国外电子战太空对抗能力概述
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转自：电科小氙
编译：王静
目前，太空领域正经历着巨大变化，越来越多的国家和商业机构涉足太空领域，太空也会变得越来越拥挤，并面临更多竞争。从安全角度看，越来越多的国家也在寻求利用太空资源增强军事能力和巩固国家安全，并开发太空对抗能力，保护本国的太空系统，欺骗、破坏、拒绝或摧毁敌方的太空系统，确保赢得太空优势。
1 概述太空情报、监视、侦察（ISR）、定位导航和授时（PNT）以及卫星通信是军事太空应用的主要领域。各国对太空的安全使用和依赖性日益增加，也促使更多国家开始关注和发展自己的太空对抗能力。太空对抗，也叫太空控制，涉及一系列用来获取太空优势的能力或技术。获得太空优势包括增强己方为达到目的而使用太空资产的能力，同时削弱对手的太空能力。因此，太空对抗能力包括进攻和防御两方面，这两方面都需要得到空间态势感知（空间环境信息）能力的支持。太空对抗中的防御能力是保护己方的太空资产免受攻击，而进攻能力则是试图阻止敌人使用他们的太空资源。
太空对抗包括多种方式：直升式对抗、共轨对抗、定向能武器、电子战、网络空间对抗等。为了获得太空优势，许多国家都在积极开发太空对抗能力，并在以上方面都有一定发展。在此，本文主要分析了美、俄等国家在电子战太空对抗能力近期的发展现状。
所谓电子战，是指“利用电磁和定向能控制电磁频谱或攻击敌人的军事行动”。本文中太空对抗中的电子战特指故意干扰敌方与卫星之间的射频传输。干扰卫星信号通常包括干扰上行链路和下行链路。在上行链路或轨道上发生干扰时，干扰信号直接针对卫星。大多数通信卫星都是作为中继节点转发来自地面上行链路或其它卫星的信号。上行链路干扰信号可以在卫星接收天线波束中的任何位置生成，压制卫星转发的信号和地面用户接收的信号。所有在卫星服务区域中的用户都会受到影响。而下行链路或地面干扰则以卫星服务的地面用户为目标，通过广播射频信号压制特定区域用户所需的信号。在下行链路干扰中，卫星本身不会受到干扰，干扰机作用范围外的用户也不会受到干扰。
图1 上行和下行链路干扰
美俄等国家都高度重视电子战作用，积极开发电子战太空对抗能力。下面将分析美国、俄罗斯以及其他国家在电子战太空对抗方面的发展现状。
2 美国下面总结了美国在电子战太空对抗能力方面的具体发展现状和军事效用。
（1）能力概述
美国拥有卫星通信对抗系统（CCS），这些系统可在全球部署，提供上行干扰能力，对抗地球同步通信卫星。并且，美国有能力在局部区域内干扰全球导航卫星系统（GNSS）接收机（包括GPS、GLONASS、北斗），阻止敌方有效利用卫星导航能力。除了干扰敌方使用卫星导航外，美国还实施了导航战（NAVWAR）计划，旨在确保美国军方在作战时GPS服务的可用性。
（2）电子战太空对抗具体项目发展现状
美国在电子战太空对抗方面主要开展了卫星通信对抗系统（CCS）项目以及导航战（NAVWAR）计划，以此提升本国的太空对抗能力。
· 卫星通信对抗系统（CCS）项目
卫星通信对抗系统（CCS）是美国空军研制的一种摧毁敌方军用卫星通信设施的地面移动系统。该项目于2003年启动，是一项更广泛的太空对抗能力开发项目的一部分。有关CCS系统及能力的公开信息很少，只有某些预算文件和新闻透露了部分信息。
CCS系统使用可恢复的、非摧毁性的手段，阻断被认为对美军及其盟军有敌意的、基于卫星的通信链路，即能够对敌方卫星的上行/下行链路进行射频干扰，阻断敌方的卫星通信。CCS开发工作支持移动/便携反卫星通信系统及相关指挥和控制概念探索以及后续系统开发，包括系统硬件设计与开发、软件设计与集成、满足美国战略司令部需求的卫星通信信号干扰能力测试与采办。
2017年美空军的一份预算文件提供了更多关于CCS作用的信息。文件称，CCS可提供远征、可部署、可逆的进攻型太空控制（OCS）能力，适用于整个冲突频谱。它可以阻止敌方卫星通信功能，并具备应对紧急需求的快速反应能力。
目前还没有任何关于CCS的频率范围、功率等级和波形等技术特性的公开信息。但根据各种文件和新闻等信息可得出CCS的某些特点：CCS有可能能干扰大多数主要商业频率（特别是C和Ku波段）和最常见的军用频率（X波段）以及日益流行的Ka波段。此外，CCS可能主要针对地球同步通信卫星，因为它们目前是主要的卫星通信工具。
CCS由位于美国科罗拉多州彼得斯堡空军基地的第21太空联队运行和维护。CCS单元可以在全球部署，进行移动空间作战，为全球和战区行动提供支持。第一批两个CCS单元在2004年交付，初始系统被称为Block 10。2012年，哈里斯公司与美国太空与情报系统公司签订了合同，将五个现有的CCS Block 10系统配置升级到Block 10.1。2016年，哈里斯公司再次获得合同，将Block 10.1系统升级到Block 20。2017年，哈里斯公司再次获得一份合同，将13个现有CCS单元的天线升级至Block 10.2。
