)成。在OQC-1100W中，壓縮態(tài)量子比特由光學(xué)諧振器內(nèi)的非線性晶體產(chǎn)生，稱為“光學(xué)參量振蕩器”（OPO），并發(fā)送到三個基于環(huán)路的干涉儀。每個循環(huán)上方可以可視化輸入之間的糾纏，最終形成三維糾纏狀態(tài)。這種糾纏由可變分束器 (VBS) 和光纖延遲線控制并使用解復(fù)用器 (demux) 執(zhí)行讀出，最后由光子數(shù)解析檢測器 (PNR) 陣列進(jìn)行統(tǒng)計。

相比過去的馮·諾依曼結(jié)構(gòu)乃至其他技術(shù)路線的量子計算機，以O(shè)QC-1100W為代表的光量子計算機擁有更多優(yōu)勢。首先，光子不帶電荷，因此它們之間不存在電磁場的相互作用。在自由空間中，幾束光平行、相互交叉?zhèn)鞑ピ诒舜酥g不發(fā)生干擾，千萬條光束可以同時穿過一個光學(xué)元件而不會相互影響。其次，光子沒有質(zhì)量，它既可以在半真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播，傳播速度比電子在導(dǎo)線中的傳播速度快得多（約1000倍）。也就是說，光子攜帶信息傳遞的速度比電子快，計算機芯片之間用光子互連可以不受電磁干擾影響，互連的密度可以很高。最后，使用光量子計算器，能夠?qū)崿F(xiàn)超大規(guī)模的信息存儲容量以及能量消耗小，散發(fā)熱量低等。相比基于超導(dǎo)電路或離子阱的量子計算機，基于光量子比特的量子計算機原則上可以在室溫下運行，并且能夠輕松集成到現(xiàn)有基于光纖的電信系統(tǒng)中，并可以將自身連入共同體“菲希斯”超自動化系統(tǒng)構(gòu)建的量子互聯(lián)網(wǎng)中。此外，光量子計算機還能為高數(shù)據(jù)傳輸容量提供提供大帶寬，并與人類的量子保密通訊網(wǎng)絡(luò)完全兼容。

除主機外，OQC-1100W還在全艦各處設(shè)立了24個分布式光量子處理器插槽，最多可附加14000個模塊化光量子處理器以提升主機算力。通過借鑒商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和趨勢，使得統(tǒng)一戰(zhàn)線級的艦載主機能夠獲得持續(xù)更新與增強，獲得了升級效率和靈活性，在一定程度上降低了研發(fā)成本和生命周期成本，并使其具備快速部署能力，系統(tǒng)重構(gòu)能力和多變的任務(wù)適應(yīng)性。而且，通過使用技術(shù)上業(yè)已成熟的商用標(biāo)準(zhǔn)，更是能降低研發(fā)風(fēng)險，節(jié)省資金。

綜合作戰(zhàn)管理系統(tǒng)

有了核心層整合計算資源的支持，自然還需要有來自應(yīng)用層的支持，才能遂行各種任務(wù)。統(tǒng)一戰(zhàn)線級選擇成熟的，與TSCE能完美兼容的，具備共同體完全自主知識產(chǎn)權(quán)的整合式艦船綜合作戰(zhàn)管理系統(tǒng)“聯(lián)合神盾”。作為共同體星聯(lián)艦隊運用系統(tǒng)工程原則，在電子工業(yè)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)等諸多領(lǐng)域協(xié)同發(fā)展的超自動化指揮決策與武器系統(tǒng)控制系統(tǒng)，“聯(lián)合神盾”系統(tǒng)通過借鑒商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用成熟民用技術(shù)，并以軍用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計并封裝，其基礎(chǔ)模塊甚至大量裝備于共同體民用星艦，用于調(diào)控艦上的自動防御系統(tǒng)（Automatic Defense System，ADS）用于擊落小行星、采集原料等作業(yè)，這使得聯(lián)合神盾系統(tǒng)具備了前所未有的泛用性。

作為借鑒“宙斯盾”系統(tǒng)理念的超信息化綜合戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)?！奥?lián)合神盾”艦船綜合作戰(zhàn)管理系統(tǒng)（Integrated Combat System，ICS）主要由采用分布式結(jié)構(gòu)的5個子系統(tǒng)組成：

側(cè)重于艦隊作戰(zhàn)指揮功能的006X型聯(lián)合指揮決策系統(tǒng)（I.C.S）；

和集成艦橋系統(tǒng)（IBS）高度融合的艦船中控顯示系統(tǒng)；

兼有作戰(zhàn)指揮（本艦）和武器控制功能的武器控制系統(tǒng)；

負(fù)責(zé)全艦的主要探測功能的分布式合成孔徑多模式綜合射頻陣列(DAMIRFA)；

系統(tǒng)內(nèi)置的操作準(zhǔn)備和檢測系統(tǒng)

006X型聯(lián)合指揮決策系統(tǒng)具有高度的自動化能力，可同時接收分布式合成孔徑多模式綜合射頻陣列(DAMIRFA)、056C型主/被動能量觀測系統(tǒng)、艦載全波段全向被動傳感器監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)、艦載整合式量子火控系統(tǒng)、整合式艦船電子戰(zhàn)系統(tǒng)（ISECM）、空間導(dǎo)航、數(shù)據(jù)鏈以及其它設(shè)備送來的目標(biāo)信息和其他相關(guān)信息，并將這些信息分類、識別并進(jìn)行威脅判斷，再根據(jù)單艦或協(xié)同作戰(zhàn)航天器的情況，由顯控臺向武器控制系統(tǒng)傳遞指令信息，也可以根據(jù)指揮決策程序自動傳遞指令信息。

指揮決策系統(tǒng)的中樞是4臺量子計算機和多達(dá)30個的標(biāo)準(zhǔn)工作站，另外有數(shù)據(jù)存儲器和三維全息沙盤等輔助設(shè)備。作戰(zhàn)原則管理功能是聯(lián)合神盾系統(tǒng)的核心，該子系統(tǒng)同時也決定全艦的作戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)原則，并作出火力分配以協(xié)調(diào)、控制整個作戰(zhàn)系統(tǒng)運行。由于決策系統(tǒng)采用量子計算機完成監(jiān)視、識別和威脅判斷，使系統(tǒng)反應(yīng)時間很短，充分發(fā)揮了分布式合成孔徑多模式綜合射頻陣列(DAMIRFA)全方位探測的優(yōu)勢。該系統(tǒng)可指揮防天、對陸和太空作戰(zhàn)，還能指揮協(xié)調(diào)與友鄰艦艇的協(xié)同作戰(zhàn)。

