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軍工行業(yè)信息化深度研究報告:武器裝備的中樞神經(jīng)系統(tǒng)
2023-01-06
文章詳情

(報告出品方/作者:華安證券,鄭小霞,鄧承佯)

1、信息化:戰(zhàn)爭形態(tài)演變的有力催化引領

信息指音訊、消息、通訊系統(tǒng)傳輸和處理的對象,泛指人類社會傳播的一切內(nèi) 容,是有價值的一種客觀存在。信息是除物質(zhì)、能量之外存在于客觀世界的第三要 素。信息反映的是事物或者事件確定的狀態(tài),具有客觀性、普遍性等特點,由于獲 取信息滿足了人們消除不確定性的需求,因此信息具有價值,而價值的大小取決于 信息的質(zhì)量,這就要求信息具有一定的質(zhì)量屬性。信息技術是研究信息的產(chǎn)生、獲取、變換、傳輸、存儲和利用的工程技術。 《信息技術詞典》中將之定義為:信息技術主要指利用計算機、網(wǎng)絡、和現(xiàn)代通 信手段獲取信息、傳遞信息、存儲信息、處理信息、顯示信息和分配信息的相關技 術。信息技術是新興的技術群,主要包含基礎信息技術、主體信息技術及應用信息技術等三個層面。

1.1、信息化:信源、信宿和信道是信息技術三要素

信息技術發(fā)展經(jīng)過了五次革命,分別是語言的形成、文字的產(chǎn)生與應用、造紙 與印刷術的發(fā)明與應用、電話電報的發(fā)明與應用、計算機與現(xiàn)代通信技術的應用與 發(fā)展。《論信息技術革命的結構及本質(zhì)》對五次信息技術發(fā)展革命進行過梳理,語 言的產(chǎn)生標志著人類的信息技術從無到有的革命性變革;文字的發(fā)明讓人類文明得 以穩(wěn)定延續(xù)和傳承;造紙術和印刷術的發(fā)明是人們利用器具拓寬信息傳播和存儲的 能力的最有力表現(xiàn),并且這兩種技術的結合讓社會大量生產(chǎn)出書籍,讓一部分信息 變成文化而固定流傳;受益于電力技術,利用電子信息技術而產(chǎn)生的電報、電視、 讓信息的不受時空限制而實現(xiàn)傳播形式的多樣化和即時化;計算機將信息數(shù)字化 處理,從而可以被機器設備識別和計算,并通過互聯(lián)網(wǎng)高速傳播,是電子信息技術 在現(xiàn)代取得最輝煌的技術成就。

《論信息技術革命的結構及本質(zhì)》一文還指出,每次信息技術革命都始終包含 著四種不同的要素——物質(zhì)世界、人、人類社會和具體的信息技術種類。物質(zhì)世界 為每一次信息技術革命提供了直接的材料,表現(xiàn)為以下兩個方面:一方面信息技術 是以信息作為原料的技術手段,人們在認識和改造自然界的過程中,自然界所產(chǎn)生 的信息直接成為信息技術的一部分信源;另一方面自然界為信息技術提供了信息技 術本身所需要的物質(zhì)載體,這些物質(zhì)載體使得信息可以通過它們得以顯現(xiàn)。物質(zhì)世 界是人和人類社會所賴以生存的基礎,人對物質(zhì)世界的認識和改造活動離不開對物 質(zhì)世界客觀規(guī)律的反映。信息作為人能動反映的物質(zhì)世界規(guī)律的結果,需要通過具 體信息技術呈現(xiàn)出來。

1.2、國防信息化:信息化在武器裝備中的實際應用

在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革推動下, 人工智能、量子信息、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等前沿科技加速應用于軍事領域, 國際軍事競爭格局正在發(fā)生歷史性變化。對信息技術的日益依賴以及信息本身日益 增長的價值,使得信息成為有價值的作戰(zhàn)武器和雙方爭奪的重點,也使得信息在戰(zhàn) 爭中的作用和行為方式發(fā)生了重大的改變。當前,創(chuàng)新發(fā)展信息化武器裝備不僅已 成為世界各軍事強國推進新軍事變革的基本內(nèi)容,而且成為各國建設信息化軍隊的 重要物質(zhì)和技術基礎。

信息化戰(zhàn)爭的目的就是通過對信息資源的有效運用,實現(xiàn)全維主宰,達到最終 的軍事目標。信息優(yōu)勢主要體現(xiàn)在主導機動能力、精 確交戰(zhàn)能力、集中后勤能力以及防護能力。信息優(yōu)勢必然會創(chuàng)造有利條件以有利于 軍事力量的運用,信息優(yōu)勢是軍事行動的前提條件。以信息技術為核心的軍事高新技術日新月異,武器裝備遠程精確化、智能化、 隱身化、無人化趨勢更加明顯,戰(zhàn)爭形態(tài)加速向信息化戰(zhàn)爭演變,智能化戰(zhàn)爭初現(xiàn)端倪。傳統(tǒng)的戰(zhàn)爭形態(tài)按照其戰(zhàn)斗力生成模式中主戰(zhàn)武器裝備特征等關鍵要素,可劃 分為冷兵器戰(zhàn)爭、熱兵器戰(zhàn)爭、機械化戰(zhàn)爭和信息化戰(zhàn)爭等四個階段。

信息技術在戰(zhàn)爭中的快速應用帶來武器裝備現(xiàn)代化的同時,也推動戰(zhàn)斗力生成 模式將從以單平臺武器打擊為基本形態(tài)的加和模式發(fā)展為以導彈武器打擊鏈為基本 形態(tài)的倍增模式和以電磁武器打擊鏈、信息武器打擊鏈為基本形態(tài)的指增模式。對 比單平臺機械化戰(zhàn)爭和信息系統(tǒng)支持下機械化戰(zhàn)爭可以看出,由于信息系統(tǒng)支持下 的導彈武器形成了傳感器到射手的閉環(huán)打擊鏈,使得殺傷時間由小時級縮短到了分 鐘級,從而使作戰(zhàn)綜合效能得到了百倍的提升。相對于導彈武器打擊鏈,電磁武器 打擊鏈由于整個打擊過程都在電磁場內(nèi)以光速完成,閉環(huán)鏈中省去了跟蹤、評估等 環(huán)節(jié),最大速度和殺傷時效得到了極大提高。

同時,完成一次攻擊的成本以消耗電 能為主,因此設其約為 1 美元的量級,這樣電磁武器打擊鏈的綜合效能提升到約為 單平臺武器打擊的1014-1015倍。另一方面,根據(jù)法國數(shù)學家雷內(nèi)托姆的突變論 思想,高度優(yōu)化的設計具有結構敏感性,當出現(xiàn)不可避免的缺陷時,會出現(xiàn)突然而 全面的塌陷。因此,網(wǎng)絡信息體系難以避開一毀俱焚的脆弱關鍵節(jié)點,使得信 息武器打擊鏈在殺傷規(guī)模方面具備體系級的殺傷效果,其綜合作戰(zhàn)效能達到單平臺 機械化戰(zhàn)爭的1015-1016倍??梢?,對于同階戰(zhàn)爭,作戰(zhàn)效能具有量變累積效應,戰(zhàn) 斗力基本單元的增加會以加和或倍增的形式不同程度地增加戰(zhàn)爭優(yōu)勢。而對于不同 階段的戰(zhàn)爭,其作戰(zhàn)效能具有質(zhì)變效應,這種質(zhì)變是無法通過基本戰(zhàn)斗力單元的數(shù) 量增加來彌補的。

2、技術角度:構建軍事信息化體系的基石

軍事信息系統(tǒng)在特殊時期用于作戰(zhàn)指揮、武 器控制、綜合保障,平時還可以用于軍事訓練、部隊管理、作戰(zhàn)模擬、戰(zhàn)備值班和 反恐、維穩(wěn)、搶險救災等突發(fā)事件的處置,其功能和作用具體體現(xiàn)在對上述任務的 信息獲取、處理、傳遞、利用及信息對抗等信息服務方面。

2.1、信息獲取技術:信息作戰(zhàn)的眼睛

信息獲取技術是指能夠?qū)Ω鞣N信息進行測量、存儲、感知和采集的技術,特別 是直接獲取重要信息的技術。信息獲取在信息作 戰(zhàn)中的應用主要表現(xiàn)在偵察監(jiān)視、定位引導及火控制導三方面。按照獲取過程所利 用的媒介可分為光電信息獲取技術、雷達信息獲取技術、聲波信息獲取技術等。隨 著信息獲取技術的發(fā)展,信息獲取在深度、廣度、速度、隱蔽性等方面均實現(xiàn)了質(zhì) 的飛躍,信息獲取技術已成為信息作戰(zhàn)的主體技術之一。

2.1.1、電磁波與信號:信息在信息系統(tǒng)中的載體

電子信息的產(chǎn)生、傳播、探測、處理、對抗等行為,從根本上都是對電磁波和 信號進行操作。電磁波可分為兩類:無線電波和光波。無線電波波長在 0.75mm-100km 之間,按波長可劃分為超長波、長波、短 波、超短波(米級)和微波(分米級、厘米級、毫米級)幾個波段。按頻 率則可劃分為與波段對應的甚低頻(VLF)、低頻(LF)、中頻(MF)、高頻 (HF)、甚高頻(VHF)、特高頻(UHF)、超高頻(SHF)和極高頻(EHF) 等頻段。

電磁波的輻射與接收方面,在無線電波頻段,輻射和接收電磁波的裝置是天線, 天線是整個無線信息系統(tǒng)的重要組件。其原理可 簡單概述:發(fā)射信號在傳輸線中以導行電磁波的形式傳輸給發(fā)射天線,發(fā)射天線把 導行電磁波轉化為向空間傳播的電磁波,在距離發(fā)射天線足夠遠的地方,電磁波近 似為局部的平面電磁波,該局部平面電磁波照射到接收天線上,電磁波被接收下來 并轉化為導行電磁波,最后經(jīng)傳輸?shù)竭_接收機。

電磁波的傳輸方面,電波既能在真空中傳播,也能在介質(zhì)中傳播。電波在從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時,會產(chǎn)生反射、折射、 繞射和散射現(xiàn)象,同時速度也要發(fā)生變化,不同介質(zhì)對一定頻率的電波還具有吸收 作用。因此,電波在傳播過程中,能量的擴散和介質(zhì)的吸收都會導致電波逐漸減弱。電磁波傳播環(huán)境:無線電波從發(fā)射到接收必定經(jīng)歷一定空間,按照垂直高 度近地空間可分為對流層、平流層、電離層和磁層。電磁波傳播方式:明確傳播環(huán)境后,根據(jù)介質(zhì)及不同介質(zhì)界面對電磁波傳 播產(chǎn)生的主要影響,可分為地波傳播、天波傳播、視距傳播、散射傳播。

2.1.2、光電信息獲取技術:光電裝備的核心技術

光電信息獲取技術是以光波為介質(zhì),通過對目標反射或者輻射的可見光、紅外 線或者紫外線能量的感測,將其轉換成電信號,從而獲取目標信息的技術。光電信息獲取技術以高于微波頻率的光波為信號與 能量載體,具有極高的時間、空間和頻率分辨力,特強的抗電磁干擾能力,獨有的 夜視功能及良好的環(huán)境適應性,在各領域均發(fā)揮重要的作用。目前,光電信息獲取 技術包括可見光信息獲取技術、紅外信息獲取技術、紫外信息獲取技術、激光信息 獲取技術、多光譜信息獲取技術、微光夜視技術等。

