SOFAR通道被發現后，首先被用于海上救生系統，即海軍遠距離發送求救信號的工具。最初的構想是，海上墜機或沉船的幸存者可以扔一個炸彈，在SOFAR聲學通道爆炸，借助SOFAR聲學通道的遠程傳遞，該爆炸信號被陸地上的岸基監視站監視到，之后統計分析聲波的到達時間差，就可以計算出幸存者的大概位置。該項目被稱為SOFAR項目，但最終不了了之。

盡管早在一戰時期就發明了原始聲吶，二戰時，用主被動聲吶探測潛艇的技術已被大量應用，但這些系統多采用較高頻率的聲波，在有利的水文條件下作用距離也就幾百米。二戰期間，哈佛大學水下聲音實驗室負責人弗雷德里克·亨特，想到了SOFAR聲學通道，提出使用SOFAR通道來監視潛艇發出的噪聲。不僅如此，亨特還做了一個令人信服的論證，即無論潛艇本身是否處于SOFAR通道，其發出的低于500Hz的低頻聲波，都可以從任何震源深度滲透到SOFAR通道，在SOFAR通道里進行遠距離傳輸。這就是SOSUS系統 (Sound Surveillance System) 的科學基礎。

鑒于蘇聯潛艇是以二戰時德國的潛艇技術為基礎研制的，美軍認為，其對美國的海上安全構成嚴重的威脅。1950年，美軍內部多次秘密討論如何應對蘇聯潛艇的威脅。

通過美國電話電報公司的一系列努力，大量水聽器陣列被放置在海底。這些水聽器通過水下電纜連接到位于岸上的信息處理中心，這些信息處理中心對外模糊地被稱為“海軍設施”(Naval Facilities，NAVFAC)。1952年1月，第一個全尺寸的SOSUS系統原型，在巴哈馬的伊柳塞拉島約440米下的海底建成，包括一個長約305米的水聽器陣列和40個水聽器。測試表明，該陣列能在很遠的距離上發現當時的美國潛艇。于是，美軍決定在美國整個東海岸安裝類似的陣列，這樣就可以監視從歐洲進入大西洋的蘇聯潛艇。兩年后，美軍決定將系統擴展到美國西海岸和夏威夷。

早期的SOSUS線陣列位于大陸架的邊緣，受當時技術限制，電纜長度不能超過241千米，因此，NAVFAC信號處理中心必須位于最靠近陸地的沿海地區。為了分析這些信號，AT＆T公司采用當時最先進的語音分析設備聲譜繪圖儀。它能用當時很尖端的靜電指針，在特殊的靜電敏感紙上畫出黑灰色的紋路。而另一種安裝在NAVFAC中心的低頻分析記錄儀，被設計用于分析低頻水下信號的各種頻率特征，然后在所謂的LOFAR圖譜中分辨出潛艇產生的獨特聲音特征。

在探測和跟蹤蘇聯核潛艇方面，SOSUS系統非常成功。隨著越來越多的蘇聯潛艇從巴倫支海和白海的基地進入北大西洋，美軍在冰島和英國威爾士，建立了更多的陣列和NAVFAC信號處理中心。當時，每個NAVFAC信號處理中心的幾十臺LOFAR分析儀和數百名操作人員，24小時不間斷工作。在這里，所有聲學信號最終被處理為一個扇形的水平波束，其中特定的聲音信號可以繪制為一個個小角度扇形，每個扇形的張角只有2至5度，表示聲源的方位角。然后，就是對聲源的時頻分析，區分海洋背景噪聲，以及與機械相關的特定頻譜，這是識別目標的關鍵。這些記錄匯總到經過專門訓練的分析人員那里進一步分析，尋找潛艇特定的“聲學指紋”，進行身份識別，同時通過多個方位角扇形來交叉定位，預測其下一步走向，必要時給出預警。

到1957年，SOSUS系統延伸到了太平洋，除了北美洲，美軍在關島、中途島、阿留申群島、檀香山都部署了NAVFAC中心。到20世紀70年代中期，美軍在全球建立了20個NAVFAC信號處理中心，分別隸屬于太平洋和大西洋兩個大洋系統司令部，工作人員多達3500人。