作為聯(lián)合神盾系統(tǒng)一部分的艦船中控系統(tǒng)經(jīng)過長期的發(fā)展已經(jīng)與共同體星艦普遍配置的集成艦橋系統(tǒng)深度融合，所謂的“集成艦橋系統(tǒng)（IBS）”，就是在艦橋區(qū)域構(gòu)建的一個集導(dǎo)航、駕駛控制、航行管理于一體的高度信息化、自動化集成系統(tǒng)。當(dāng)然，自近代以來無人自律航天飛行器技術(shù)的不斷發(fā)展，這個系統(tǒng)也在隨時代發(fā)展被不斷地賦予新的內(nèi)涵和新的需求。今天的IBS，已是一個涵蓋航行、戰(zhàn)斗、防御、通訊等方方面面的綜合性系統(tǒng)。IBS在高度自動化的共同體艦船上是相當(dāng)重要的一個模塊，它讓艦長和艦員得以足不出門而控制整艘戰(zhàn)艦。

現(xiàn)代為共同體星聯(lián)艦隊設(shè)計的IBS無一不是按照“人類全權(quán)操控（Human Full Authority Control，HFAC）”的理念來設(shè)計的。通俗地來說，就是在艦上載有人類時，他也能通過整合艦橋系統(tǒng)擁有與艦載主機相同甚至更高的權(quán)限，從而實現(xiàn)對全艦全部功能的操縱。而不至于被排斥于艦船主機之外什么也做不了。

統(tǒng)一戰(zhàn)線級IBS的描述層通過艦載主機的即時演算簡化人員操作，并且通過對安裝在艦體表面和內(nèi)部各處的大量光學(xué)傳感器集群進(jìn)行后端整合和實時高精細(xì)度建模（以此模擬真實光學(xué)信號，保證在傳感器失效時，描述層也能通過其他傳感器提供的數(shù)據(jù)對損壞區(qū)域的狀況進(jìn)行精細(xì)化模擬，方便人類艦員第一時間掌控狀況），隨后將生成的CG投射在艦橋顯控臺上，通過艦內(nèi)5G基站實現(xiàn)低時延、大容量的數(shù)據(jù)傳輸，從而在屏幕上構(gòu)建出清晰度達(dá)到4K的精細(xì)畫面。檢修人員可通過屏幕，觀看到全艦的任意一個部分。由于采用了即時演算技術(shù)，檢修人員可對畫面進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，縮放等操作。

值得一提的是，出于對傳統(tǒng)的堅守，統(tǒng)一戰(zhàn)線級仍然在艦船外部設(shè)立了兩個艦橋，其中位于艦船正上方的第一艦橋負(fù)責(zé)航行，位于正下方的第二艦橋負(fù)責(zé)指揮艦載機作業(yè)，并為艦橋保留了用于觀察外部情況的觀察窗。當(dāng)然，為避免相比于裝甲鋼更加脆弱的鋼化玻璃在敵方火力打擊下破碎的風(fēng)險。設(shè)計師們還為這些觀察窗準(zhǔn)備了收放式的強化裝甲模塊。這些模塊在正常航行時呈開啟狀態(tài)，一旦戰(zhàn)斗開始，這些平時位于觀察窗上方的強化裝甲模塊會迅速沿著觀察窗外側(cè)內(nèi)置的滑軌滑下，將整個觀察窗覆蓋起來。當(dāng)然，不必?fù)?dān)心觀察窗被遮住以后看不到外界景象，強化裝甲模塊的背部內(nèi)置超清液晶顯示屏，會將光電設(shè)備接收到的影像實時顯示給艙內(nèi)成員。并布置有完善的減震措施，保證這些嬌貴的顯示屏不會在戰(zhàn)斗中因強烈沖擊而損壞。

聯(lián)合神盾系統(tǒng)的顯示子系統(tǒng)作為面向指揮官的終端，布置在相比于直接暴露在太空的艦橋更加安全，位于艦船內(nèi)部的IIC（Integrated Information Center，綜合信息中心）內(nèi)。并通過8個大屏幕顯示器、30個自動化戰(zhàn)斗狀態(tài)板、4個雙人指揮顯控臺和8個單人數(shù)據(jù)輸入控制臺向本艦和編隊指揮官綜合顯示工作和戰(zhàn)術(shù)信息，以便于各級指揮官充分利用聯(lián)合神盾系統(tǒng)做出指揮決策。整個顯示系統(tǒng)分成兩個相似的顯示組，每組有4個大屏幕顯示器、2個雙人指揮顯示臺、4個單人數(shù)據(jù)輸入臺和12個自動化戰(zhàn)斗狀態(tài)板。一組供艦上指揮官使用，另一組供艦上的編隊指揮官使用。還有6個自動化戰(zhàn)斗狀態(tài)板設(shè)在艦橋上。各個大屏幕具有單獨的控制，能夠同時獨立地選定距離標(biāo)尺、壓縮飛行路徑、飛行路徑標(biāo)記和偏置。自動化戰(zhàn)斗狀態(tài)板能列舉多種信息，包括己艦狀態(tài)、武器清單、戰(zhàn)斗力信息、環(huán)境數(shù)據(jù)、飛行路徑一覽表、使用原則要點和雷達(dá)搜索扇面等。

一套經(jīng)典的聯(lián)合神盾系統(tǒng)具有6大職能：編隊指揮、本艦指揮、戰(zhàn)術(shù)信息、防天作戰(zhàn)（近距離防御）、對陸（天體表面）作戰(zhàn)和太空作戰(zhàn)。聯(lián)合神盾系統(tǒng)指揮決策子系統(tǒng)在艦載主機內(nèi)加載有數(shù)千種以上的使用例程。每個使用例程都是一條使作戰(zhàn)系統(tǒng)對某種特定狀態(tài)做出反應(yīng)的指令。使用例程可以由編隊指揮官或防天指揮官來選定控制。當(dāng)從C4ISR系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈或綜合射頻陣列(DAMIRFA)等信息源獲得目標(biāo)信息后，系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口自動輸入到檢測和決策系統(tǒng)。然后根據(jù)作戰(zhàn)方式?jīng)Q定對目標(biāo)的射擊方式。聯(lián)合神盾系統(tǒng)有三種作戰(zhàn)方式：完全自律、AI輔助和手動控制。在絕大多數(shù)情況下，聯(lián)合神盾系統(tǒng)一般處于完全自律模式。在這一模式下，對于輸入指揮決策系統(tǒng)的目標(biāo)信息不需要人工控制，僅需艦橋戰(zhàn)術(shù)長授權(quán)“開始作戰(zhàn)”的指令，全系統(tǒng)就能自主運作。因為在現(xiàn)代高烈度超光速作戰(zhàn)的背景下，光靠人工操作難以在短時間內(nèi)完成威脅判斷、目標(biāo)識別、跟蹤、截獲、制導(dǎo)等諸多任務(wù)。因此在此模式下，只要目標(biāo)設(shè)置符合預(yù)定威脅類型，整個探測、攔截過程將全部自動地進(jìn)行，這種模式用于探測和攔截特別危險的目標(biāo)如超光速的重型反艦導(dǎo)彈等。在其它兩種作戰(zhàn)方式下，武器控制系統(tǒng)將目標(biāo)插入到交戰(zhàn)隊列，調(diào)度發(fā)射裝置和傳感器集群，并計算攔截和預(yù)先射擊的時間，計算的結(jié)果反饋給指揮決策系統(tǒng)，然后由人工干預(yù)開始射擊。其中，AI輔助和手動控制方式的區(qū)別在于人工介入的程度，而故障方式則是在系統(tǒng)出現(xiàn)1個或多個子系統(tǒng)，或者是計算機故障時，自動降低全系統(tǒng)性能，使系統(tǒng)能夠保持探測目標(biāo)、發(fā)射導(dǎo)彈等保證艦船安全的功能。