2.1.3、聲波信息獲取技術:聲吶裝置應用最廣泛

聲波信息獲取技術是以聲學原理為基礎,根據(jù)被探測目標在聲波傳播介質(zhì)中發(fā) 出的聲頻振動。按聲波傳輸介質(zhì)的不同,聲學 信息獲取技術分為聲探測技術和水聲探測技術兩大類。聲探測技術是利用聲音在大 氣中傳播的物理特性而獲取目標信息的技術,水聲探測技術則利用聲音在水中傳播 的物理特性來獲取信息的技術。 按照探測方式的不同,聲學探測可分為主動和被動兩種方式,其中被動式聲學 探測技術由于較高的隱蔽性受到了極大的重視。按照安放方式可分為岸基聲吶、船 殼聲吶、拖曳線列陣聲吶、聲吶浮標及吊放聲吶。

主動聲吶又稱有源聲吶,通過水聲換能器及其組成的陣列,將探測電信號 轉換為一定頻率的聲波,形成水下聲信號,一旦該信號遇到目標,則形成 反射回波,聲吶則將其接收并轉換成電信號,經(jīng)過處理就可發(fā)現(xiàn)水下目標 的存在并進行定位。主動聲吶大多采用脈沖波體制,其主要優(yōu)點在于可以 探測靜止無聲的目標,同時可以測定目標的方位和距離。被動聲吶又稱無源聲吶或者噪聲聲吶,其本身不發(fā)射聲波,依靠接收目標 輻射的聲波作為目標檢測和對之估值的基礎。目標輻射的聲波一般是目標 自身發(fā)出的噪聲,包括螺旋槳轉動噪聲、流體動力噪聲、發(fā)動機機械震動 引起的輻射噪聲或者目標聲吶的輻射聲波。被動聲吶通過換能器基陣接收 后利用空域、時域、頻域信號處理,提取并檢測有用信號分析估算信源的 性質(zhì)和類型,其主要優(yōu)點在于隱蔽性好。

2.1.4、無線電信息獲?。豪走_是重要的裝備之一

雷達原意為無線電探測與測距,即利用無線電來發(fā)現(xiàn)目標,并測量目標在空間 的位置。雷達的基本工作過程是通過發(fā)射電磁波,接收空間中此電磁波的回波信號,并 對接收到的信號加以處理和分析,從其中提取有用信息。當目標體積小于雷達分辨 單元的時候,目標可以被視作一個點,此時可以對目標進行角度和距離的測定,而 當目標的體積大于雷達的分辨單元則可以對目標進行形狀等特征的測定。

2.1.5、地面?zhèn)鞲衅鳎簭浹a雷達/光學偵察系統(tǒng)不足

地面?zhèn)鞲衅髂軌蛴行浹a雷達和光學偵察系統(tǒng)的不足。地面?zhèn)鞲衅鱾刹煜到y(tǒng)由感測地面振動、磁信號變化,紅外和壓力信號變化的 傳感器,無線電接收機,送受話機等組成。傳感器對人的探測距離為 50 米,對車 可達 500 米,可采用人工、空投或炮射方式將傳感器布置到離戰(zhàn)斗前沿 40~70 千米 地區(qū),其偵察數(shù)據(jù)則通過數(shù)據(jù)中繼設備傳送。地面中繼設備的傳輸距離為15千米, 機載中繼設備則可延長到 100 千米。利用地面?zhèn)鞲衅鱾刹煜到y(tǒng)可以提供發(fā)現(xiàn)敵方目 標的時間、地點、種類、行進速度和方向等重要的戰(zhàn)場情報,既可用來監(jiān)視道路、橋梁、渡口和重要軍工設施,也可用來監(jiān)視障礙區(qū)、布雷區(qū)、空降區(qū)和部隊可能的 集結區(qū)。

2.1.6、導航定位技術:導航技術為關鍵支撐技術

導航技術最初只應用于軍隊任務中,但隨著社會進步和制造成本的降低,導航 技術向民用領域逐步開放,目前已廣泛地融入到日常生活中,大到火箭發(fā)射、高鐵 運行、飛機航行,小到共享單車、智能手機、物流運輸,生活中的方方面面都離不 開導航技術的應用。

導航技術根據(jù)其導航信息獲取原理的不同,可分為無線電導航、衛(wèi)星導航、天 文導航、慣性導航、地形輔助導航、綜合導航與組合導航,以及專門用于飛機等飛 行器進行著陸的著陸系統(tǒng)等。如果運動體導航定位的數(shù)據(jù)僅僅只依靠裝在運動體自 身上的導航設備就能獲取,采用推算原理工作,稱自備式導航,或自主式導航,如 慣性導航。假若要靠接收地面導航臺或空中衛(wèi)星等所發(fā)播的導航信息,才能定出運 動體位置的為他備式導航,無線電導航和衛(wèi)星導航等為典型的他備式導航。對于能 夠完成一定導航定位任務的所有設備組合的總稱就叫導航系統(tǒng),例如無線電導航系 統(tǒng)、衛(wèi)星導航系統(tǒng)、天文導航系統(tǒng)、慣性導航系統(tǒng)、組合導航系統(tǒng)、綜合導航系統(tǒng)、 地形輔助導航系統(tǒng),以及著陸引導與港口導航系統(tǒng)等。

陀螺儀和加速度計是慣性導航系統(tǒng)中不可缺少的核心測量器件,現(xiàn)代高精度的 慣性導航系統(tǒng)對所采用的陀螺儀和加速度計提出了很高的要求。慣性導航系統(tǒng)通常 由慣性測量裝置、計算機、控制顯示器等組成。慣性測量裝置包括加速度計和陀螺 儀,又稱慣性導航組合。3 個自由度陀螺儀用來測量飛行器的三個轉動運動;3 個加 速度計用來測量飛行器的 3 個平移運動的加速度。計算機根據(jù)測得的加速度信號計 算出飛行器的速度和位置數(shù)據(jù)??刂骑@示器顯示各種導航參數(shù),實現(xiàn)功能。

平臺式慣導系統(tǒng)有物理平臺,陀螺和加速度計安裝在物理平臺上,陀螺感測平 臺與坐標系之間的偏差,同時通過修正回路使陀螺按照要求進動,使平臺能夠跟蹤 慣性坐標系或當?shù)厮阶鴺讼?。根?jù)建立坐標系的不同,平臺式慣導可分為空間穩(wěn) 定平臺式慣導和當?shù)厮绞綉T導兩類。空間穩(wěn)定平臺式慣導的臺體相對慣性空間穩(wěn) 定,用以建立慣性坐標系,地球自轉、重力加速度等影響由導航計算機加以補償, 這種系統(tǒng)多用于運載火箭的主動段和一些航天器上。當?shù)厮绞綉T導的特點是臺體 上的兩個加速度計輸入軸所構成的基準平面能夠始終跟蹤載體所在點的水平面,因 此加速度計不受重力加速度的影響,這種系統(tǒng)多用于沿地球表面運動的載體,如飛 機、船舶等。

捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)是將加速度計和陀螺儀直接安裝在載體上,在計算機中實 時計算姿態(tài)矩陣,即計算出載體坐 標系與導航坐標系之間的關系,從而把載體坐 標系的加速度計信息轉換為導航坐標系下 的信息,然后進行導航計算。由于其具 有可靠性高、功能強、重量輕、成本低、精度高 以及使用靈活等優(yōu)點,使得 SINS 已經(jīng)成為當今慣性導航系統(tǒng)發(fā)展的主流。捷聯(lián)慣性測量組件是慣導系統(tǒng)的核心組件, IMU 的輸出信息的精度在很大程度上決定了系統(tǒng)的精度。

組合導航,組合導航按照數(shù)據(jù)融合層次深淺的不同,一般可分為松耦合、 緊耦合、深耦合三種耦合方式。組合導航最核心的技術在于如何將不同系 統(tǒng)的導航數(shù)據(jù)以最優(yōu)的濾波算法進行有機融合,對不同類型傳感器采集后 的導航信息進行綜合處理。通過濾波技術把衛(wèi)星導航和慣性導航兩者組合 在一起,充分發(fā)揮兩者各自優(yōu)勢。衛(wèi)星導航的高精度可以彌補慣性導航誤 差迅速發(fā)散的問題,慣性導航的自主性也可以填補衛(wèi)星導航易受干擾、穩(wěn) 定性差等不足。尤其在衛(wèi)星信號被遮擋導致接收機無法定位的情況下,慣 性導航能夠繼續(xù)輸出定位結果,直至信號恢復。在無法接收衛(wèi)星信號和低 信噪比等環(huán)境下,組合導航可以提供比單獨任何一種系統(tǒng)更精確的導航結 果。

2.2、信息傳輸技術:信息作戰(zhàn)的神經(jīng)

通信的方式是指通信雙方之間的工作方式或信號傳輸方式。信號在信道中傳輸, 一般有單工通信、半雙工通信、全雙工通信、串行通信及并行通信。對于點對點通信,按照消息傳送的方向和時間的關系,可分為單工通信、 半雙工通信與全雙工通信。單工通信是指消息在任意時刻只能單方向傳輸 的一種通信方式,半雙工通信是指通信雙方雖然都能進行收或發(fā)信息,但 不能同時進行收或發(fā)的通信方式,全雙工通信是指雙方可同時都進行雙向 消息傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。對于?shù)字通信,按照數(shù)字信號碼元的排列方式的不同,可分為串行通信及 并行通信。串行通信是指將代表信息的數(shù)字信號或者數(shù)據(jù)信號按時間順序 一個接一個的在信道中傳輸?shù)姆绞剑⑿型ㄐ攀侵复硇畔⒌臄?shù)字信號序 列按照某一規(guī)則分成兩路或者兩路以上同時在信道中傳輸。

2.2.1、光纖傳輸技術:滿足速度及數(shù)據(jù)量大要求

光纖傳輸技術是指將要傳送的語音、圖像和數(shù)據(jù)信號燈調(diào)制在光載波上,以光 纖作為傳輸介質(zhì)的通信技術。根據(jù)《關于光纖傳輸通信及設備的研究》,光纖通信 技術的工作原理是:先將需要傳輸?shù)男畔⒔?jīng)過發(fā)送端轉變成的電信號,利用激光器 將調(diào)制好的電信號通過激光束發(fā)送出去。光的強度會根據(jù)電信號的頻率而不斷發(fā)生 變化,將信息傳送到接收端,再通過檢測器把光信號轉變成電信號,最后利用解調(diào) 的手段把電信號中的信息復原。

光纖通信系統(tǒng)按照傳輸信號的類型可分為光纖模擬信號通信系統(tǒng)和光纖數(shù)字通信系統(tǒng)。光纖通信系統(tǒng)的基本組成包括光發(fā)信機、光收信機、光纖或光纜、中繼器 以及光纖連接器、耦合器等無源器件。這些設備共同組成了光纖通信息系統(tǒng)當中的 數(shù)據(jù)源、光發(fā)送端和光學信道,光纖通信系統(tǒng)的構成及主要設備對于光通訊人員來 說極為重要。光發(fā)信機:光發(fā)信機的實質(zhì)是光端機,它的作用是實現(xiàn)光的轉換過程。一 臺光發(fā)信機由光源、驅(qū)動器和調(diào)制器共同構成,在實際工作中把從光源中 得到的光波通過電端機發(fā)送過來的電信號進行調(diào)制,轉換成已調(diào)光波,再 利用光纖或者光纜將已經(jīng)耦合好的已調(diào)光波傳輸出去。我們在日常所接觸 的電子通信設備就是電端機。

