为提高海军在利用环境信息进行水下战的能力，本文研究了一份关于在潜艇对潜艇被动声纳搜索任务中运用环境信息的指南及其操作实施。开发了一个实验系统，以探究海洋预报的提前期、在搜索场景决策中对此类预报的使用以及任务影响之间的关系。研究结果表明，在实际操作中，环境预报会影响任务决策和结果，但更新环境预报并非任务结果的最大驱动因素。一个意外但重要的建议是，鉴于环境产品的近期改进，环境预报的操作使用方式可能已经过时，而理解和改进环境信息与其使用程序的共同影响至关重要。

图1.1. 关于在水下战中使用何种环境信息来源的战术、作战和战略层级决策。

探测和跟踪潜艇的能力对国家安全至关重要，也是海军的优先事项。为协助海军提高利用环境信息优化水下战资产部署的能力，本研究评估了在战术决策中使用气象与海洋学信息对任务结果的价值。这最终可为观测和建模投资，以及在带宽和/或更新周期有限时优先处理何种信息的战术决策提供参考。

比较和评估环境信息的替代来源，与战术、作战和战略层级的决策相关，如图1.1所示。

本项目旨在解决以下问题： • 环境信息来源的选择如何影响水下战任务？

• 水下战不同决策和任务结果的主要驱动因素是什么？

查阅了指导文件，并与声纳和潜艇作战领域的主题专家进行了交流。在此基础上，开发并自动化了一个潜艇对潜艇被动声纳探测任务的场景模型，详见第2.2.1节。接着，利用海洋场、声学传播模型和决策场景开发了一个实验系统，具体实现细节见第2节及附录。海洋场数据来自全球海洋预报系统3.1版的历史预报和再分析数据，以及广义数字环境模型4.0版的气候学数据。遵循Harding（2022）的方法，选择了北大西洋区域的一个作战区域。声学传播模型采用了海军战术决策辅助工具中使用的海军标准抛物线方程模型。

通过精心设计的输入参数集，使用该系统生成了一个包含目标潜艇位置、发射频率、反映一系列METOC条件的日期等输入因素的数据集，以及接收方使用提前期最长达165小时的METOC预报所做的决策，和以传输损耗与探测结果衡量的任务结果。分析了所得数据集，以评估提前期和其他因素对任务结果的影响，以及使用METOC预报进行决策的价值。

结果表明，METOC条件会影响最佳行动方案和任务结果，并且诸如声源频率等因素对探测的影响可能与声源距离同等重要。在所研究的决策情境中，结果表明，海洋预报的提前期并非其价值的主要驱动因素，更新海洋预报的价值可能未超过获取这些预报所需付出的操作成本（例如，时间和隐身性成本）。尽管这一结论在本研究范围（使用了北大西洋地区的纯探测任务场景及其他特定假设）内成立，但它突显了将环境信息与适当有效之使用程序相匹配的至关重要性。本研究的结果支持了METOC界日益将水下战作战人员视为其产品用户的关注焦点。未来明确研究环境信息与战术指南相结合的性能，将有助于确定METOC产品及其使用指南的高价值改进方向。