即便進(jìn)入星際殖民時代已有數(shù)百年，但敵我識別（Identification Friend or Foe，IFF）問題依然是困擾了系統(tǒng)工程師們多年的難題。

對于聯(lián)合神盾系統(tǒng)而言，其操作準(zhǔn)備和檢測系統(tǒng)框架內(nèi)內(nèi)置了一個特種光量子處理器集群作為艦船進(jìn)行敵我識別的輔助模塊，該模塊時刻與艦載主機和雷達(dá)系統(tǒng)間保持三方數(shù)據(jù)直連，在目標(biāo)識別過程中充當(dāng)“第三者”。這個輔助模塊主要包括目標(biāo)識別主模塊和戰(zhàn)術(shù)情報協(xié)調(diào)模塊（和CEC終端連接以時刻掌握友軍訊息）、雷達(dá)識別模塊、超視距目標(biāo)協(xié)調(diào)模塊三個子模塊。它們存在的唯一目的便是幫助艦船主機判斷目標(biāo)類型。

每當(dāng)雷達(dá)系統(tǒng)識別到可疑目標(biāo)時，雷達(dá)系統(tǒng)智控系統(tǒng)就會將自動敵我識別結(jié)果發(fā)送給這個特殊的“第三者”，第三者在綜合雷達(dá)系統(tǒng)信息后給出自己的判斷依據(jù)，如該目標(biāo)無IFF應(yīng)答，來自敵方方向，外形同本地區(qū)友軍參戰(zhàn)單位技術(shù)型號不符，判定為敵軍；該目標(biāo)無IFF應(yīng)答，來自我方方向，目標(biāo)做出友好動作或其外形與本地區(qū)友軍參戰(zhàn)單位技術(shù)型號相符，判斷為友軍。并將結(jié)果和判據(jù)同時顯示在顯控臺上供艦員判斷和傳輸至艦載主機。之所以給出這些判斷的目的，便是希望幫助艦載AI和人類艦員能根據(jù)這些信息做出進(jìn)一步的判斷，并可以通過兩個簡單的電脈沖改變系統(tǒng)對該目標(biāo)的敵我屬性判別，從而直接影響交戰(zhàn)過程。

聯(lián)合神盾綜合作戰(zhàn)管理系統(tǒng)經(jīng)過了數(shù)百年的持續(xù)發(fā)展，最新的版本（Baseline15）通過采用和TSCE同樣的核心+接入雙層復(fù)合架構(gòu)而將所有的偵測、指揮、管制和作戰(zhàn)系統(tǒng)在后端進(jìn)行了統(tǒng)一的橫向整合，不再各自為政。并與CEC（Cooperative Engagement Capability，協(xié)同作戰(zhàn)能力）系統(tǒng)高度融合，從而進(jìn)一步增強了統(tǒng)一戰(zhàn)線級的體系融入度，提高了和打擊群友艦間的協(xié)同作戰(zhàn)能力。同時，采用更換升級迅速、便捷的商用現(xiàn)貨（COTS）取代了為追求高可靠性而犧牲了性能的軍標(biāo)專用組件，盡管有很多人質(zhì)疑該系統(tǒng)采用民用技術(shù)可能帶來潛在的安全風(fēng)險，然而聯(lián)合神盾在服役后的數(shù)十年間從未出現(xiàn)過重大安全事故，其長期的優(yōu)秀且穩(wěn)定的表現(xiàn)就是這套系統(tǒng)安全性的最好證明。

協(xié)同作戰(zhàn)系統(tǒng)：

在新時代背景下，戰(zhàn)斗兵器日益朝著智能化、無人化、協(xié)同化方向發(fā)展，而CEC的產(chǎn)生正是來源于新時代技術(shù)發(fā)展對海軍戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)提出的新要求。

協(xié)同作戰(zhàn)能力(CEC)為共同體星聯(lián)艦隊和空天防御體系帶來了革命性的新能力，這并非通過新增雷達(dá)或武器系統(tǒng)，而是在現(xiàn)有的體系中以更快的傳輸速度，更加暢通無阻的權(quán)限認(rèn)證來分發(fā)傳感器和武器數(shù)據(jù)而達(dá)成。CEC可將來自相關(guān)的多個傳感器的高質(zhì)量跟蹤數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并通過相同的算法建立一個單一的、共用對宇防御戰(zhàn)術(shù)顯示“天域圖像”，將其以經(jīng)濾波的融合的狀態(tài)分發(fā)到其它所有參與平臺上。其結(jié)果是產(chǎn)生了一種以所有可獲取的傳感器數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的優(yōu)質(zhì)天域圖像，從而可對目標(biāo)進(jìn)行極早期的探測，并可對天域內(nèi)目標(biāo)進(jìn)行更連續(xù)的跟蹤。CEC的設(shè)計旨在加強星聯(lián)艦隊防御外部威脅的能力，特別是在邊境熱點區(qū)域。CEC的基礎(chǔ)是加強的通信系統(tǒng)，其帶寬和電子對抗指標(biāo)增強了幾個數(shù)量級，同時由GSNAS（Global Space Navigation System，全域太空導(dǎo)航系統(tǒng)）提供更強大的系統(tǒng)先進(jìn)性。

CEC的硬件系統(tǒng)由三部分組成：協(xié)同作戰(zhàn)處理器(CEP)、數(shù)據(jù)分配系統(tǒng)(DDS)和各類接口。

協(xié)同作戰(zhàn)傳輸處理裝置(CETPS)可將當(dāng)前編隊內(nèi)的所有作戰(zhàn)單位的對天戰(zhàn)(ASW)傳感器協(xié)調(diào)成一種單一的實時火控質(zhì)量混合航跡圖像，從而可極大地提高戰(zhàn)斗部隊的對天戰(zhàn)防御能力。通過采用一種實時的、高數(shù)據(jù)率的分配網(wǎng)，CETP可將來自每個協(xié)同單元(CU)的傳感器數(shù)據(jù)分配給所有其它的協(xié)同單元。這種CETPS抗干擾能力極高，可在協(xié)同單元間建立一種高精度的柵格。通過采用高容量、并行處理和高級算法，每個協(xié)同單元獨立地將所有分布式的傳感器數(shù)據(jù)融合為一種共用航跡圖像，使混合航跡圖像在所有CU上均相同。CETPS數(shù)據(jù)以來自每個CU的最佳對空戰(zhàn)傳感器能力的一個超集形式體現(xiàn)，并綜合成一個單一的到CU現(xiàn)存武器或作戰(zhàn)系統(tǒng)的輸入圖像。CETPS包括協(xié)同檢測、交戰(zhàn)決策、執(zhí)行交戰(zhàn)和數(shù)據(jù)分配。CEPTS可使戰(zhàn)斗群中的所有裝備有對天戰(zhàn)CEPTS的作戰(zhàn)系統(tǒng)單位成為一個由CETPS綜合成的單一個分布式系統(tǒng)，從而增強自防御能力。CETPS由兩個主要系統(tǒng)組和五個子系統(tǒng)功能組成。這兩個主要系統(tǒng)組是數(shù)據(jù)分配系統(tǒng)(DDS)和協(xié)同作戰(zhàn)處理器。而五個子系統(tǒng)功能是數(shù)據(jù)分配、指揮/顯示支持、傳感器協(xié)同、交戰(zhàn)決策和執(zhí)行交戰(zhàn)。