1962年6月，NAVFAC哈特拉斯角中心與蘇聯柴電潛艇發生了第一次SOSUS接觸。一個月后，NAVFAC巴巴多斯中心首次在挪威西部發現一艘蘇聯核潛艇。在古巴導彈危機期間，SOSUS系統的水聲數據，第一次與現場的視覺偵察數據進行了關聯比對。當時，NAVFAC大特克中心“聽到”古巴有一艘蘇聯F級潛艇，一架在古巴附近游弋的美軍巡邏機予以證實。隨后，越來越多的蘇聯潛艇從巴倫支海和白海基地駛入北大西洋，它們利用地形復雜的挪威北部海岸線作為掩護，向南進入格陵蘭、冰島、英國 (GIUK) 一線，常規手段越來越難發現它們的活動。為此，美軍決定將SOSUS擴展到更多的北大西洋水域，并于1966年和1974年分別在冰島凱夫拉維克和威爾士布勞迪，成立了新的NAVFAC中心。1968年，NAVFAC凱夫拉維克中心首次“聽到”了蘇聯的C級和V級核動力潛艇，同年5月，SOSUS系統在定位美軍于亞速爾群島附近失蹤的“天蝎座”號潛艇殘骸方面發揮了關鍵作用。1968年3月，SOSUS數據促成了蘇聯G級潛艇的發現。隨后，SOSUS系統又嘗試使用新的“分割陣列”技術，即一些單個線陣列被分割為更小的陣列，各自單獨輸出和處理其信號，然后以電子組網的方式重新組合以實現更窄的波束和更強的方向性。1974年，凱夫拉維克成為第一個檢測到蘇聯D級戰略導彈核潛艇的NAVFAC中心。

隨著冷戰的持續，蘇聯潛艇部隊的規模和實力不斷增強，SOSUS成為美軍的“秘密武器”。由于蘇聯潛艇噪聲普遍比美國高約30分貝，因此SOSUS系統很容易發現蘇軍潛艇。

到20世紀80年代，SOSUS系統的電纜技術得到改進。最顯著的變化在于，NAVFAC信號處理中心可布置在離SOSUS系統的水聽器陣列更遠的地方，既可大為減少岸上NAVFAC信息處理中心的數量，又能把SOSUS水聽器陣列向大洋深處延伸。例如，所有的大西洋和加勒比地區的NAVFAC中心，都被位于Dam Neck的海軍海洋信息處理設施所取代。此外，在海底固定陣列網絡基礎上，美軍還增加了船載的機動式的拖曳監視陣列傳感器系統 (SURTASS)。這是一個長約2438米的船載拖曳線陣列，可機動靈活地在任何海區布防，作為固定式SOSUS系統的補充。在20世紀80年代中期，一小部分SOSUS陣列網絡增加了民用海事衛星通信鏈路，而船載的SURTASS系統在海上通過拖曳聲吶搜集的信息，也可通過衛星傳送到岸上的SOSUS評估中心，進一步提高了系統的使用靈活性。包括固定陣列網絡和拖曳陣列網絡在內的整個系統，被稱為綜合海底監視系統(IUSS)。到上世紀80年代后期，整個IUSS系統包括11個NAVFACs/NOPFs岸基處理中心，14艘SURTASS船，兩個大洋系統司令部，工作人員也達到頂峰的4000多人。此時，美軍布防的海底電纜長度超過三萬海里（55560千米）。

得知SOSUS系統及其巨大作用后，蘇聯迅速做出反應，努力使自己的潛艇安靜下來。五年內，蘇軍一線潛艇的噪聲明顯降低。另外，蘇聯還對老舊的W級常規潛艇進行改造，在艇艏裝上特制的金屬犁，以破壞海床上的SOSUS系統的電纜，后因效果不理想而作罷。到20世紀80年代末，蘇聯最新一代潛艇的噪聲水平已與美國潛艇接近，IUSS系統遠程探測和跟蹤蘇聯核潛艇的能力顯著下降。現代柴電潛艇因更加安靜，IUSS系統更難監視。