光收信機:光收信機由光放大器和光檢測器兩個重要元件構成,在光纖通 信中起到轉換光電信號的作用。在實際工作中通過光檢測器將來自光纖或 者光纜的光信號轉換成電信號,然后再放大這些電信號,直到達到能夠被 接收器識別的電平,最終送到電端機中。光纖或光纜:光纖和光纜是連接各種光纖通信系統(tǒng)設備的媒介,是構成光 傳輸通道的重要組成。在實際工作中會將已經(jīng)調(diào)制好的光信號從發(fā)信端耦 合到接收端去,在這個過程中,負責保護信號的長距離傳輸,完成信息傳 遞。

中繼器:中繼器是光纖傳輸過程中的信號補償工具,負責補償光信號在傳 輸過程中因為傳輸距離或者其他原因而造成的信號衰減,除此之外,中繼 器還負責對波形失真的脈沖近行政性。中繼器的主要元件為判決再生電路, 同時具備光源和光檢測器,能夠隨時分析光纖中的電信號。 光纖連接器、耦合器等無源器件:光纖和光纜的長度并非可以無限延長, 受到施工條件或者拉制工藝的限制,很多情況下需要額外連接其他的光纖。 也存在一條光纖線路需要對多根光纖進行連接的情況,所以光纖連接器、 耦合器這些無源器件也就應運而生。

伴隨著信息技術的高速發(fā)展,對于信息傳輸速度的要求越來越高,光纖技術最 為一種新型的高速傳遞信息的手段已經(jīng)得到了各領域的重視和應用。如在以多微機 為主的電梯系統(tǒng)中,對數(shù)據(jù)的處理準確性、完整性、傳輸效率和數(shù)量都有很高的要 求,光纖技術完全滿足了多微機電梯系統(tǒng)的處理要求,不僅對并聯(lián)群控性能有所幫 助,還減少了電梯控制系統(tǒng)的延遲,提高了反應速度。例如,電梯系統(tǒng)的光纖傳輸通信裝置就是由光纖、光源以及光電接收器共同組成。

2.2.2、無線傳輸技術:滿足靈活性及成本低要求

無線通信是利用電波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通 信方式。無線傳輸和有線傳輸是對應的。隨著無線技術的日益發(fā)展,無線傳輸技術 應用越來越被各行各業(yè)所接受。無線圖像傳輸作為一個特殊使用方式也逐漸被廣大 用戶看好。其安裝方便、靈活性強、性價比高等特性使得更多行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)采用 無線傳輸方式,建立被監(jiān)控點和監(jiān)控中心之間的連接。

無線通信系統(tǒng)由三個部分組成發(fā)信設備、收信設備和傳輸介質(zhì)。發(fā)信設備的作 用是將原始的信源轉換成能夠在特定的傳輸介質(zhì)上進行傳輸?shù)男盘枺奶幚磉^程 主要是放大、濾波、調(diào)制和編碼等。傳輸介質(zhì)就是信道,信道中常常會伴有干擾和 噪聲,而這些會影響通信的質(zhì)量。收信設備是針對發(fā)信設備而言的,它同收信設備 的功能相逆,通過譯碼、解調(diào)、變換、放大等將收到的信號還原成原來的信息并送 到接收端。

2.2.3、通信抗干擾技術:推動無線高效高質(zhì)發(fā)展

抗干擾通信,指在密集、復雜多變的電磁干擾和有針對性的通信干擾環(huán)境中, 采取各種電子抗干擾措施以保持通信暢通的通信。隨著科技的發(fā)展和無線領域的不斷拓展,抗干擾技術的研發(fā)、應用,能夠從正確的角度來思考,并且在各類問題的 解決過程中告別了傳統(tǒng)的思路和方法??垢蓴_技術的影響因素非常多。技術人員的 因素是最為重要的,當前技術團隊表現(xiàn)出匱乏的特點,雖然在抗干擾的功能上不斷 的增加,但是還沒有完全解決干擾的問題,干擾的現(xiàn)象依然是大量存在的,設備因 素也是重要的組成部分。

2.3、信息處理技術:信息作戰(zhàn)的大腦

獲取信息并對它進行加工處理,使之成為有用信息并發(fā)布出去的過程,稱為信 息處理。在信息作戰(zhàn)領域,信息處理技術的主體——計算機技術和作為信息處理工 具的電子計算機,是信息作戰(zhàn)指揮員和指揮控制機構的外腦,是信息作戰(zhàn)系統(tǒng) 的核心。其組成的計算機網(wǎng)絡,將各種信息系統(tǒng)、信息武器系統(tǒng)、數(shù)字化部隊相連, 使信息的獲取、傳遞、處理、輔助決策、指揮控制、顯示和對抗實現(xiàn)了自動化,它 可為信息作戰(zhàn)指揮員及其指揮控制機構提供經(jīng)處理的必要、適時、準確和相關的情 報信息,使其在透明的信息化戰(zhàn)場指揮部隊和控制武器系統(tǒng)遂行信息作戰(zhàn)任務, 協(xié)調(diào)諸軍兵種聯(lián)合作戰(zhàn),以奪取信息作戰(zhàn)的勝利。這表明信息處理技術已成為信息 作戰(zhàn)的重要支柱。信息處理技術的應用程度,已成為信息作戰(zhàn)運用高新技術程度的 一個重要標志。

2.3.1、數(shù)據(jù)庫/數(shù)據(jù)倉庫技術:致力信息存儲管理

計算機數(shù)據(jù)庫技術是指依托于計算機硬件基礎及軟件平臺所開發(fā)出的一種專門 針對數(shù)據(jù)存儲、管理的技術。該技術并不是簡單地將各類數(shù)據(jù)信息存儲于硬盤上, 而是可以通過建立數(shù)據(jù)庫分析模型來分類存儲管理計算機數(shù)據(jù),形成便于操作、層 次結構清晰的管理平臺,并進一步實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的處理、分析和備份保護等,還可 以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的云管理和共享,便于在各種場景下進行數(shù)據(jù)信息的管理和 應用。計算機數(shù)據(jù)庫技術的應用有效解決了數(shù)據(jù)信息科學、系統(tǒng)、結構化存儲的問 題,并借助數(shù)據(jù)信息的備份恢復、安全監(jiān)測、訪問認證技術來保障數(shù)據(jù)信息的安全。 當前,計算機數(shù)據(jù)庫技術還處于持續(xù)改進、提升的過程中,通過擴大容量和規(guī)模、 增加數(shù)據(jù)模式來解決更為復雜多樣的數(shù)據(jù)信息處理需求。

計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已被推廣應用于信息數(shù)據(jù)存儲以及管理,為保證信息安全性 和準確性,需要科學合理地設計計算機數(shù)據(jù)庫。對此,首先確定所需儲存的信息數(shù) 據(jù),其次應用表格的方式進行分類處理,將所有數(shù)據(jù)劃分為 3 種類型,最后進行有 序存儲,最大限度地降低數(shù)據(jù)冗余度。為了能夠準確描述出系統(tǒng)中的關鍵信息數(shù)據(jù), 需要提高對計算機數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建的重視度,保證在計算機數(shù)據(jù)庫規(guī)劃創(chuàng)建完成后,高 效處理數(shù)據(jù)對象關系組成問題。

數(shù)據(jù)倉庫,是在數(shù)據(jù)庫已經(jīng)大量存在的情況下,為了進一步挖掘數(shù)據(jù)資源、為 了決策需要而產(chǎn)生的。數(shù)據(jù)庫已經(jīng)在信息技術領域有了廣泛的應用,我們社會生活 的各個部門,幾乎都有各種各樣的數(shù)據(jù)庫保存著與我們的生活息息相關的各種數(shù)據(jù)。 作為數(shù)據(jù)庫的一個分支,數(shù)據(jù)倉庫概念的提出,相對于數(shù)據(jù)庫從時間上就近得多。 美國著名信息工程專家 WilliamInmON 博士在 90 年代初提出了數(shù)據(jù)倉庫概念的一個 表述,認為:一個數(shù)據(jù)倉庫通常是一個面向主題的、集成的、隨時間變化的、但 信息本身相對穩(wěn)定的數(shù)據(jù)集合,它用于對管理決策過程的支持。

2.3.2、信息識別技術:圖像識別類技術發(fā)展迅猛

信息識別技術在光機電一體化領域中的應用也稱自動識別技術,是數(shù)據(jù)自動采 集、自動輸入和自動識別的基礎,是計算機實時處理的重要技術保障。自動識 別技術就是應用一定的識別裝置,通過被識別物品和識別裝置之間的接近活動,自 動地獲取被識別物品的相關信息,并提供給后臺的計算機處理系統(tǒng)來完成相關后續(xù)處理的一種技術。自動識別技術將計算機、光、電、通信和網(wǎng)絡技術融為一體,與 互聯(lián)網(wǎng)、移動通信等技術相結合,實現(xiàn)了全球范圍內(nèi)物品的跟蹤與信息的共享,從 而給物體賦予智能,實現(xiàn)人與物體以及物體與物體之間的溝通和對話。自動識別技 術主要包括針對物(無生命)的識別和針對人(有生命)的識別兩類。而針對 物的識別技術包括:條形碼、智能卡技術、射頻識別技術等;針對人的識別技術包 括:聲音識別技術、人臉識別技術、指紋識別技術等。

語音識別技術,也被稱為自動語音識別,其目標是將人類的語音中的詞匯 內(nèi)容轉換為計算機可讀的輸入,例如按鍵、二進制編碼或者字符序列。與 說話人識別及說話人確認不同,后者嘗試識別或確認發(fā)出語音的說話人而 非其中所包含的詞匯內(nèi)容。 語音識別模型結構主要由聲學模型、語言模型、詞典、特征提取、和解碼器五 個模塊共同組成。

由于人類語音是模擬信號,想要被計算機錄入則需要事先使用采 樣量化技術將其轉化為數(shù)字信息,其次通過語音預處理從原始嘈雜信號中提取出干 凈的語音信號,以便于后續(xù)的語音特征提取。語音特征提取的目的是將預處理后的 語音轉換為聲學模型訓練可以利用的特征向量,在提取過程中,語音從時域空間轉 換到頻域空間。聲學模型經(jīng)過語音數(shù)據(jù)集訓練后,把聲音信號識別成音素等聲學單 元并給出相應的概率。語言模型是在大量語言文件上進行訓練,并根據(jù)語法、詞法 知識對初步識別結果再做篩選,進而選出符合語法規(guī)則的部分作為最終的語音識別 結果。

圖像識別技術是人工智能的一個重要領域,是指利用計算機對圖像進行處 理、分析和理解,以識別各種不同模式的目標和對像的技術。圖像識別原 理主要是需處理具有一定復雜性的信息,處理技術并不是隨意出現(xiàn)在計算 機中,主要是根據(jù)一些研究人員的實踐,結合計算機程序?qū)ο嚓P內(nèi)容模擬 并予以實現(xiàn)。該技術的計算機實現(xiàn)與人類對圖像識別的基本原理基本類似, 在人類感覺及視覺等方面只是計算機不會受到任何因素的影響。人類不只 是結合儲存在腦海中的圖像記憶進行識別,而是利用圖像特征對其分類, 再利用各類別特征識別出圖片。計算機也采用同樣的圖像識別原理,采用 對圖像重要特征的分類和提取,并有效排除無用的多余特征,進而使圖像 識別得以實現(xiàn)。有時計算機對上述特征的提取比較明顯,有時就比較普通, 這將對計算機圖像識別的效率產(chǎn)生較大影響。