CEC通過實時、超視距、高速的分布式網(wǎng)絡(luò)來共享各平臺的傳感器協(xié)同檢測數(shù)據(jù)。各協(xié)同作戰(zhàn)平臺采用獨立的高容量并行處理算法來融合傳感器數(shù)據(jù)，形成對戰(zhàn)區(qū)情況的精確認(rèn)知和高度協(xié)調(diào)。

利用CEC系統(tǒng)，友軍各單位間更加緊密地聯(lián)系在了一起，可以擺脫過去作戰(zhàn)中的一些限制?！敖怄i”更多的新戰(zhàn)術(shù)。比如著名的“A射B導(dǎo)”戰(zhàn)術(shù)：使用聯(lián)合神盾系統(tǒng)根據(jù)CEC系統(tǒng)提供的信息，在己艦傳感器尚沒有獲得任何目標(biāo)信息的情況下靠CEC系統(tǒng)的目標(biāo)綜合航跡指示，先行發(fā)射攔截/打擊彈藥，然后再等待新的目標(biāo)諸元到來，此后再進(jìn)行修正。或者聯(lián)合神盾系統(tǒng)可以通過CEC系統(tǒng)在遠(yuǎn)距離上控制另一艘艦艇上的攔截/打擊彈藥發(fā)射，然后對其進(jìn)行中繼制導(dǎo)、末端引導(dǎo)，或者在末端引導(dǎo)時交班給發(fā)射艦的照射雷達(dá)。這種協(xié)同方式具有很強的作戰(zhàn)靈活性，使共同體一些仍在服役的老舊艦船也能夠分享聯(lián)合神盾系統(tǒng)的功能，尤其有利于在盡可能遠(yuǎn)的距離上攔截高速突防的超光速打擊彈藥這類高度危險的目標(biāo)，另外對于提高友方攔截/打擊彈藥的殺傷區(qū)遠(yuǎn)界也有相當(dāng)幫助。

由于CEC將來自所有艦船的雷達(dá)探測數(shù)據(jù)相融合，CEC圖像比任何單獨的傳感器所覆蓋的區(qū)域都要更大，從而極大地增強了態(tài)勢感知和戰(zhàn)術(shù)協(xié)調(diào)的能力。由于機載電子設(shè)備中包含有CEC設(shè)備，電子戰(zhàn)機將擴(kuò)展其覆蓋范圍，為像統(tǒng)一戰(zhàn)線級這樣的星航母艦提供更精確的跟蹤和態(tài)勢感知能力，其距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了艦載傳感器的覆蓋范圍。機載CEC還為廣泛分布的作戰(zhàn)平臺提供CEC天域圖像中繼，以極大地增加連通性和態(tài)勢感知能力。

像統(tǒng)一戰(zhàn)線級這樣的平臺通過CEC系統(tǒng)獲得了系統(tǒng)整體對抗的優(yōu)勢，主要包括擴(kuò)展戰(zhàn)場態(tài)勢感知，空間光學(xué)、電磁、引力波等傳感器信息的共享擴(kuò)大了探測范圍。通過遠(yuǎn)程探測/精確跟蹤，可更早做出發(fā)射決策，從而克服單平臺傳感器探測范圍的限制，擴(kuò)大武器的有效使用范圍，具備從其他傳感器提供的信息中進(jìn)行打擊的能力。根據(jù)不同的作戰(zhàn)任務(wù)要求，統(tǒng)一戰(zhàn)線級還可實現(xiàn)面向任務(wù)的傳感器重組，由其中部分信息感知功能系統(tǒng)臨時組成一個新的特定系統(tǒng)用以完成特定的作戰(zhàn)任務(wù)，增強對作戰(zhàn)空間的一致性理解，有效縮短系統(tǒng)反應(yīng)時間，提高攔截概率。此外，由于CEC的數(shù)據(jù)共享允許局部無線電靜默，分散的戰(zhàn)斗單位由于具有相同的態(tài)勢圖，可以從不同區(qū)域攔截突防目標(biāo)，增強復(fù)雜電磁環(huán)境下的戰(zhàn)斗能力。在敵方實施干擾時，多傳感器的組合可以維持戰(zhàn)場態(tài)勢圖。總之，CEC系統(tǒng)的問世和大量推廣將會把參戰(zhàn)各單元進(jìn)行前所未有的緊密連接，可謂是開創(chuàng)了戰(zhàn)爭的新紀(jì)元。

傳感器集群：

得益于共同體高度發(fā)達(dá)的信號整合技術(shù)，統(tǒng)一戰(zhàn)線級得以通過采用分布式寬帶多功能孔徑取代以往為數(shù)眾多的各類天線孔徑。位于統(tǒng)一戰(zhàn)線級艦體側(cè)面的一體化射頻陣列采用模塊化開放式可重構(gòu)的射頻傳感器系統(tǒng)體系架構(gòu)，并結(jié)合功能控制與資源管理調(diào)度算法軟件編程，同時實現(xiàn)雷達(dá)、電子戰(zhàn)與通信、導(dǎo)航、識別等多種射頻功能的綜合，完成資源共享。

而有了射頻功能的綜合，還需要對包括光學(xué)、電磁、引力波、快子等多種射頻來源進(jìn)行統(tǒng)一整合。這便是統(tǒng)一戰(zhàn)線級配備的分布式合成孔徑多模式綜合射頻陣列(DAMIRFA)。

顧名思義，所謂的“綜合射頻陣列”就是指“一種集成了多臺不同種類傳感器的整合式傳感器集群”。它實際上由多功能傳感器集群（Multifunctional Sensor Cluster，MSC）和遠(yuǎn)程搜索傳感器（Long-range Search Sensor Cluster，LSSC）兩個部分組成。對于統(tǒng)一戰(zhàn)線級配備的綜合射頻陣列而言，她的多功能傳感器集群(MSC)包括：578型分布式合成孔徑激光干涉引力波相控陣系統(tǒng)、902A型全周天光學(xué)傳感器陣列和505型多波段超寬帶整合光量子檢測電磁波相控陣傳感器集群，通過整合共同體現(xiàn)有的光學(xué)、電磁、引力波三大主要觀測手段，使得MSC具備了亞光速交戰(zhàn)環(huán)境下的全方位態(tài)勢感知能力。