為了重新占據主動，美軍將IUSS系統的長線陣列、水平偵聽、扇形交叉定位方式，轉為密集分布在海底的“向上看”的水聽器方式，每個水下探測器只專注偵聽路過其頭頂的潛艇。這些水下探測器部署在重要水道，與IUSS已有系統整合在一起建立了第一批“固定分布式系統”FDS，并在1985年開始部署。隨著技術的進步，尤其是聲學信號處理技術的不斷改進，LOFAR頻譜繪圖儀逐步被計算機工作站取代，靜電敏感紙條也被數字化技術取代，聲音數據進行數字化預處理后，直接存儲或顯示在多個計算機屏幕上，供進一步分析比對。此外，為了提高效率，大部分原始陣列的NAVFAC處理中心，被關閉或被“遠程”接入到少量的中心站，到2010年，IUSS系統只剩下兩個NOPF信號處理中心，五艘SURTASS船只（全部在太平洋），一個系統司令部，大約1000人。然而，具有諷刺意味的是，此時更多安靜的潛艇出現了。

隨著冷戰的結束，一方面幾乎沒有假想敵的核動力潛艇還在大洋上巡航，另一方面現代化的安靜型柴電潛艇在被動方式下幾乎無法遠程偵聽到，于是，IUSS系統偵聽到的潛艇越來越少。

回顧美軍水下監視系統不難看出，它絕不是簡單的水下聽音器網絡。

• 首先，它是依賴基礎科學理論的創新。必須先有“深海低頻聲學通道”的發現和幾十年理論研究為支撐，才能有“一個水聽器聽幾百海里，64組水聽器覆蓋大半個海洋”的可能性。否則，單憑當時作用距離才幾千米的普通水聽器，想覆蓋大洋簡直是不可能完成的任務。

   

• 其次，它是工程應用研發。光有理論不夠，還必須向工程應用轉化。美國電話電報公司AT&T的介入，研發出一系列具備實用化、工程化的水聽器，電纜，靜電敏感頻譜繪圖儀，頻譜分析工具，遠程定位算法，以及聲紋識別技術等，將理論實用化。

   

• 再次，它是浩大的工程建設。一旦原型系統驗證成功，就是耗時半個多世紀，花費100多億美元，在全球多達64個點、20個站，長3萬多海里的陣列建設，以及后續數千人在半個多世紀的365×24小時的維護運作。

   

• 最后，它是體系的建立與維護。SOSUS系統只是美軍全球反潛體系的一部分，還有潛艇、水面艦艇、巡邏機等戰術機動力量，各種專業化的反潛傳感器，武器，指控、通信裝備等，更有背后強大的海洋科學研究、海洋環境數據采集和目標聲紋庫的充實等基礎性工作，以及整個體系的聯動機制。

到了上世紀70年代，美國又在日本與朝鮮半島之間部署了一個陣列。1980年，隨著稚內（編號JAP-4）、對馬（編號JAP-108）和沖繩（編號RYU-80）的三個信號處理中心在日本的運行，美國逐步實現了在對馬海峽和沖繩第一島鏈區域的早期布防。到20世紀80年代中期，SOSUS水聽器陣列已從日本南部延伸到菲律賓，基本上涵蓋了中國進入太平洋的主要通道。

20世紀90年代初蘇聯解體后，美國面臨的潛艇威脅驟減，美軍在西北太平洋的SOSUS系統的軍事用途逐步萎縮，相當一部分設施用于支持民間科學研究，如跟蹤鯨魚和監測海底火山活動。1994年8月，根據美海軍當時發布的指令，太平洋所有海底固定陣列都應處于“熱備”狀態。除非收到早期預警，否則人員不再長期監視陣列數據。當時評論普遍認為，亞太地區還維持活動的SOSUS陣列僅剩三條：

• 第一條，是沿阿留申群島-白令海-千島群島-沖繩一線布置；

   

• 第二條，是距美國西海岸3000海里沿線布置；

   