紅外圖像處理和紅外目標識別方法一直是模式識別和圖像處理領域的一個比較重要的研究課題,該研究在空中目標識別、跟蹤、導航與監(jiān)測、軍用監(jiān)控系統(tǒng)中的 飛機識別等方面有著廣泛應用。根據(jù)《基于紅外圖像和特征融合的飛機目標識別方 法》一文,由于紅外目標圖像具有較高的探測靈敏度、較強的抗干擾能力和較高的 空間分辨力,所以由紅外圖像能探測并識別出遠程空中的飛行目標。特別是當前紅 外成像制導具有導引精度高、靈敏度高、作用距離遠、隱蔽性好等特點,使得該項 研究成為當今精確制導技術發(fā)展和研究的熱點。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭中紅外成像技術的迅 速發(fā)展,對空中飛機目標識別的要求也越來越高。如何快速、準確地檢測、分割和 識別出紅外目標是紅外圖像處理的基礎和前提。

2.3.3、信息融合技術:滿足高勝率和成本低要求

信息融合技術是利用計算機技術對按時序獲得的若干傳感器的觀測信息在一定 準則下加以自動分析、綜合處理,以完成所需的決策和估計任務而進行的信息處理 過程。按照這一定義,多傳感器系統(tǒng)是信息融合的硬件基礎,多源信息是信息融合 的加工對象,協(xié)調(diào)優(yōu)化和綜合處理是信息融合的核心。從軍事角度講,信息融合可 以理解為對來自多源的信息和數(shù)據(jù)進行檢測、關聯(lián)、相關、估計和綜合等多級多方 面的處理,以得到精確的狀態(tài)和類別判定以及進行快速完整的態(tài)勢和威脅估計。信 息融合可以分為三個級別:數(shù)據(jù)級信息融合、特征級數(shù)據(jù)融合和決策級信息融合。 數(shù)據(jù)級信息融合,在原始數(shù)據(jù)層上進行的融合,即各種傳感器對原始信息 未作很多預處理之前就進行的信息綜合分析,主要應用于圖像融合。

特征級信息融合,特征級融合屬于中間層次,它對來自傳感器的原始信息 進行特征提取,然后對特征信息進行綜合分析和處理。特征級融合可劃分 為兩類:目標狀態(tài)信息融合和目標特性融合。特征級目標狀態(tài)信息融合主 要用于多傳感器目標跟蹤領域。決策級信息融合,決策級融合是一種高層次融合,其結果為指揮控制決策 提供依據(jù)。因此,決策級融合必須從具體決策問題的需求出發(fā),充分利用 特征融合所提取的測量對象的各類特征信息,采用適當?shù)娜诤霞夹g來實現(xiàn)。 決策級融合是三級融合的最終結果,直接針對具體決策目標,融合結果直 接影響決策水平。但是,決策級融合首先要對原傳感器信息進行預處理以 獲得各自的判定結果,所以預處理代價高。

2.4、信息安全技術:信息作戰(zhàn)的盔甲

信息安全,ISO(國際標準化組織)的定義為:為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建立和采用的 技術、管理上的安全保護,為的是保護計算機硬件、軟件、數(shù)據(jù)不因偶然和惡意的 原因而遭到破壞、更改和泄露。

2.4.1、軍事密碼技術:無形戰(zhàn)場上的智慧較量

密碼被譽為信息安全的守護神。如《解放軍報》2015 年 1 月 22 日第 007 版 新聞提及,到了現(xiàn)代,隨著信息技術的空前發(fā)展,密碼學也迎來了它的輝煌時期, 相繼誕生了序列密碼、分組密碼、公鑰密碼等多種體制,加密與破譯成為 信息保密傳輸與情報獲取激烈對抗領域,雙方斗智斗勇,循環(huán)進行著魔高一尺道 高一丈的較量,其范疇已不僅僅限于傳統(tǒng)意義上的保密通信,而是將應用領 域擴展至政治、經(jīng)濟、軍事、外交、商業(yè)、金融等各個領域,成為維護國家安全、 保守國家秘密、奪取戰(zhàn)爭勝利和謀求商業(yè)利益的重要手段。密碼體制從原理上可分 為兩大類,即對稱密碼體制和非對稱密碼體制。

從區(qū)塊鏈技術特點上看,是指一種由成員集體維護穩(wěn)定、以密碼學保證數(shù)據(jù)信 息安全、用共識算法保障系統(tǒng)一致性的分布式去中心化賬本。狹義區(qū)塊鏈是按照時 間順序,將數(shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的鏈式數(shù)據(jù)結構,并以密碼學方式保 證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。廣義區(qū)塊鏈技術是利用塊鏈式數(shù)據(jù)結構驗 證與存儲數(shù)據(jù),利用分布式節(jié)點共識算法生成和更新數(shù)據(jù),利用密碼學的方式保證 數(shù)據(jù)傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約,編程和操作數(shù)據(jù) 的全新的分布式基礎架構與計算范式。

2.4.2、網(wǎng)絡安全技術:奪取軍事信息優(yōu)勢手段

網(wǎng)絡安全技術指保障網(wǎng)絡系統(tǒng)硬件、軟件、數(shù)據(jù)及其服務的安全而采取的信息 安全技術。20 世紀 60 年代以后,隨著計算機網(wǎng)絡應用的發(fā)展和普及,網(wǎng)絡與信息 安全的重要性日益突出。人們普遍認為網(wǎng)絡安全問題是由于系統(tǒng)設計上存在漏洞, 可以通過改進系統(tǒng)細節(jié)和復雜協(xié)議設計等補救措施構建安全系統(tǒng)。90 年代后期,人 們逐漸認識到僅靠被動防御技術,不能保證網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全,需要采用主動防御技 術,及時檢測入侵發(fā)生,作出響應。隨著網(wǎng)絡攻擊技術的不斷發(fā)展,網(wǎng)絡攻擊和入 侵不可避免,且很難及時檢測和報警,網(wǎng)絡容侵、容災技術出現(xiàn),使網(wǎng)絡在受到攻 擊和破壞后仍能恢復預定功能。在信息化條件下,網(wǎng)絡戰(zhàn)將成為信息作戰(zhàn)的主要樣 式,網(wǎng)絡攻防技術將成為獲取信息優(yōu)勢的新技術。網(wǎng)絡安全技術作為奪取軍事信息 優(yōu)勢的手段,將有很大發(fā)展空間。

2.4.2、電子對抗技術:爭奪制電磁權焦點

電子對抗又被稱之為電子戰(zhàn),主要任務是將敵對方的電子設備進行破壞干擾,削弱對方的勢力,保障己方的電子設備儀器可以發(fā)揮最大的效能,并高效化的展開 軍事指揮行動。電子對抗戰(zhàn)主要是通過電子對抗的偵察和反偵察手段,電子干擾和 反干擾手段,電子的進攻和防御手段進行對抗。電子對抗儀器主要是通過雷達,無 線電通訊,光電對抗,網(wǎng)絡對抗,導航和制導對抗等進行的,電子對抗的方式可以 應用在空軍、海軍、陸軍、潛水作戰(zhàn)等方面,是現(xiàn)代化主要的軍事作戰(zhàn)對抗手段, 隨著衛(wèi)星定位系統(tǒng)的不斷覆蓋,跟蹤定位作戰(zhàn)不斷運用到導彈方面。隨著電子指揮 控制可以精準化的打擊目標,電子對抗在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中擔任著不可替代的重要作用。

基本原理方面,以雷達對抗為例,雷達對抗是與雷達緊密聯(lián)系在一起的。雷達 為了獲取目標信息,必須首先將高功率的電磁波能量照射到目標上;由于目標的電 磁散射特性,將對照射能量產(chǎn)生相應的調(diào)制和散射,雷達接收到目標調(diào)制后的一部 分微弱的散射信號,再根據(jù)收發(fā)信號的調(diào)制的相對關系,解調(diào)出目標信息。雷達對 抗設備中的偵察設備接收雷達發(fā)射的直達信號,測量該雷達的方向、頻率和其它調(diào) 制參數(shù),然后根據(jù)已經(jīng)掌握的雷達信號先驗信息和先驗知識,判斷該雷達的功能、 工作狀態(tài)和威脅程度等,并將各種信號處理的結果提供給干擾機和其它有關設備。 由此可見,實現(xiàn)雷達偵察的基本條件是:雷達向空間發(fā)射信號、偵察接收機收到足 夠強的雷達信號、雷達信號的調(diào)制方式和調(diào)制參數(shù)位于偵察機信號檢測的能力和范 圍之內(nèi)。

以雷達干擾為例,為了削弱和破壞敵方探測和通信網(wǎng)絡,爭奪戰(zhàn)場的制電磁 權,電子對抗的能力是必不可少的,而雷達干擾技術是電子對抗環(huán)節(jié)中重要的一 環(huán)。通常情況下戰(zhàn)場上一方將首先偵察獲得敵方電磁頻譜參數(shù),然后使用各種相應 的技術手段使其不能正常工作。在這種情況下,受干擾方的雷達探測或通信系統(tǒng)由 于受到干擾和限制,將使其信息獲取能力大幅降低,成為戰(zhàn)場上的聾子和瞎 子,從而降低干擾方自身的受威脅程度。雷達電子干擾的分類方法有多種:按照 干擾的作用機理可分為壓制干擾和欺騙干擾,按照干擾的空間幾何位置可以分為自 衛(wèi)干擾和支援干擾,按照干擾能量的來源,可以分為有源干擾和無源干擾。

3、應用角度:多領域市場空間規(guī)模超百億

軍事信息系統(tǒng)是綜合了指揮、控制、通信、偵察、監(jiān)視、情報、后勤、保障等 眾多系統(tǒng)的大型的復雜人機系統(tǒng)。在《軍事信息系統(tǒng)分析與設計》書中指出,軍事 信息系統(tǒng)的概念有多種認識,但學術上對于軍事信息系統(tǒng)的內(nèi)涵認識基本一致,主 要包含三方面:第一,能夠涵蓋軍事信息的整個流程;第二,是包含相對獨立的綜 合電子信息系統(tǒng)和嵌入式信息系統(tǒng);第三,人機結合的系統(tǒng)。綜合來看,軍事信息 系統(tǒng)主要包含指揮信息系統(tǒng)、作戰(zhàn)信息系統(tǒng)和日常業(yè)務信息系統(tǒng)。

3.1、軍費穩(wěn)定增長,政策催動國防信息建設

我們認為有三點原因支撐國防化行業(yè)發(fā)展: 軍費是軍工行業(yè)發(fā)展源頭,2022年增速雖有所提升,但我國國防預算支出 占比 GDP 相較其他國家仍較小,未來有持續(xù)提升的空間。

中國國防費按用途劃分,主要由人員生活費、訓練維持費和裝備費構成。人員生 活費用于軍官、文職干部、士兵和聘用的非現(xiàn)役人員,以及軍隊供養(yǎng)的離退休干部工 資、津貼、伙食、被裝、保險、福利、撫恤等。訓練維持費用于部隊訓練、院校教育、工程設施建設維護以及其他日常消耗性支出。裝備費用于武器裝備的研究、試驗、采 購、維修、運輸、儲存等。國防費的保障范圍包括現(xiàn)役部隊、預備役部隊、民兵等。

現(xiàn)代戰(zhàn)爭對信息化的要求日益提高,國防信息化建設水平已成為衡量一個國家 綜合戰(zhàn)力水平的重要指標之一。根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù),美國陸軍的信息化裝備 程度已達到 50%以上,美國海軍、空軍的信息化裝備程度已達到 70%以上,已初步 建成了符合現(xiàn)代戰(zhàn)爭、戰(zhàn)術要求的信息化國防體系。在此環(huán)境下,我國正加快推進 國防信息化進程,近年來國家高度重視軍工信息化建設,不斷出臺政策推動行業(yè)發(fā) 展。2016 年《軍隊建設發(fā)展十三五規(guī)劃綱要》提出,到 2020 年要構建能夠打 贏信息化戰(zhàn)爭的現(xiàn)代軍事力量體系;2021 年十四五規(guī)劃指出,要加快機械化信 息化智能化融合發(fā)展,全面加強練兵備戰(zhàn),提高捍衛(wèi)國家主權、安全、發(fā)展利益的 戰(zhàn)略能力,確保 2027 年實現(xiàn)建軍百年奮斗目標。