578型分布式合成孔徑激光干涉引力波相控陣系統(tǒng)（LIGP）是通過激光干涉法感知敵方曲速飛船在進(jìn)行超光速飛行時產(chǎn)生的引力波，進(jìn)而對其進(jìn)行定位和測距的雷達(dá)系統(tǒng)。在宇宙空間中，光學(xué)和電磁信號往往會被星際物質(zhì)、各類天體、敵方誘餌阻擋乃至篡改，因此在戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)上往往存在誤判和遲滯。而引力波由于不需要任何的物質(zhì)存在于引力波源周圍，也就不會伴生電磁輻射；且引力波能夠幾乎不受阻擋的穿過行進(jìn)途中的天體。光學(xué)信號可能會被星際介質(zhì)所遮擋，但同樣以光速傳播的引力波則能夠不受阻礙的穿過；加之曲速飛船需要產(chǎn)生人造強引力場以進(jìn)行曲速飛行，其本身就可視為向外源源不斷釋放引力波的人造強引力源，因此進(jìn)行引力波探測可直接與尋找曲速飛船掛鉤；此外，利用激光干涉觀測引力波是前星際時代就已成熟的操作，不存在大的技術(shù)困難。這四個優(yōu)點使得對引力波的干涉和探測成為共同體軍用星艦掃描敵方曲速星艦的必備措施。

578型引力波相控陣系統(tǒng)擁有主動和被動兩種模式，其中，主動模式下，相控陣將配合飛船的曲速引擎在低頻波段（低于1赫茲）產(chǎn)生人造弱引力源，并借源源不斷地向外輻射的引力波主動探查周邊的一切異常引力源。當(dāng)然，這種自主輻射引力波的形式自然也很容易被對手所觀測到，因此飛船可通過間歇照射技術(shù)或呆在大質(zhì)量天體附近利用其引力波掩護(hù)自身的發(fā)射波段和頻率。在被動模式下，本艦將不會主動對外輻射超過自身質(zhì)量的引力波，而是利用艦上的高靈敏度合成孔徑激光干涉儀捕捉外來的引力波變化，并借此分析并定位敵艦的位置。激光干涉儀的高度靈敏性使其甚至可以感知到數(shù)百萬光年外大質(zhì)量天體相互運動并合產(chǎn)生的引力波脈沖。然而考慮到距離和光速壁壘的限制，這在戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)上毫無意義。但對于對接近的曲速飛船進(jìn)行早期預(yù)警和定位依然很有幫助。

902A型全周天光學(xué)傳感器陣列是通過遍布全艦的大量不同種類光學(xué)傳感器集群直接觀測目標(biāo)光學(xué)信號，利用光學(xué)遙感對其實現(xiàn)定位和測距的光學(xué)雷達(dá)（LIDAR或LiDAR）系統(tǒng)，這一成熟而可靠的雷達(dá)系統(tǒng)不僅可以通過向目標(biāo)照射一束脈沖激光來測量目標(biāo)的距離等參數(shù)。還可以通過采集多個全息廣角光傳感器和光導(dǎo)管為主的光學(xué)傳感器來捕捉外部光信號，并經(jīng)光電轉(zhuǎn)換增強后直接在封閉的飛船內(nèi)部全息顯示成像。此外，全周天光學(xué)傳感器集群除直接將影像投射至艙內(nèi)外，還擁有高級功能：得益于OQC-1100W主機帶來的強大運算力加持，統(tǒng)一戰(zhàn)線級艦內(nèi)的封閉式全息顯示器在原本“接觸層（捕捉光信號）+描述（呈遞光信號）層”架構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了“演算層（光信號處理）”，形成了“接觸+演算+描述”的三層架構(gòu)。通過采取在電子游戲和工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛使用的即時演算（Real Time Rendering，RTR）和增強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）技術(shù)，統(tǒng)一戰(zhàn)線級的“全浸式視覺投射系統(tǒng)（Full Immersion Visual Projection System，F(xiàn)IVPS）”在光電設(shè)備實時獲取外部光信號后并不將其直接呈遞給描述層，而是在經(jīng)過演算層的實時渲染和特效增強后再將其輸出給描述層，最終轉(zhuǎn)化為艦內(nèi)人類艦員看到的景象。

這一高級功能不僅使得在統(tǒng)一戰(zhàn)線級上應(yīng)用的第四代視覺投射系統(tǒng)可在艦員不佩戴任何外置顯示裝備，僅依靠全息顯示屏的情況下仍具備全息UI顯示、可視化敵我識別、標(biāo)注敵動能彈藥和高能光束，可視化敵導(dǎo)彈跟蹤警告等看似不起眼但卻能大大提高戰(zhàn)斗效率的功能。

除用于進(jìn)行視覺投射外，全周天覆蓋的多種類光學(xué)傳感器還可以用于IFF識別。在搜索模式下，處于同一體制內(nèi)的引力波相控陣、電磁波相控陣還會和全周天光學(xué)傳感器陣列聯(lián)動，對于雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的目標(biāo)，整合了EODAS/EOTS功能的全周天光學(xué)傳感器集群會在對應(yīng)方位進(jìn)行聚焦試圖捕獲。而聚焦得到的光學(xué)圖像將會迅速通過計算機視覺系統(tǒng)加載進(jìn)統(tǒng)一戰(zhàn)線級的綜合敵我識別系統(tǒng)（IIFF）中。這些光學(xué)特征信號將會連同通過其他渠道得到的電磁、熱能等特征信號一起，在匯總后呈遞給采用深度學(xué)習(xí)算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的艦載AI“統(tǒng)一戰(zhàn)線”，對圖像進(jìn)行特征分析、視效增強等處理，同時與數(shù)據(jù)庫記錄的光學(xué)特征進(jìn)行比對，進(jìn)而幫助AI進(jìn)行敵我識別。換言之，計算機視覺系統(tǒng)的應(yīng)用給予統(tǒng)一戰(zhàn)線級另外一種有效的敵我識別方法，在強電磁干擾環(huán)境下傳統(tǒng)的依靠無線電應(yīng)答的IFF系統(tǒng)很有可能會失效，但計算機視覺系統(tǒng)則不會出現(xiàn)這樣的問題。計算機視覺系統(tǒng)和傳統(tǒng)IFF的協(xié)同工作極大地提高了統(tǒng)一戰(zhàn)線級在強干擾環(huán)境下的作戰(zhàn)能力，對于一向復(fù)雜的敵我識別工作也加上了一道額外的安全鎖。