• 第三條，是太平洋中部沿北緯38度線附近布置，西起日本東至西經150度線。

美日規劃的“魚鉤”海底監視網

這期間，美國水下監視系統的技術不斷進步。例如，美國海軍有一個持續近20年的Seaweb“海網”項目，參與者包括海軍SPAWAR太平洋系統中心、得克薩斯大學應用研究實驗室、北約海底研究中心、加拿大大西洋國防研究與發展中心及挪威國防研究機構等，另外，還有一系列海洋科技企業參與其中。據目前透露的情況看，Seaweb不僅是一個水下監聽系統，美軍還希望借此解決水下作戰的自組網通信問題。由于它是一個依賴龐大電子數據庫的系統，美國盟友可以訪問Seaweb，并從中受益。Seaweb擁有許多移動和固定平臺，包括潛艇、無人潛航器、固定海底陣列等。其海底陣列利用多種最新的傳感器技術，手段也不僅僅是老式的聲學手段，可能還包括磁場、光學等手段。

那么，現在的水下監視系統是如何反潛的呢？美軍根據前期情報，如衛星偵察到對方潛艇離港，可能會通過島鏈，相應海區的IUSS陣列就會被激活，提高戒備等級，調整工作參數，等待潛艇的到來。尤其是第一島鏈，水文地理情況對美軍很有利，最寬的宮古海峽本身也就100多海里寬，100多米深。一旦SOSUS偵聽和分析出可疑信號，駐日美軍就會把情報，包括目標可能的類型、位置、運動狀態等通報給值班的日本海上自衛隊的驅逐艦和反潛巡邏機，由后者進行更精準的識別追蹤。

• 第一，探潛不再被動聽音，而是主被動相結合。在之前的探潛方式中，被動聲學探測占了很大比例，無論是龐大的SOSUS固定水聲監聽系統，還是水面艦艇常用的拖曳線列陣聲吶，都是通過偵聽潛艇發出的機械噪聲來對其進行識別定位。然而，隨著消聲瓦、減震浮閥、主動降噪等技術的使用，中俄潛艇的噪聲水平不斷降低，越來越接近海洋背景環境噪聲，被動地“聽”潛艇噪聲已不再有效。現在美軍更多傾向于使用低頻主動聲吶，主動發出低頻聲波，就像長波雷達可以克制隱身飛機一樣，潛艇消聲瓦對于低頻聲波的吸收效果很有限，打到潛艇上會形成各個方向的反射聲波，然后被各種被動聲吶偵聽到，就能計算出潛艇的位置。

   

• 第二，主動聲吶也不再采用“砰砰”式的脈沖聲波，而是采用多普勒連續波。舊式聲吶雖是主動聲吶，但它發出“砰砰”的強脈沖聲波，打到潛艇外殼上形成反射波，由被動聲吶接收到，通過計算發送脈沖和接收脈沖的時間差，以及方位測量，來確定潛艇的位置。這種方式效果較差：由于采用高頻聲脈沖，聲波容易被潛艇消聲瓦削弱；只能得到潛艇的位置；潛艇反射波容易跟海底地形反射波混在一起。現在的聲吶多采用低頻連續主動聲波，是一組調制的連續低頻聲波，潛艇消聲瓦對這種聲波吸收能力有限。它不僅可以通過時間差測量距離推斷方位，還可以利用連續波反射回來的“多普勒效應”（即反射聲波在反射源向觀察者接近時接收頻率變高，而在波源遠離觀察者時接收頻率變低），通過對比接收波與發射波的頻率變化，就容易從固定背景中分辨出移動目標，通過數學計算，可以更快獲得目標的位置，甚至目標運動的航向、航速等信息。

• 第三，探潛不再依靠單打獨斗，而是多基地組網協同探測。傳統的探潛，多是一到兩個平臺協同，一次探測只能獲得目標的一組距離、方位信息，需要探潛平臺在不同位置上快速機動，在多個位置上連續測量，才能推算出目標的位置。如今，美軍一次會投下多個聲吶浮標，里面既有主動聲吶，又有被動聲吶，會在現場產生多個聲源，在潛艇身上產生不同的回波，由在場的多個被動聲吶同時接收。這些聲吶都具備各自的識別ID、組網通信能力，能把自己的位置、發射/接收的聲波信息，共享給在場的己方反潛飛機和艦艇。后者就不用再“跑斷腿”多點測量，而是同時接收這些多源、多基地信息，進行快速計算，得出潛艇的位置和運動要素，以及身份識別信息，大大提高了探測效率。