2022 年 10 月,《高舉中國特色社會主義偉大旗幟 為全面建設社會主義現(xiàn)代化 國家而團結奮斗》報告中指出,如期實現(xiàn)建軍一百年奮斗目標,加快把人民軍隊 建成世界一流軍隊,是全面建設社會主義現(xiàn)代化國家的戰(zhàn)略要求。必須貫徹新時代 黨的強軍思想,貫徹新時代軍事戰(zhàn)略方針,堅持黨對人民軍隊的絕對領導,堅持政 治建軍、改革強軍、科技強軍、人才強軍、依法治軍,堅持邊斗爭、邊備戰(zhàn)、邊建 設,堅持機械化信息化智能化融合發(fā)展,加快軍事理論現(xiàn)代化、軍隊組織形態(tài)現(xiàn)代 化、軍事人員現(xiàn)代化、武器裝備現(xiàn)代化,提高捍衛(wèi)國家主權、安全、發(fā)展利益戰(zhàn)略 能力,有效履行新時代人民軍隊使命任務。

國防信息化行業(yè)是推動國防現(xiàn)代化全方位轉型升級,實現(xiàn)國防軍事從傳統(tǒng)人力 規(guī)模型向質(zhì)量效能型和科技密集型轉變的主要推動力量。近年來,國家先后頒布一 系列鼓勵性政策,支持優(yōu)勢民營企業(yè)進入國防信息化相關產(chǎn)業(yè)鏈條,在資質(zhì)許可范 圍內(nèi)提供信息化軟件、硬件或配套服務。政策的出臺,一方面再次強調(diào)了國防信息 化建設的重要程度,另一方面也為民營企業(yè)進入國防信息化市場提供了歷史性機遇, 為國防信息化行業(yè)的發(fā)展營造了優(yōu)良的政策環(huán)境。

3.2、衛(wèi)星:持續(xù)關注衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)及導航發(fā)展

衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略性高技術產(chǎn)業(yè)。應用衛(wèi)星研制生產(chǎn)已形成系列化,正在從試驗應用型向業(yè)務服務型轉變,衛(wèi)星應用已成為經(jīng)濟建設、社會發(fā)展和政府決策的 重要支撐。衛(wèi)星及其應用產(chǎn)業(yè)鏈總體分為四個環(huán)節(jié):1)電器元件材料等衛(wèi)星火箭配 套廠商;2)衛(wèi)星研制商、發(fā)射服務提供商以及地面設備制造商;3)衛(wèi)星運營商與衛(wèi)星 應用服務提供商;4)終端用戶(政府、企事業(yè)單位、個人)。按照用途不同,衛(wèi)星可分為科學研究、技術試驗和應用衛(wèi)星,其中應用衛(wèi)星包 括通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、偵察衛(wèi)星、導航衛(wèi)星等。按照軌道類型分為低軌道衛(wèi)星 (LEO)、中軌道衛(wèi)星(MEO)、地球同步軌道衛(wèi)星(GEO)、大橢圓軌道衛(wèi)星;目前我 國大部分衛(wèi)星基于低軌道和同步軌道。

衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)鏈分為衛(wèi)星制造、衛(wèi)星發(fā)射、地面設備、衛(wèi)星運營及服務四個部分。 其中,衛(wèi)星制造分為衛(wèi)星平臺和衛(wèi)星載荷;衛(wèi)星發(fā)射包括火箭制造和發(fā)射服務;地 面設備包括固定地面站、移動站和用戶終端;衛(wèi)星運營及服務包含衛(wèi)星移動通信服 務、寬帶廣播服務和衛(wèi)星固定服務。全球市場來看,根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù),2021 年全球發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量為 1336 顆,同 比增長 4.3%;星鏈數(shù)量為 783 顆,同比下降 6%。從 2021 年 1-9 月全球在軌衛(wèi)星按 用途分布來看,通信衛(wèi)星數(shù)目最多,占比為 63%。根據(jù)客戶來看,商用衛(wèi)星數(shù)量最 多,占比 71%。根據(jù) UCS 數(shù)據(jù),2021 年全球在軌衛(wèi)星數(shù)量 4852 顆,其中,中國在軌衛(wèi)星數(shù)量 為 499 個,占所有在軌衛(wèi)星比重的 10.28%,為世界第二大在軌有效衛(wèi)星的擁有國; 而美國在軌衛(wèi)星數(shù)量為 2944 個,是中國的 5.9 倍。未來中國航天產(chǎn)業(yè)仍存在較大的 提升空間。

2013-2021 年,全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)收入保持逐年增長。從增長速率上來看,2013- 2015 年,全球衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)收入增速快速下降,到 2015-2018 年,收入增速趨于穩(wěn)定, 保持在 3%左右。2019-2021 年增速受多方面影響有所停滯,2021 年衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)占全球 航天業(yè)務的 72%,收入為 2790 億美元,比 2021 年增長 3%。

全球市場來看,根據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù),2021 年 9 月底中國共計發(fā)射 42 顆遙感衛(wèi) 星,但通信衛(wèi)星只有 7 顆,導航衛(wèi)星更是沒有。從中國目前在軌衛(wèi)星分布來看, 2021 年 1-9 月中國遙感衛(wèi)星數(shù)目最多占比為 53%。通信和導航衛(wèi)星分別只占有 13% 和10%。根據(jù)客戶來看,我國較多由政府和軍方主導。政府衛(wèi)星占比最高,為38%; 其次為軍用衛(wèi)星,占比29%。此外近年來隨著商業(yè)衛(wèi)星的發(fā)展,其占比也達到了28%。市場近年來雖然增速有所放緩,但中國衛(wèi)星應用行業(yè)市場規(guī)模保持穩(wěn)步提升的 趨勢。2021 年中國遙感衛(wèi)星市場規(guī)模約為 88.3 億元,同比增長 7.9%;衛(wèi)星通信市 場規(guī)模約為 792 億元,同比增長 9.6%;衛(wèi)星應用市場規(guī)模為 4422 億元,同比增長 10.6%。

3.3、雷達:重點關注相控陣雷達及相關組件

軍用雷達是利用電磁波探測目標的軍用電子裝備,雷達發(fā)射的電磁波照射目標并接收其回波,由此來發(fā)現(xiàn)目標并測定位置、運動方向和速度及其它特性,并且能適應戰(zhàn)場上惡劣的環(huán)境、能全天候使用等特點。雷達系統(tǒng)主要由天線、發(fā)射機、接收機、信號處理機、數(shù)據(jù)處理機和顯示器等若干分系統(tǒng)構成,因此可分為上游原材料/元器件,中游分系統(tǒng),下游整機廠。

有源相控陣雷達憑借其獨特的優(yōu)勢,已廣泛應用于飛機、艦船、衛(wèi)星等裝備上,成為目前雷達技術發(fā)展的主流趨勢。根據(jù)鋮昌科技招股說明書,現(xiàn)代戰(zhàn)爭要求雷達 技術具備抗偵查、抗干擾、抗隱身的能力,為了滿足這些新要求,雷達技術在探測 器的構型、觀測視角覆蓋和信號空間維度三個技術方向發(fā)展,形成三種主流技術體 制:相控陣、合成孔徑和脈沖多普勒。

相控陣雷達是指通過計算機控制各輻射單元 的相位,改變波束的指向進行掃描的雷達,具有快速而精確的波束切換及指向能力, 使雷達能夠在極短時間內(nèi)完成全空域掃描。相控陣雷達的每個輻射天線單元都配裝 有一個發(fā)射/接收組件,每一個組件包含獨立的功率放大器芯片、低噪聲放大器芯 片、幅相控制芯片等,使其都能自己產(chǎn)生、接收電磁波,得到精確可預測的輻射方 向圖和波束指向,在頻寬、信號處理和冗余設計上都比傳統(tǒng)無源及機械掃描雷達具 有較大的優(yōu)勢,因此在探測、遙感、通信、導航、電子對抗等領域獲得廣泛應用。

當前,國外機載火控雷達主要由美國、俄羅斯和歐洲形成三足鼎立的格局, 但是各自又形成了自己的發(fā)展特色。根據(jù)預測國際報告,雷達產(chǎn)品的產(chǎn)值及其在市 場份額中所占比例排名前 5 位的公司依次是:雷神公司、諾斯羅普·格魯曼公司、 MEADS 國際公司、羅克韋爾·柯林斯公司和洛克希德·馬丁公司。5 家公司合計市 場規(guī)模約為 237 億美元,約占市場總額的 46.5%。

在有源相控陣天線的成本中,T/R 組件的成本占有重要比重,有源相控陣天線 的材料成本,射頻芯片占有重要比重。所謂有源相控陣天線,就是在每個天線單元 通道中設置固態(tài)發(fā)射/接收組件,其典型的特征就是在每個天線單元發(fā)射通道中集 成了功率放大器和在每個天線單元接收通道中集成了低噪聲放大器。典型的有源相 控陣天線主要包括天線陣面、T/R 組件、饋電網(wǎng)絡、波控器、電源(含信號調(diào)制器)、 以及結構件(含散熱裝置)等。天線陣面主要包括輻射單元、金屬基板、射頻接插件 等。T/R 組件包括 T/R 腔體、PCB 板或 LTCC 板、軟基片、功率放大器、低噪聲放大 器、移相器、串并轉換、濾波器,溫度補償、射頻接插件、以及低頻接插件等。對 于成本組成而言,不同體制、不同規(guī)模、不同頻率、不同輸出功率的有源相控陣天 線的成本組成是有變化的。

市場空間方面,由于有源相控陣火控雷達信號的發(fā)射和接收是由上千個 T/R 組 件完成,相互之間存在冗余,因此少數(shù)單元失效對系統(tǒng)性能影響不大。試驗表明, 有源相控陣天線中有 10%的單元失效時,對雷達總體性能無顯著影響,不需維修。 30%的輻射器失效時,系統(tǒng)增益降低 3dB,但系統(tǒng)仍可維持基本工作性能。一般情 況下,有源相控陣體制雷達的任務可靠性(MTBF 指標達 500h)是無源相控陣和機械 掃描體制雷達可靠性(MTBF 指標一般為 200h)的 2~3 倍。

3.4、光纖線纜:軍事有線通信重要組成部分

軍用線纜主要是通過絕緣、輻照、成纜等工藝來制作完成,涉及的工藝門類非 常廣泛,包括有色金屬的熔煉和壓力加工,塑料、橡膠、油漆等化工技術,纖維材 料的繞包、編織等紡織技術,金屬材料的繞包及金屬帶材的縱包、焊接等金屬成形 加工工藝等。

從光纖光纜產(chǎn)業(yè)鏈情況來看,光纖光纜產(chǎn)業(yè)鏈的主要環(huán)節(jié)為光纖預制棒—光纖 —光纜,其中光棒被業(yè)界譽為光纖產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠,是整個產(chǎn)業(yè)鏈中利潤最 高的部分,毛利率約 50%,同時生產(chǎn)過程技術難度高,工藝復雜。光纖光纜下游應 用較廣主要包括 5G 領域(運營商集采)、數(shù)通領域、海洋海纜、軍事通信領域,以 及電力等其他領域。