505型多波段超寬帶整合光量子檢測電磁波相控陣傳感器集群作為自前星際時代海軍艦船上就在使用的相控陣?yán)走_(dá)的升級版，配備有工作在L、S/C、X四個不同波段的三種雷達(dá)，同時引入量子雷達(dá)技術(shù)進(jìn)一步提升性能。盡管整個多波段雷達(dá)系統(tǒng)只配備了這三部雷達(dá)，然而得益于現(xiàn)代技術(shù)，三者的接收信號可先由信號/資料處理器處理，然后再輸出到雷達(dá)組件控制器進(jìn)行統(tǒng)一的管理和資料處理。經(jīng)過整合后，一部雷達(dá)即可承擔(dān)過去搜索、火控、近防、目標(biāo)捕獲、雷達(dá)助降等雷達(dá)的全部工作，而且在性能超越它們的同時其機電設(shè)備重量和體積僅是這些雷達(dá)加起來總和的幾分之一。

505型電磁波相控陣傳感器集群在設(shè)計時就盡可能地考慮通用化，最大可能實現(xiàn)多種不同雷達(dá)組件的通用。以在一定情況下可以起到互為冗余的作用。為了通用，工作在不同波段的雷達(dá)采用了許多統(tǒng)一的設(shè)計，比如T/R組件采用全新的氮化鎵材料，在價格和尺寸都進(jìn)一步降低的同時抗擊穿能力也有質(zhì)的提升。再加上天線基板采用室溫超導(dǎo)體材料制成，使得電流在傳輸中不會發(fā)生損耗，同時也不會散發(fā)熱量，從而大大縮小了雷達(dá)設(shè)備所需冷卻系統(tǒng)的體積，從而使得整部雷達(dá)的體積和重量都大大縮小。

505型還統(tǒng)一采用了數(shù)字波束形成（DBF）技術(shù)，通過數(shù)字化技術(shù)形成雷達(dá)波束，使雷達(dá)具有波束指向性更高，探測能力和抗干擾能力更強等特點。

得益于現(xiàn)代加工技術(shù)，505型電磁波相控陣的每個天線陣面都有86540個T/R組件，尺寸在比上一代的503型小30%的基礎(chǔ)上數(shù)據(jù)性能高出28倍。加上采用室溫超導(dǎo)體的決定讓它的輸出功率進(jìn)一步提升。且單個陣面的最大增益可高達(dá)80dB。

除此之外，505型電磁波相控陣也沿用了成功的RMA（Radar Module Assembly，雷達(dá)模塊組件）設(shè)計。也就是所謂的“可重構(gòu)概念”，即陣面大小可以根據(jù)任務(wù)需求和平臺可以選擇合適尺寸進(jìn)行安裝。多個T/R組件組成一個雷達(dá)模塊組件（RMA），通過增加RMA，可以實現(xiàn)不同尺寸、功率的雷達(dá)版本，安裝在不同的星艦上。

除經(jīng)典態(tài)電磁波外，505型電磁波相控陣還可發(fā)射糾纏的量子態(tài)電磁波以進(jìn)行光子檢測，這項將光子檢測和經(jīng)典電磁波雷達(dá)結(jié)合的偵測技術(shù)依賴于任何一個測量光子的行為總會摧毀它自身的量子特性，由此就可通過破壞原來光子的量子特征來重新模擬出虛假的光子屬性，以達(dá)到欺騙目的。這項新發(fā)明在技術(shù)工程上也有相似的運用，比如可以用類似的方式進(jìn)行量子密鑰加密，通過改變密鑰的量子屬性來達(dá)到目的。量子雷達(dá)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對隱身單位的有效探測，并有力地支援本艦?zāi)酥僚炾牭姆捞熳鲬?zhàn)任務(wù)。

505型電磁波相控陣發(fā)射糾纏的量子態(tài)電磁波，并利用泵浦光子穿過（BBO）晶體，通過參量下轉(zhuǎn)換產(chǎn)生大量糾纏光子對，各糾纏光子對之間的偏振態(tài)彼此正交，將糾纏的光子對分為探測光子和成像光子，成像光子保留在量子存儲器中，探測光子由發(fā)射機發(fā)射經(jīng)目標(biāo)反射后，被量子雷達(dá)接收，根據(jù)探測光子和成像光子的糾纏關(guān)聯(lián)可提高雷達(dá)的探測性能。

傳統(tǒng)的經(jīng)典雷達(dá)存在一些缺點，一是發(fā)射功率大，電磁泄漏大；二是反隱身能力相對較差；三是成像能力相對較弱；四是信號處理復(fù)雜，實時性弱。而針對經(jīng)典雷達(dá)存在的技術(shù)難點，量子信息技術(shù)均存在一定的技術(shù)優(yōu)勢，可以通過與經(jīng)典雷達(dá)相結(jié)合，提升雷達(dá)的探測性能。

首先，量子信息技術(shù)中的信息載體為單個量子，信號的產(chǎn)生、調(diào)制和接收、檢測的對象均為單個量子，因此整個接收系統(tǒng)具有極高的靈敏度，即量子接收系統(tǒng)的噪聲基底極低，相比經(jīng)典雷達(dá)的接收機，噪聲基底能夠降低若干個數(shù)量級。再忽略工作頻段、雜波和動態(tài)范圍等實現(xiàn)因素，則雷達(dá)作用距離可以大幅提升數(shù)倍甚至數(shù)十倍。從而大大提升雷達(dá)對于微弱目標(biāo)，甚至隱身目標(biāo)的探測能力。

其次，量子信息技術(shù)中的調(diào)制對象為量子態(tài)，相比較經(jīng)典雷達(dá)的信息調(diào)制對象，量子態(tài)可以表征量子“漲落變化”等微觀信息，具有比經(jīng)典時、頻、極化等更加高階的信息，即調(diào)制信息維度更高。從信息論角度出發(fā)，通過對高維信息的操作，可以獲取更多的性能。對于目標(biāo)探測而言，通過高階信息調(diào)制，可以在不影響積累得益的前提下，進(jìn)一步壓低噪聲基底，從而提升噪聲中微弱目標(biāo)檢測的能力；從信號分析角度出發(fā)，通過對信號進(jìn)行量子高階微觀調(diào)制，使得傳統(tǒng)信號分析方法難以準(zhǔn)確提取征收信號中調(diào)制的信息，從而提升在電子對抗環(huán)境下的抗偵聽能力。綜合而言，通過量子信息技術(shù)的引入，通過量子化接收，原理上可以有效降低接收信號中的噪聲基底功率；通過量子態(tài)調(diào)制，原理上可以增加信息處理的維度，一方面可以提升信噪比得益，另一方面可以降低發(fā)射信號被準(zhǔn)確分析和復(fù)制的可能性。

505型電磁波相控陣采用了四面天線陣的構(gòu)型。由于眾所周知的原因，相控陣?yán)走_(dá)的電掃描波束在偏離軸心一定角度后就會明顯變寬，造成天線增益、雷達(dá)偵測距離和解析度的顯著降低，因此絕大多數(shù)單面相控陣天線波束掃描方位角極限為120度正負(fù)60度。雖然理論上來說三面天線就能實現(xiàn)360度的全覆蓋，但為了確保目標(biāo)通過兩面天線波束交界時仍然能保證持續(xù)有效跟蹤，一般相控陣?yán)走_(dá)將掃描方位角限制在90度，并采用四面天線實現(xiàn)360度全覆蓋。因此，統(tǒng)一戰(zhàn)線級自然也采用四面天線陣的傳統(tǒng)布置。