   

• 第四，聲吶浮標變身“變形金剛”。以前的聲吶浮標結構比較簡單，它漂在水面附近，下部的水聽器偵聽潛艇的聲音，上部接近水面的無線電發射機把聲學信號發送給飛機或艦艇。由于只能在水面附近工作，它對隱藏在溫躍層的潛艇偵聽效果不佳，無線電發射機也只能跟投放平臺通信，而且投放后工作參數就不能改變。現在浮標的能力也在進步，就拿美軍現役的AN/SSQ-101空投浮標來說，入水后能展開一個巨大的五邊形水聽器陣列，上面有40個水聽器，具備多基地組網能力。它的工作深度從20米至150米，留在水面的無線電發射機有47個頻段可供飛機和艦船組網，隨時把數據共享給飛機和艦船。它能工作四至六小時，在此期間無線電頻率、水聲工作頻率，可隨時遙控修改。

   

• 第五，水聲算法在進步，聲音指紋也在不斷積累。美日艦船的主被動聲吶，看上去硬件變化不大，但運算能力和算法一直在升級改造：一方面，大幅度提升計算機的運算和處理能力；另一方面，不斷提升對于聲吶聲波信號的處理、目標與海洋環境噪聲的分離、目標的快速定位、目標運動參數的推算，以不斷適應更安靜的目標潛艇與更復雜的淺海環境。與此同時，美軍幾十年如一日地對假想敵潛艇的“指紋”信號進行采集建庫，對全球各重要水道、海域的海洋溫鹽密浪潮流等環境數據進行搜集，這些數據成為美日反潛戰能力提升的核心資本之一。

美軍下一代反潛戰體系，充分體現“分布式，無人化， 智能化”趨勢

美軍認為，固定的一體化水下監聽系統IUSS是反潛作戰的基礎，依然要發展，但IUSS系統的作用將越來越有限，僅僅只能預警和概略引導。因此，美軍提出部署可靠聲學路徑轉換陣列系統TRAPS，作為SOSUS系統的補充。如果說SOSUS是固定的孔眼較大的漁網，那么TRAPS就是可臨時機動布設的孔眼更密的小漁網。在沒有SOSUS系統或SOSUS系統存在盲區的海域，隨時部署下去，可迅速形成新的水下監聽網。此外，美軍大力發展低頻主動連續波聲吶技術、可變深聲吶技術、水聲信號處理技術，以及COTS技術，提升運算能力；發展超大型無人水面艇，如正在試驗的“獵人”大型無人水面艇，航速高達20多節，續航力多達幾個月，可長時間在海上追蹤水下潛艇，它還能攜帶低頻主動聲吶，為其他多基地聲吶提供聲源；配備被動拖曳聲吶陣列的無人潛航器、水下滑翔機，接收來自各個方向的敵人潛艇的聲波反射，它們將比傳統的浮標效率更高。

在搜索發現敵方潛艇后，P-8A巡邏機和未來的無人反潛機根據上述信息，實施高空、遠程反潛戰，并通過錨系通信網關浮標、無人水面通信浮標、次表面轉發器等，組成水下通信網絡和水面與水下之間的通信轉發器，為參與協同反潛的有人/無人潛航器、飛機、艦船及潛艇提供通信網絡支持。

在反潛武器方面，發展廉價的小型反潛魚雷，可由有人和無人平臺大量攜帶，潛艇速度慢，跑不過魚雷，又無法攔截或干擾大量來襲魚雷。一旦大量廉價的小型反潛魚雷來襲，潛艇要么被擊沉，要么必須機動規避，從而喪失隱蔽性，任務也隨之中止，反潛戰的目的也就達到了。

針對新一代水下監聽系統在亞太的蔓延，以及美軍反潛戰術和技術的不斷進步，中國一方面要發展有人/無人機動搜潛反潛平臺，加強岸、海、空、天、潛協同反潛戰術，加強周邊海域地理水文數據和假想敵聲紋數據的積累和分析研究，另一方面，要進一步提升潛艇的性能，降低IUSS系統效能。此外，還要深入研究“破網斷索”的方法和手段，使得IUSS系統無法發揮作用。