市場規(guī)模方面,國際市場研究機構 Markets and Markets 發(fā)布的研究報告稱, 2021 年全球軍用和航天光纜市場規(guī)模預計將達到 12 億美元,到 2026 年這一數(shù)據(jù)將 增至 15 億美元,期間年復合增長率為 5.1%。從我國光纖光纜行業(yè)產(chǎn)量來看,我國 光纜產(chǎn)量整體調(diào)節(jié)彈性較大。2021 年我國光纖光纜產(chǎn)量受疫情影響,2022 年行業(yè) 產(chǎn)量回升,2022 年上半年,國內(nèi)光纜產(chǎn)量累計值達到 1.65 億芯千米,光纜產(chǎn)量累 計增長 9.7%。新思界產(chǎn)業(yè)研究員認為,當前,我國軍隊正處于加緊完成信息化建設 的歷史任務階段,我國對軍事通信領域強有力的支持性產(chǎn)業(yè)政策,將為行業(yè)的未來 發(fā)展提供有力保障,預計 2023 年軍用光纜的市場規(guī)模將達到 5.46 億元。

3.5、軍工通信:軍事C4ISR系統(tǒng)的神經(jīng)中樞

寬帶移動通信行業(yè)主要可劃分為公網(wǎng)和專網(wǎng)兩大領域。在我國,公網(wǎng)領域的系 統(tǒng)運營商主要是中國移動、中國電信、中國聯(lián)通,設備供應商主要是華為、中興為 首的一系列供應商。而在專網(wǎng)領域,各個行業(yè)的用戶通常直接向設備供應商采購。

軍工通信系統(tǒng)在構成上與其他民用通信系統(tǒng)大致相同,分為終端設備、傳輸設 備、交換設備和通信協(xié)議四個組成部分。其中,終端設備主要負責在通信兩端將信 息和信號相互轉化。傳輸設備主要負責傳輸信號,連接各個網(wǎng)絡節(jié)點,包括各種媒 體和設備。交換設備主要負責節(jié)點鏈路,包括其匯集、轉接接續(xù)和分配等功能。通 信協(xié)議是指一種規(guī)則,制定了與網(wǎng)絡信息交換相關的標準、規(guī)定。 按通信業(yè)務劃分,軍工通信系統(tǒng)可分為話音通信系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、圖像通 信系統(tǒng)等。按傳輸媒介劃分,軍工通信可分為有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)兩大類。 其中,有線通信是以傳輸線纜作為傳輸媒介,包括電纜通信、光纖通信等;無線通 信是無線電波在自由空間傳播信息,包括微波通信、衛(wèi)星通信等。按應用范圍劃分, 軍工通信可分為戰(zhàn)略通信、戰(zhàn)役通信和戰(zhàn)術通信。

軍工通信系統(tǒng)是軍事 C4ISR 系統(tǒng)的神經(jīng)中樞,分布于整個 C4ISR 系統(tǒng)中,承擔 著命令交接、信息傳輸?shù)墓δ?,是軍事系統(tǒng)保持有效運作的基礎支撐。C4ISR(軍 事指揮控制通信專網(wǎng))系統(tǒng)是國防信息化的應用載體。C4ISR 系統(tǒng)是指從基礎的指 揮與控制(Command & Control)出發(fā),囊括通信(Communicaitons)、計算機 ( Computers )、 情 報 ( Intelligence )、 監(jiān) 視 ( Surveillance )、 偵 查 ( Reconnaissance)等要素的全維度軍事信息系統(tǒng)框架。C4ISR 系統(tǒng)不僅是對軍事信息管理的理論概括,也對應著現(xiàn)實的軟硬件解決方案。C4ISR 系統(tǒng)能及時準確獲 取戰(zhàn)場信息, 分析處理后將指令經(jīng)由可靠安全的軍工通信網(wǎng)絡傳達到具體作戰(zhàn)單 元,從而形成完整的信息閉環(huán)。

伴隨現(xiàn)代戰(zhàn)爭的不斷演化,在復雜地形、惡劣環(huán)境 以及廣闊區(qū)域內(nèi)保持通信的有效性愈發(fā)重要,軍工通信系統(tǒng)的建設升級將貫穿現(xiàn)代 國防體系始終。美軍自上世紀 90 年代開始實施 C4ISR建設,目前美國已建成全球最 先進的 C4ISR,能滿足美國軍方各種通信的需求。美國陸軍信息化裝備已占 50%, 海軍、空軍信息化裝備占 70%;2020 年前后美國主戰(zhàn)武器裝備將實現(xiàn)完全信息化。 由于技術進步和正在轉型的軍事條令的驅(qū)動,歐洲軍事通信工業(yè)得以迅猛發(fā)展,包 括軟件無線電臺、數(shù)據(jù)鏈、班級電臺、用于近距離致遠的空-地鏈路和衛(wèi)星通信等 領域。近年來,俄、日、印等周邊國家以及歐洲各國在網(wǎng)絡中心戰(zhàn)思想的指導下, 充分利用先進信息技術推動軍事電子信息裝備的發(fā)展。

根據(jù)中金企信研究數(shù)據(jù),2020 年全球 C4ISR 系統(tǒng)市場規(guī)模估計為 1,019 億美元, 預計到 2027 年將達到 1,185 億美元,年均復合增長率為 2.20%。其中 2020 年,美 國 C4ISR 系統(tǒng)市場規(guī)模估計為 276 億美元,中國 C4ISR 系統(tǒng)市場規(guī)模估計為 174 億 美元。預計到 2027 年,中國 C4ISR 系統(tǒng)市場規(guī)模將達到 231 億美元,年均復合增長 率為 4.10%。

市場規(guī)模方面,據(jù) Leadleo Research 數(shù)據(jù),2020 年我國公共安全領域市場規(guī) 模或?qū)崿F(xiàn) 70.6 億元,占總市場規(guī)模比重達 57%;其次為公共事業(yè)領域,包括了交 通運輸、能源、水利、林業(yè)等,市場規(guī)模 37.9 億元,占總市場規(guī)模比重達 31%;工 商業(yè)主要包括了物業(yè)、服務業(yè)、建筑、物流、制造業(yè)等,市場規(guī)模 14.9 億元,占 總市場規(guī)模比重達 12%。受益于國家對政府與公共安全的重視,以及我國經(jīng)濟快速發(fā)展帶來的大型活動增加,我國專網(wǎng)通信市場近年來一直保持較快增長。2016 年我 國專網(wǎng)通信市場規(guī)模達到 162 億元,到 2020 年市場規(guī)模增長至 344 億元,增長率為 13.9%。前瞻估計 2021 年我國專網(wǎng)通信行業(yè)市場規(guī)模保持穩(wěn)定增長態(tài)勢,2021 年市 場規(guī)模約為 387 億元。

受益于國家對政府與公共安全的重視,以及我國經(jīng)濟快速發(fā)展帶來的大型活動 增加,我國專網(wǎng)通信市場近年來一直保持較快增長,2016 年我國專網(wǎng)通信市場規(guī)模 達到 162 億元,到 2020 年市場規(guī)模增長至 344 億元,增長率為 13.9%。社會經(jīng)濟發(fā) 展帶動專網(wǎng)通信需求的擴大和升級。未來幾年我國基礎設施建設仍將處于大規(guī)模建 設、升級期,這將帶動配套的專業(yè)無線通信設備需求快速增長。專業(yè)無線通信產(chǎn)品 是各國公共安全部門實現(xiàn)有效指揮調(diào)度的必備裝備,交通運輸、能源、林業(yè)、水利 等公用事業(yè)部門為了提高生產(chǎn)運營效率和保障生產(chǎn)安全,也普遍有配套專業(yè)無線通 信設備的需求。前瞻估計未來五年我國專網(wǎng)通信行業(yè)的市場規(guī)模將保持增長,到 2026 年市場規(guī)模將達到 667 億元。

3.6、軍工電子:國防信息化建設的基礎支撐

電子元器件制造業(yè)是整個電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎支撐,我國電子元器件行業(yè)總產(chǎn) 值約占電子信息產(chǎn)業(yè)的五分之一,已成為支撐我國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎。 軍工電子元器件大致劃分為兩個大類:一類為無源器件,另一類為有源器件。無源 器件主要包括阻容感(重點產(chǎn)品如 MLCC、鉭電容)、連接器、繼電器、被動射頻元 件等。有源器件主要包括模擬電路、數(shù)字電路和分立器件,其中,集成電路主要包 括存儲芯片、GPU、DSP、IGBT、FPGA、ASIC、SOC、SIP、MEMS(重點產(chǎn)品如紅外 MEMS 芯片、振動/溫度/壓力 MEMS 芯片等)、微波毫米波射頻芯片、T/R 組件、基帶 芯片等。

軍工電子是國防科技工業(yè)的重要基石,是一個相對獨立的產(chǎn)業(yè)集群,電子信息 技術、部組件及裝備同時也服務于航空、航天、兵器和船舶等其他產(chǎn)業(yè)集群,為主 戰(zhàn)裝備飛機、衛(wèi)星、艦船和車輛由機械化向信息化轉變提供技術支持和武器裝備的 配套性支持,是我國軍隊實現(xiàn)信息系統(tǒng)一體化、武器裝備信息化、信息裝備武器 化、信息基礎設施現(xiàn)代化的重要基礎。

當前,以信息化為核心的現(xiàn)代戰(zhàn)爭對于電子設備的需求逐年增加。選用高可靠 性的元器件是實現(xiàn)武器裝備信息化的必要條件,所以電子元器件選型的重要性就日 益凸顯出來。以航空裝備為例,在機載航電設備中,應用的元器件數(shù)量和種類眾多, 因此保證機載航電設備的任務可靠性,就必須先保證電子元器件的固有和應用可靠 性,而有效的選取電子元器件,可以提升武器裝備的可靠性水平。據(jù)國內(nèi)外相關數(shù) 據(jù)分析,近 50%的電子元器件失效并非源于固有可靠性不高,而是元器件選型不當 造成,故保證軍用電子產(chǎn)品的可靠性應嚴格把控元器件的選型。根據(jù)國內(nèi)不完全統(tǒng) 計,直升機外場保障中有近 30%的故障是由電子元器件故障引起的,其中 40%是由 電子元器件選用不合理造成的,電子元器件故障給直升機使用造成了嚴重影響。

軍用電子元器件的科研生產(chǎn)水平是國家軍事基礎工業(yè)綜合實力的體現(xiàn),軍用電 子元器件的質(zhì)量與可靠性水平是反映新一代武器裝備技術性能的重要標志。軍用電 子元器件標準及標準體系是科學指導和規(guī)范軍用電子元器件科研、生產(chǎn)使用各個環(huán) 節(jié)質(zhì)量和可靠性工作的重要技術基礎。 研制方面,軍用電子元器件研制項目的整個研發(fā)周期約為 2.5 年,其中設計周 期約為 9~15 個月,評價周期約為 8 個月。使用方面,元器件使用全過程包括選擇、采購、監(jiān)制、驗收、篩選(拷機)、破 壞性物理分析(DPA)、保管、使用、電氣裝配 、通電調(diào)試、靜電防護和失效分析等。

在整個研制及使用過程中,考慮到電子元器件數(shù)量繁多,總結來看,主要從標 準設立、質(zhì)量控制兩大角度全面保障電子元器件可靠性,因而上游廠商需要付出極 大的時間成本及技術成本來全面參與,一旦形成穩(wěn)定的供貨關系,新廠商難以撼動 其地位。