在信號處理方面，505型電磁波相控陣也采用商用現(xiàn)貨進(jìn)行控制與信號處理。高性能的商用現(xiàn)貨（COTS）服務(wù)器利用雷達(dá)和數(shù)字信號處理技術(shù)進(jìn)行信號分析，包括通道均衡、雜波濾波、多普勒處理等內(nèi)容，并可執(zhí)行多種電子保護(hù)算法。由于三臺雷達(dá)在后端進(jìn)行了信號整合，共用同一臺主機，因此三部雷達(dá)能夠同步工作，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，從而使任務(wù)分配、功率輸出、頻率/頻帶等雷達(dá)系統(tǒng)整體指標(biāo)達(dá)到最佳狀態(tài)。

三種不同體系的傳感器集群整合在一起的多功能傳感器集群（Multifunctional Sensor Cluster，MSC）包攬了統(tǒng)一戰(zhàn)線級在亞光速下的一切任務(wù)需求。中短程攔截/防御、搜索監(jiān)視、精確追蹤、智能彈藥上/下行數(shù)據(jù)鏈傳輸、終端射控照明等工作全都由它來負(fù)責(zé)。

而分布式合成孔徑多模式綜合射頻陣列(DAMIRFA)的遠(yuǎn)程搜索傳感器（LSSC），即“819E型分布式多模態(tài)呂-洛超光速粒子場脈沖主動掃描系統(tǒng)”同樣也是由多種類傳感器集群整合而成。這一“超光速粒子場脈沖主動掃描系統(tǒng)”可以以脈沖形式對目標(biāo)發(fā)射以超光速傳播的呂-洛虛質(zhì)量粒子束并接收同樣以超光速反射的虛粒子場，由此獲得遙遠(yuǎn)目標(biāo)至粒子束發(fā)射點的距離、距離變化率（徑向速度）、角度等信息。

自可以進(jìn)行超光速飛行的曲速引擎問世后，人類迅速察覺到了超光速環(huán)境的巨大科研價值。因此，在第一次超光速飛行后的僅兩個月后（3112年6月），第一艘搭載著超光速引擎的科研船“求索”號就已投入使用，雖然這第一艘超光速科考船是在已有的亞光速科考船基礎(chǔ)上簡單粗暴地加裝曲速引擎而成的，但這并不妨礙它在多次超光速飛行中為人類取得超光速環(huán)境下寶貴的研究數(shù)據(jù)。在求索號的第三次飛行中，通過在飛船周邊高曲率空間中進(jìn)行實驗，人類首次觀測到了疑似超光速粒子存在的證據(jù)，在多次飛行后，人類終于通過調(diào)節(jié)曲速泡大小成功地在短時間內(nèi)捕捉到了超光速粒子存在的證據(jù)，這標(biāo)志著自相對論發(fā)現(xiàn)以來，人類以往只能通過假設(shè)u（粒子速度）>c（光速），在數(shù)學(xué)上進(jìn)行解析延拓證明得到的假想超光速粒子終于被確認(rèn)在現(xiàn)實中存在。

事實上，一件很反常識的事情是，相對論并不禁止超光速的存在，而只是禁止“超越”光速。前者指的是速度大于光速的狀態(tài)，后者指的是有質(zhì)量物體從亞光速加速至超光速的過程。也就是說，有質(zhì)量的亞光速粒子永遠(yuǎn)保持在亞光速，而超光速粒子永遠(yuǎn)保持在超光速。而由于所有的正質(zhì)量物質(zhì)都是亞光速的，所以通常才說光速是自然界速度的上限。

然而，如果將具有虛質(zhì)量的快子---超光速粒子也包括進(jìn)來，則更普適的說法是：“光速”是一種速度的“壁壘”。

在正式討論超光速粒子前，首先需要討論的是“為什么它們能超光速”，隨著超光速時代的來臨，物理學(xué)界廣泛承認(rèn)了“物質(zhì)世界存在一種更廣泛的對稱性”理念，這一理念闡述的對象即為“復(fù)對稱性”，即同時存在實量(如實質(zhì)量、實能量等)物質(zhì)，又存在虛量(如虛質(zhì)量、虛能量等)物質(zhì)的對稱性。因此在超光速時代，如果從物質(zhì)的根本屬性質(zhì)量出發(fā)，則可以定義用實數(shù)表示質(zhì)量的物體叫做實質(zhì)量體，簡稱實體；用虛數(shù)表示質(zhì)量的物體叫做虛質(zhì)量體，簡稱虛體；用復(fù)數(shù)表示質(zhì)量的物體叫做復(fù)質(zhì)量體，簡稱復(fù)體。正如虛數(shù)、實數(shù)都包含在復(fù)數(shù)集中一樣，虛體、實體都是復(fù)體中的一部分。所以顧名思義，虛質(zhì)量就是復(fù)質(zhì)量中的虛部，即用虛數(shù)表示的質(zhì)量。

粒子的虛質(zhì)量屬性是粒子得以超光速飛行的關(guān)鍵。而引入了虛質(zhì)量屬性的粒子與通常的實質(zhì)量粒子相比在其他屬性上發(fā)生了巨大的變化。根據(jù)相對論的質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式，普通物質(zhì)的速度增加，質(zhì)量也相應(yīng)增加。但是隨著質(zhì)量的不斷提高，速度的增加越來越困難，想提高哪怕一點點速度，都需要注入極大量能量。于是想要將接近光速質(zhì)量無窮大的物質(zhì)加速到光速，需要無窮大的能量。因此，無論注入多少能量，普通物質(zhì)的速度都只能接近光速，而永遠(yuǎn)不可超越光速。

然而在虛質(zhì)量粒子面前，情況就完全不一樣了。

正如實質(zhì)量粒子速度的增大以光速為上限一樣，虛質(zhì)量粒子速度的減小也是以光速為下限的。即想要使虛質(zhì)量粒子減速到光速，需要注入無窮多的能量。于是，虛質(zhì)量粒子的速度只能向下接近光速，而永遠(yuǎn)不可向下越過光速變成亞光速。

基于以上討論，我們得出一個簡單的結(jié)論：

實質(zhì)量物質(zhì)：質(zhì)量為實數(shù)（質(zhì)量平方為正數(shù)），速度比光速低，且永遠(yuǎn)不可向上超光速；

虛質(zhì)量物質(zhì)：質(zhì)量為虛數(shù)（質(zhì)量平方為負(fù)數(shù)），速度比光速快，且永遠(yuǎn)不可向下亞光速。

在這一推論的支持下，人類在超光速探測領(lǐng)域迅速取得了可以與曲速引擎相提并論的重大成就：在超光速環(huán)境下發(fā)現(xiàn)了一大批具有虛質(zhì)量的粒子。極大地擴(kuò)充并發(fā)展了新生的超光速物理學(xué)。這其中就有作為今日共同體超光速探測方式主力的呂-洛粒子。