軍用電子元器件國軍標體系通過近 40 年的建設,已成為軍用電子元器件質(zhì)量 控制與可靠性保障的主體平臺,形成了覆蓋元器件各個專業(yè)門類的標準體系,有力 支撐了軍用電子元器件科研生產(chǎn)和整機裝備配套建設。目前現(xiàn)行有效的電子元器件 國家軍用標準有近千項,包括管理標準、通用基礎標準、產(chǎn)品標準和應用標準等。每年支撐裝發(fā)及海陸空等各軍兵種各類元器件產(chǎn)品 研制任務數(shù)千項,覆蓋新品、型譜、貫標、核高基、質(zhì)量增長等所有元器件產(chǎn)品研 制任務和專項工程,貫穿協(xié)議約定、鑒定依據(jù)和驗收評價等各環(huán)節(jié),提必及可靠 性、言必談標準是軍用電子元器件領域的各類節(jié)點檢查、審查驗收的基本要求, 軍用電子元器件標準體系不斷完善,已成為軍用電子元器件質(zhì)量控制與可靠性保障 的主體平臺,有力支撐了軍用電子元器件科研生產(chǎn)和整機裝備配套建設。

選型方面,為保證軍用電子產(chǎn)品設計師對元器件正確選型,首先應參照《電子 元器件質(zhì)量保證大綱》和型號元器件質(zhì)量保證大綱的要求,針對軍用裝備的任 務需求、技術指標和環(huán)境適應性要求等,擬定相應的元器件選型依據(jù),從而在型號 研制階段依。據(jù)大綱開展元器件選型評審及指導設計實踐中的選型工作。 元器件選型的原則,應面向型號產(chǎn)品的使用要求,選用功能、性能、質(zhì)量等級 和技術指標均適應的元器件,而非一味追求高性能、高品質(zhì)和高質(zhì)量等級的元器件; 應盡量優(yōu)選型號總體單位指定的元器件優(yōu)選目錄中的國產(chǎn)元器件,避免因外部因素 造成裝備自主保障不利,也要避免使用最新研制成功,但未經(jīng)技術鑒定合格的元器 件;應優(yōu)選正規(guī)供應渠道的標準元器件,即高可靠性、質(zhì)量穩(wěn)定和非淘汰的元器件。

篩選方面,元器件篩選試驗是指通過特定的試驗剔除生產(chǎn)不合格或存在缺陷的 早期失效電子產(chǎn)品而進行的試驗,以保證元器件的可靠性。元器件篩選包括一次篩 選、二次篩選和升級篩選。 一次篩選是指生產(chǎn)單位在交付前,按元器件的產(chǎn)品詳規(guī)進行初次篩選。二次篩 選是指主機研制單位在元器件裝配前為滿足可靠性的要求,在一次篩選的基礎上進 行的復檢及驗證。在美國等西方國家沒有二次篩選要求,元器件采購后就可以在型 號上應用。

在我國軍工產(chǎn)品使用的元器件均要求進行二次篩選,原因在于我國元器件的生 產(chǎn)與研制水平尚處于初級階段,和國外的同類型產(chǎn)品還存在一定的差距,一次篩選 的試驗設計不能完全覆蓋型號研制的環(huán)境應力需求。二次篩選的通用要求參照 GJB 7243-2011《軍用電子元器件篩選技術要求》或主機研制單位按其設計需求在國家 軍用標準規(guī)范上進行裁剪。

DPA 試驗方面,DPA 是通過對電子元器件進行合理抽樣,對樣品實施非破壞性 和破壞性檢驗及分析后,判斷該批次的電子產(chǎn)品是否滿足用戶的質(zhì)量和設計需求, 使用戶在設計使用前全面掌握元器件的質(zhì)量狀態(tài),確保裝機的元器件有較高的可靠 性。DPA 起源于二戰(zhàn)后的美國,主要通過對元器件樣品進行解剖,來驗證元器件的 設計、結構、材料和制造質(zhì)量能否符合現(xiàn)有標準規(guī)定。國家軍用標準規(guī)范包括: GJB 4027A-2006《軍用電子元器件破壞性物理分析方法》、GJB 128A-1997《半導體 分立器件試驗方法》、GJB 360A-1996《電子及電氣元件試驗方法》和 GJB 548A1996《微電子器件試驗方法和程序》。

可靠性檢測服務是軍用電子元器件產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié),獨立的檢測機構主要 是承接二篩業(yè)務,電子元器件制造廠商根據(jù)自身經(jīng)營需要也會將部分內(nèi)部測試業(yè)務 對外委托檢測。軍用電子元器件已成為發(fā)展現(xiàn)代電子信息化武器裝備的必備元件。 隨著現(xiàn)代科學技術的高速發(fā)展,全球正經(jīng)歷機械化戰(zhàn)爭形態(tài)向信息化軍事形態(tài)的轉 變,而這場變革的核心和本質(zhì)就是信息化。實現(xiàn)武器裝備信息化的必要條件是擁有 高水平、高可靠性的軍用電子元器件。隨著各個國家經(jīng)費投入、裝備平臺建設及編 制改革的推進,未來軍工電子信息化投入規(guī)模將持續(xù)增加。根據(jù)觀研天下數(shù)據(jù), 2021 年全球軍用電子元器件可靠性檢測服務行業(yè)市場規(guī)模已達到 689.45 億美元左 右, 2021 年我國軍用電子元器件可靠性檢測市場規(guī)模增長至 646.7 億元。

近年來,我國也出臺了《認證認可檢驗檢測信息化十三五建設任務與行動 計劃》等政策和指導意見,為檢驗檢測行業(yè)創(chuàng)新服務模式、增強服務能力提供了必 要的政策支持。根據(jù)觀研天下數(shù)據(jù),目前,我國軍工檢測行業(yè)正處于快速發(fā)展階段, 呈現(xiàn)機構眾多、單個機構規(guī)模較小的競爭格局。未來,隨著更多中小機構入局,軍 用電子元器件可靠性檢測服務行業(yè)檢驗檢測機構數(shù)量將持續(xù)增加,預計在 2029 年 增長至 7.86 萬家。此外,我國軍用電子元器件可靠性檢測服務行業(yè)市場規(guī)模或?qū)?持續(xù)擴大,我國軍用電子元器件可靠性檢測服務行業(yè)市場規(guī)模在 2029 年預計達到 923.90 億元。

3.7、無人機:信息化在武器裝備的綜合體現(xiàn)

無人機是不攜載操作人員、由動力驅(qū)動、可重復使用、利用空氣動力承載飛行、 可攜帶有效載荷、在遠程控制或自主規(guī)劃的情況下完成指定任務的航空器。根據(jù)北 京航空航天大學出版社出版的《無人機系統(tǒng)概論》,典型的無人機系統(tǒng)由飛行平臺、 動力裝置、航電系統(tǒng)、任務載荷系統(tǒng)、地面系統(tǒng)、綜合保障系統(tǒng)等組成。

隨著無人機技術的飛速發(fā)展,無人機系統(tǒng)形成了種類繁多、用途廣泛、特點鮮 明的分類特征,致使其在尺寸、質(zhì)量、航程、航時、飛行高度、飛行速度、性能和 特征以及任務等多方面都有較大差異。通常,無人機可按用途、飛行平臺構造、大 小、飛行性能、續(xù)航時間等方法進行分類。

無人機的發(fā)展最早可以追溯到 1917 年,當時英國皇家航空研究院將空氣動力 學、輕型發(fā)動機和無線電三者結合起來,研制出世界上第一架無人駕駛飛機。此后, 全球軍用無人機的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個階段:20 世紀 20-60 年代,無人機主要 作為靶機使用,是無人機發(fā)展的起步階段;20 世紀 60-80 年代,無人偵察機及電子 類無人機在戰(zhàn)場上嶄露頭角,無人機開始進入實用階段;從 20 世紀 90 年代起,無 人機在現(xiàn)代高技術局部戰(zhàn)爭中得到了全面應用,無人機正處于迅猛崛起和蓬勃發(fā)展 階段。

我國軍用無人機起步于 1964 年,1980 年代開始批量使用無人機,最初主要作 為防空系統(tǒng)的靶機和干擾誘餌等。到 2000 年后,我國相關科研院所、高等院校積 極合作,開發(fā)出了多型的無人機設備,除了 2002 年在珠海航展上亮相的 WZ-2000 型 無人偵察機引起世界轟動外,近幾年也開發(fā)出了中國版的捕食者——彩虹-4 號、 彩虹-5 號無人機和翼龍型無人機,還有酷似全球鷹的翔龍型無, 而利劍隱身無人攻擊機在 2019 年國慶閱兵時正式亮相,并更名為攻擊 11。

我國研制無人機已有五十多年的歷史,國內(nèi)無人機的研究發(fā)展在總體設計、飛 行控制、組合導航、中繼數(shù)據(jù)鏈路系統(tǒng)、傳感器技術、圖像傳輸、信息對抗與反對 抗、發(fā)射回收、生產(chǎn)制造和部隊使用等諸多技術領域積累了一定的經(jīng)驗,具備一定 的技術基礎。 但在軍用無人機領域,我軍無人機裝備同發(fā)達國家相比仍有一定差距,還不能 完全適應高技術戰(zhàn)爭的要求。國內(nèi)己有的無人機任務系統(tǒng)載重都不大,尚難滿足電 子對抗、預警、偵察等大型任務系統(tǒng)的要求,平臺技術難以滿足無人作戰(zhàn)飛機的高 隱身、高機動能力的要求,在氣動力、發(fā)動機、輕質(zhì)結構和高精度導航等方面基礎 技術薄弱。

無人機產(chǎn)業(yè)鏈上游為無人機設計研發(fā)及關鍵原材料的生產(chǎn),其中關鍵原材料有 金屬材料和復合材料兩大類,包括鈦合金、鋁合金、陶瓷基等特殊材料。中游無人 機整機制造包括飛行系統(tǒng)、地面系統(tǒng)、任務載荷系統(tǒng)三個方面,是無人機制造的核心部分。飛行系統(tǒng)包含動力系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和機體制造等, 是無人機完成起飛、空中飛行、執(zhí)行任務和返場回收等整個飛行過程的核心系統(tǒng)。 無人機產(chǎn)業(yè)鏈下游是無人機的應用場景,無人機可應用于軍用偵察、軍用攻擊、航 空拍攝、燈光表演、農(nóng)林植保、災難救援、物流運輸、電力巡檢等領域。

無人機作為新時代極具代表性的科技產(chǎn)品,市場價值及其應用前景是有目共睹 的。隨著無人機工業(yè)應用及個人消費領域的不斷滲透,近年來全球民用無人機市場 飛速發(fā)展,2021 年全球民用無人機市場規(guī)模達 1605.48 億元,較 2020 年增加了 612.08 億元,同比增長 61.61%。而隨著下游應用領域的不斷擴大,未來將繼續(xù)保持增長,預計 2024 年全球民用無人機市場規(guī)模將達到 4157.27 億元。

近年來我國民用無人機市場蓬勃發(fā)展,2021 年中國民用無人機市場規(guī)模達 869.12 億元,較 2020 年增加了 270.08 億元,同比增長 45.09%,中國民用無人機的市場發(fā)展?jié)摿薮?,預計 2024 年中國民用無人機市場規(guī)模將達到 2075.58 億元。其 中,工業(yè)級無人機市場規(guī)模占民用無人機市場總規(guī)模的比例逐年攀升,2021 年中國 工業(yè)級無人機市場規(guī)模占民用無人機市場總規(guī)模的 55.01%,較 2015 年的 19.31%增 長了 35.70%。預計 2024 年中國工業(yè)級無人機市場規(guī)模占民用無人機市場總規(guī)模的 比例將達到 72.65%,而消費級無人機市場規(guī)模占民用無人機市場總規(guī)模的比例剛好 相反,2021 年中國消費級無人機市場規(guī)模占民用無人機市場總規(guī)模的 44.99%,較 2015 年的 80.69%減少了 35.70%,預計 2024 年中國消費級無人機市場規(guī)模占民用無 人機市場總規(guī)模的比例約為 27.35%。