呂天澤-洛辰宇超光速粒子，簡稱呂-洛粒子。是一種質(zhì)量為i，自旋為二分之一的虛質(zhì)量粒子。是人類發(fā)現(xiàn)的第四種超光速粒子，它首先于3125年被粒子物理學(xué)家洛辰宇發(fā)現(xiàn)，后于3140年，核物理和量子物理學(xué)家呂天澤對其做了更深入的研究，鑒于兩位科學(xué)家在發(fā)現(xiàn)和尋找這種新粒子的特性的過程中做出的卓越貢獻(xiàn)，這種新的超光速粒子也被命名為呂-洛粒子。它在超光速場論中被認(rèn)為是超光速快子輻射的媒介子，呂-洛粒子通常以無窮大的速度運動，并具有能量、動量、質(zhì)量。

超光速粒子（快子）的正式發(fā)現(xiàn)證實了1967年由哥倫比亞大學(xué)范伯格教授提出的假設(shè)，即“在宇宙空間中存在另一個由速度超過光速的粒子（稱之為“快子”）組成的宇宙，且光速是兩個宇宙的分水嶺。”而作為虛質(zhì)量粒子，快子中的一員，呂-洛粒子以無窮大的速度分布在這個“快子宇宙”中的各處（其他超光速粒子也一樣）。這雖然使得人類可以在超光速環(huán)境下的任意一處觀測到它們，但卻給進(jìn)行超光速通訊和探測帶來了困難。畢竟任何通訊乃至探測在傳遞信息之前首先都得具備高度的指向性，而以無窮大速度運行的呂-洛粒子則不存在這種指向性。誰也不希望兩個人互相的竊竊私語變成面向全宇宙的瞬時公放。這就使得人類最終不得不采用“降低速度”的辦法：給呂-洛粒子賦予更多的能量，從而讓其速度變得有限大，從而能讓其以具有高指向性的波束形式超光速傳播。

理論存在，實踐開始。想要對某樣?xùn)|西下手，首先得得到這樣?xùn)|西。經(jīng)歷了一番波折，人類在超光速科考船“永恒之光”號上配備了一個帶實驗性質(zhì)的虛粒子捕獲篩，在飛船處于超光速航行狀態(tài)時，這個捕獲篩通過向曲速泡內(nèi)不斷輻射電磁波（帶能量的光子）以將能量賦予無處不在的呂-洛粒子，讓它們以粒子云的形式分布在飛船四周，然后通過對曲速場的微調(diào)將部分呂-洛粒子送入飛船。起初人們希望用這種方式來儲存超光速粒子，然而在脫離超光速環(huán)境后（曲速引擎只是將飛船周圍的空間加速到超光速，飛船及飛船占據(jù)的空間依然是亞光速）這些粒子在一瞬間就湮滅掉了，將原本賦予它們的能量全部釋放了出去，隨即在飛船內(nèi)部引發(fā)了劇烈的能量振蕩，進(jìn)而導(dǎo)致“永恒之光”號毀于船體內(nèi)的能量爆發(fā)。

這場嚴(yán)重的事故造成了數(shù)十名科學(xué)家的死亡，損失慘重，并同時促使共同體轉(zhuǎn)變了研究策略：從此以后對超光速粒子的研究都必須在超光速環(huán)境下進(jìn)行。這一決定保護(hù)了更多的科研工作者的生命安全。在事故的教訓(xùn)面前，第二艘、第三艘科考船依舊按照預(yù)定計劃啟程，并做好了超光速環(huán)境下的防護(hù)工作。

隨著研究的進(jìn)一步深入，應(yīng)斗志高漲的科研工作者們的需求，工程師們研發(fā)了一種被稱為“力場觸角”的精密抓取機構(gòu)，它由數(shù)個手指大小的引力場發(fā)生器為主體，從結(jié)構(gòu)上看有點像人的手掌，這一“觸角”通過產(chǎn)生微型引力場來抓取并移動“掌心”里的物質(zhì)，它可以實現(xiàn)對微觀粒子的精細(xì)化操縱。這種狀似圓盤的抓取機構(gòu)很快就在對超光速粒子的實驗中派上了用場，科學(xué)家們通過力場觸角實現(xiàn)了對一小團(tuán)高能呂-洛粒子團(tuán)的有效捕捉。

這一階段性成就極大地鼓舞了科學(xué)家們，他們隨后通過對這些降速粒子的重新排列，編輯出了人類第一條可以被接收并解讀的超光速信息：“101010”。

在第一條有意義的超光速信息被制造出來以后，人類在超光速通訊和探測領(lǐng)域隨即一日千里，具備實用性功能的超光速掃描儀被首先制造出來，它通過改進(jìn)后的虛粒子捕獲篩抓取大量的高能呂-洛粒子，這些速度有限的粒子隨即就會產(chǎn)生向四面八方擴(kuò)散的虛粒子場，通過利用這一虛粒子場對目標(biāo)進(jìn)行照射并接收其回波，由此獲得目標(biāo)至虛粒子場發(fā)射點的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。進(jìn)而使得搭載這一設(shè)備的艦船獲得了在超光速環(huán)境下對目標(biāo)的探測能力。

依照捕獲篩釋放的能量多少，可將虛粒子場的擴(kuò)散速度和強度分為多個不同等級，呂-洛粒子自身攜帶的能量越高，擴(kuò)散速度越慢，但由于能級高，產(chǎn)生的反射回波也較強，適用于精確搜索目標(biāo)位置，而攜帶的能量越低，速度越快，但反射回波就相對較弱，適用于廣域搜索目標(biāo)。而這便是“分布式多模態(tài)呂-洛超光速粒子場脈沖主動掃描系統(tǒng)”中“多模態(tài)”的含義。

統(tǒng)一戰(zhàn)線級搭載的819E型分布式多模態(tài)呂-洛超光速粒子場脈沖主動掃描系統(tǒng)結(jié)合了最新的軍用超光速掃描和商用信息技術(shù)。采用了新型高能量密度材料制作的發(fā)射換能器，探測距離可達(dá)20~25光年。819E采用寬帶波形和相應(yīng)的處理算法以抑制混響和有源返回信道衰落的影響，從而將對安靜型超光速飛行物的偵測和識別效率改善50%以上。而819E的功能還不僅于此，通過將多個模式下的超光速探測集成于一體，819E能夠執(zhí)行精確和廣域兩種不同的FTL觀測設(shè)定，能夠應(yīng)對多種目標(biāo)，并且能在反艦?zāi)Ｊ剑ˋSW）模式和集成攔截（IIW）模式間無縫切換。819E采用獨特的信息管理技術(shù)，能夠自動對目標(biāo)進(jìn)行分類識別，向艦載主機提供各種目標(biāo)的優(yōu)先級，大幅提高了其智能化水平。