3.8、仿真訓練:現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的超前智能較量

軍事仿真技術的工具是計算機和專用物理設備,其基礎是計算技術、軍事運籌 方法、相似原理和控制論,它是一種在軍事作戰(zhàn)及保障領域,對實際的或者設想的 系統(tǒng)利用系統(tǒng)模型進行試驗研究的綜合技術。根據(jù)《軍事仿真技術的價值分析及發(fā) 展展望》一文,在軍事裝備領域,軍事仿真技術已經(jīng)成為武器裝備研制與試驗中的 先導技術、校驗技術和分析技術。1930 年左右美國陸、海軍航空隊就使用了林克式 儀表飛行模擬訓練器,當時其經(jīng)濟效益相當于每年節(jié)約 1.3 億美元,而且少犧牲 524 名飛行員。在 20 世紀 80 年代對于導彈研制,由于采用仿真就有了減少飛行試 驗數(shù)量 30%~40%、節(jié)約研制經(jīng)費 10%~40%和縮短周期 30%~40%的效果,極大地減 少了裝備研發(fā)成本。

美國國防部高度重視仿真技術的發(fā)展,美國一直將建模與仿真列為重要的國防 關鍵技術。1992 年公布了國防建模與仿真倡議,并成立了國防建模與仿真辦公 室,負責倡議的實施:1992 年 7 月美國防部公布了國防科學技術戰(zhàn)略,綜合仿 真環(huán)境被列為保持美國軍事優(yōu)勢的七大推動技術之一;1995 年 10 月,美國防部 公布了建模與仿真主計劃,提出了美國防部建模與仿真的六個主目標;

1997 年 度的美國國防技術領域計劃,將建模與仿真列為有助于能極大提高軍事能 力的四大支柱(戰(zhàn)備、現(xiàn)代化、部隊結構、持續(xù)能力)的一項重要技術,并計劃從 1996 年至 2001 年投資 5.4 億美元、年均投資 0.9 億美元。同時美國國防科學局 (Defense Science Board)認為建立集成的綜合仿真環(huán)境和仿真系統(tǒng),必須解決 五個層次的使能技術,(enabling technologies)(即應能解決實現(xiàn)的技術):

基礎技術:包括光纖通訊、集成電路、軟件工具、人的行為模型、環(huán)境模型等; 元、部件級技術:包括內(nèi)存、顯示、局域網(wǎng)、微處理器、數(shù)據(jù)庫管理系 統(tǒng),數(shù)/模/數(shù)轉換器,建模與仿真構造工具,測試設備等; 系統(tǒng)級技術:包括微機系統(tǒng),人一機界面,遠距離通訊/廣域網(wǎng)、計算 機圖象生成; 應用級技術:包括制造過程仿真、工程設計建模與仿真,含人仿真系統(tǒng), 隨機作戰(zhàn)仿真等; 集成綜合環(huán)境和建模與仿真工程:包括原型機、規(guī)劃、設計與制造,訓 練與備戰(zhàn),測試與評估。

同樣,歐洲對于仿真的研究歷來也十分重視。北大西洋公約組織(NATO)于 1992 年 9 月成立了 DIS 工作組。同年歐洲學術界的二百個成員成立了歐洲仿真特殊 興趣組,并于次年組建了仿真未來:新概念、工具和應用基礎研究工作組。制 定了仿真基礎研究和開發(fā)為第一優(yōu)先主題。尤其是并行和分布式仿真這樣的基礎技 術,圍繞這個主題將就仿真互操作性展開行動計劃。并對應于美國 DIS 工作 組成立一些對應的機構進行跟蹤研究。

軍用計算機仿真(軟件)企業(yè)可以通過提供技術開發(fā)、銷售軟件產(chǎn)品、提供技 術服務等方式實現(xiàn)盈利。對于技術開發(fā)類合同,制造商可以利用自身核心技術,由 技術人員為客戶提供定制化開發(fā),收取技術開發(fā)費用;對于軟件產(chǎn)品銷售類合同, 制造商通過自主研發(fā)形成具有自主知識產(chǎn)權的軟件產(chǎn)品,并銷售給客戶以獲取產(chǎn)品 銷售收入;對于技術服務類合同,行業(yè)可以根據(jù)客戶需求提供軟件技術方案及軟件產(chǎn)品使用相關培訓等服務以實現(xiàn)服務收入。 2019 年我國軍用計算機仿真(軟件)行業(yè)市場規(guī)模 106.47 億元,其中,軍用 計算機仿真基礎軟件(工具平臺)規(guī)模 18.16 億元;軍用仿真業(yè)務應用軟件(軟件 系統(tǒng))規(guī)模 44.96 億元;軍用軟件技術開發(fā)及服務規(guī)模 43.35 億元。

3.9、網(wǎng)絡安全:制網(wǎng)權將成為戰(zhàn)爭關鍵制權

隨著信息技術的快速發(fā)展和信息化應用的不斷深入,信息技術、產(chǎn)品及網(wǎng)絡已 經(jīng)融入社會經(jīng)濟生活的方方面面,但同時信息安全問題也越來越突出。信息安全是 指信息系統(tǒng)的硬件、軟件及系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)受到保護,不會由于偶然的或者惡意的原 因而遭到未經(jīng)授權的訪問、泄露、破壞、修改、審閱、檢查、記錄或銷毀,確保信 息系統(tǒng)連續(xù)可靠地運行,保證信息服務不中斷。信息安全行業(yè)主要為各類用戶通過 公共和專用網(wǎng)絡傳遞、存儲、處理各種語音、傳真、數(shù)據(jù)、視訊等信息時的信息安 全提供服務,即確保通信系統(tǒng)和信息網(wǎng)絡中各類信息的保密性、完整性、真實性和 可靠性。

網(wǎng)絡安全產(chǎn)業(yè)鏈涉及范圍廣泛,主要包括上游基層技術、中游網(wǎng)絡安全產(chǎn)品和 服務、下游多領域應用。上游基層技術包括工控機、服務器、集成電路等,中游網(wǎng)絡安全產(chǎn)品與服務主要分為硬件產(chǎn)品、軟件產(chǎn)品與安全服務。下游應用領域廣泛, 通信、金融、醫(yī)療等是網(wǎng)絡安全治理的幾大關鍵領域。

隨著軍隊的組織架構日趨完善,各種類型的安全設備、安全數(shù)據(jù)越來越多,傳 統(tǒng)的分析能力明顯不足。為應對以高級持續(xù)威脅(APT)為代表的新型安全威脅, 安全防護系統(tǒng)需要儲存和分析更多的安全信息并且更加快速地做出判定和響應。 參照美國,步入信息時代以來,美國歷任總統(tǒng)都在網(wǎng)絡安全領域進行了一系列 的部署。自里根和老布什政府開始,美國相關部門開始認識到美國在網(wǎng)絡領域可能 面臨的風險以及加強網(wǎng)絡安全防御的重要性。

克林頓政府明確了網(wǎng)絡安全在國家安 全戰(zhàn)略中的地位和意義,對信息基礎設施保護等問題做出了具體要求,實行防御 為主的國家網(wǎng)絡安全政策。9·11 事件之后,小布什政府將網(wǎng)絡空間安全戰(zhàn)略上 升為國家安全戰(zhàn)略,建立了網(wǎng)絡安全框架,在更全面地開展網(wǎng)絡防御工作的同時, 開始部署網(wǎng)絡空間攻擊性行動,其網(wǎng)絡安全政策呈現(xiàn)出攻防結合的特點。奧巴馬政 府更是建立了涵蓋立法、機構設置、技術發(fā)展及國際合作等各方面的較為完善的國 家網(wǎng)絡空間戰(zhàn)略體系。特朗普政府在網(wǎng)絡安全方面秉持了以實力求和平的原則, 以提高網(wǎng)絡攻擊能力、加強對潛在對手的威懾來維持美國的全球領導地位。

分層威懾是美國網(wǎng)絡威懾理論與政策發(fā)展的新動向。分層威懾主張整 合所有威懾手段和工具,將政府、國內(nèi)私人行為體以及國際盟友均納入網(wǎng)絡威懾體 系,形成各層級綜合應對網(wǎng)絡威脅的網(wǎng)絡,從而塑造和影響對手決策。分層威懾 與以往網(wǎng)絡威懾的不同之處在于,它更強調(diào)預先發(fā)現(xiàn)、跟蹤和打擊對手,將防線推 進到攻擊源頭,從而在敵人面前獲得主動權;同時注重聯(lián)合盟友和伙伴,在共同利 益和價值觀的基礎上創(chuàng)建和執(zhí)行網(wǎng)絡規(guī)則,并利用外交、軍事、經(jīng)濟等所有國家工 具迫使對手重新評估攻擊的利弊,從而實現(xiàn)由威懾性的勸阻。分層威懾的提 出顯示出美國網(wǎng)絡空間政策較以往更加強硬,網(wǎng)絡空間軍事化趨勢更加明顯。

其中,國防部在2020年獲得96億美元的網(wǎng)絡安全預算,占其部門總預算的 1.34%, 經(jīng)費和占比都達到近年來最高水平。其在安全防御、攻擊和研發(fā)三個方面投入分別 為 54 億美元、37 億美元和 5 億美元,占比分別為 56.3%、38.5%和 5.2%,在強化防 御的同時突出攻擊能力建設。

根據(jù) iiMedia Research(艾媒咨詢)數(shù)據(jù)顯示,中國網(wǎng)絡信息安全市場規(guī)模自 2017 年以來保持高速增長態(tài)勢,平均增幅達到 22.5%。2021 年,中國網(wǎng)絡信息安全 市場規(guī)模有望達到 926.8 億元。艾媒咨詢分析師認為,在系列政策的刺激與技術不 斷進步的影響下,未來中國網(wǎng)絡信息安全市場規(guī)模增幅將進一步擴大,預計2023年 市場規(guī)模將突破 1400 億元。國外咨詢機構 Mordor Intelligence 發(fā)布《防務網(wǎng)絡安 全市場:發(fā)展,趨勢,新冠疫情沖擊和展望(2021-2026)》,該報告在對全球防務 網(wǎng)絡安全市場進行綜合概述的基礎上,提出軍隊、政府部門以及防務企業(yè)均對網(wǎng)絡 安全有巨大需求,未來防務網(wǎng)絡安全市場前景廣闊,預計 2026 年全球防務網(wǎng)絡安 全市場可望達到 285.3 億美元,2021-2026 年間的年均復合增長率(CAGR)約為 10.51%。

從技術角度來看,信息安全是對信息與信息系統(tǒng)固有屬性的攻擊與保護的過程。 它圍繞著信息系統(tǒng)、信息自身及信息利用的保密性、真實性、完整性、可靠性、可 用性、不可否認性、可控性這七個核心安全屬性,具體反映在物理安全、運行安全、 數(shù)據(jù)安全、內(nèi)容安全、信息內(nèi)容對抗等五個層面上。全球競爭格局上看,2010-2021 年 8 月,全球網(wǎng)絡安全專利申請人 CR10 呈現(xiàn)波 動下降態(tài)勢,由 2010 年的 15.16%下降至 2021 年 8 月的 7.88%。整體來看,全球網(wǎng) 絡安全專利申請人集中度不高,且集中度呈現(xiàn)下降趨勢。從專利角度來看,2010- 2017 年,美國網(wǎng)絡安全專利申請數(shù)量遙遙領先,但在 2018 年被中國反超。2018 年, 中國網(wǎng)絡安全專利申請量為 6647 項,美國為 6096 項。2020 年,中國網(wǎng)絡安全專利 申請量為 10101 項,美國下降至 4877 項,兩國差距逐漸拉開。

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精選報告來源:【未來智庫】

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