从2004年到2017年，CCS项目已经花费了大约2.22亿美元。接下来的四年（2018～2021）的预计支出总计6600万美元。未来CCS项目将继续得到良好的资金支持，包括升级现有系统以及采购新单元。该系统还在不断发展，将具备越来越强的能力。
目前还没有关于CCS系统在战区部署和在作战中使用情况的公开信息。然而，从拨款情况来看，CCS显然具有很高优先权，并可能为美国军方提供非常有效的卫星通信干扰能力。
· 导航战（NAVWAR）
美国国防部在很大程度上依赖主要由GPS卫星提供的定位、导航、授时（PNT）功能。在过去的20年里，美国军方在将GPS能力广泛纳入武器系统和实际作战方面做了大量工作。
卫星导航系统在带来巨大军事潜力的同时，也会由于导航信号易受敌方干扰问题，带来潜在漏洞。上世纪90年代中期，美国军方发起了一项名为导航战（NAVWAR）的工作，目的是为美国军方制定战略，实施防御和进攻性行动来保护美军使用PNT能力，同时阻止敌方使用PNT能力。
2004年11月17日，美国国防部建立了联合导航作战中心（JNWC）。JNWC能直接为作战人员提供支持，整合/协调所有领域、所有战争阶段军事作战中的NAVWAR与联合作战功能。JNWC的任务是通过为国防部、跨部门合作伙伴和盟军提供NAVWAR作战支持，创建和维护NAVWAR知识，实现定位、导航和授时（PNT）优势。
美国导航战大部分作战能力和活动都属于电子战领域，是保密的，所以很少有公开信息。不过，由于天基PNT（特别是GPS）对大多数军事作战来说至关重要，因此美国国防部在这个领域投入了大量资源。
美军的导航战防御措施旨在防止敌方电子对抗措施干扰GPS的使用。美军正在开发一种新的军用信号——M码（即所谓军码），它比广泛使用的民用GPS代码安全得多。从2018年底发射的GPS III开始，新一代GPS卫星将能够广播M码。并且，美军还在开发可以利用M码的新一代接收机，并结合了改进的抗干扰和反欺骗技术。
目前还没有关于美国干扰或欺骗对手PNT能力方面军事技术能力的公开信息。但，美国可能已经具备有效干扰和欺骗GNSS接收机的能力，包括GPS、GLONASS和北斗。最可能的方法是使用下行干扰方法在特定地理区域干扰或欺骗GNSS信号。这一能力评估基于美国对导航战的重视程度、在其他作战领域电子战系统取得的成功以及美国业界在这一领域具有的先进技术。
（3）电子战太空对抗能力的军事效用
美军的CCS系统能非常有效地阻止敌方的地球同步卫星通信能力。随着通信卫星越来越多地用于各种关键军事应用（包括指挥控制、情报和作战数据中继、无人机控制等），在战场上部署CCS将能有效地阻碍对手的行动。
导航战（NAVWAR）包括防御和进攻两部分内容，对于依赖导航服务的军事作战来说至关重要。它能保证己方的精确导航服务，同时阻碍敌方的导航服务，将为军事作战带来极大好处。因此美军未来将继续加大力度开展导航战方面的工作。
3 俄罗斯在过去20年里，俄罗斯为了增强其空间实力，重新把精力集中放在夺回它在冷战结束后丧失的空间能力上，已经开始了一系列项目恢复其太空对抗能力。并且，俄罗斯正在当前军事冲突中积极利用太空对抗能力。有多份可靠报告显示俄罗斯已在乌克兰东部冲突中使用了干扰和其他电子战措施，并显示这些能力正紧密结合到其军事作战中。
下面总结了俄罗斯在电子战空间对抗能力方面的具体现状和军事效用。
（1）能力概述
在把电子战融入军事作战方面，俄罗斯为之赋予很高优先权，并一直致力于实现该能力的现代化。其中，大多数升级工作都围绕多功能战术系统进行，目前这些系统的太空对抗能力还局限于只能干扰战术范围内的用户终端。俄罗斯拥有大量能在局部地区干扰GPS接收机的系统，可能会干扰无人机导航系统、导弹和精确制导弹药的制导系统，但没有公开信息表明俄罗斯能针对GPS卫星本身进行射频干扰。俄陆军已部署了几种移动电子战系统，其中一些系统可以干扰特定战术范围内的卫星通信用户终端。并且俄罗斯还能从固定地面站干扰通信卫星上行链路。俄军已从最近的一些军事行动中获得了使用太空电子战对抗能力的作战经验。
（2）电子战太空对抗能力具体分析
各国军方都将电子战能力和弱点视为高度敏感的信息，因此，一般很少公开相关信息。设备和技术的开发和测试都在安全的国防设施内进行，很少或没有外部活动信息。鉴于电子战特别是俄罗斯电子战太空对抗公共信息的匮乏，下面根据一些俄罗斯技术能力、电子战条令和其它环境电子战能力的间接资料分三类评估俄罗斯电子战太空对抗能力：
· 全球导航卫星系统（GNSS）干扰
GNSS干扰技术是一项广为人知的技术，特别是针对美国GPS的干扰，相关干扰机也得到广泛应用并遍布全球各地。俄罗斯非常精通GPS干扰，已开发了固定和移动系统。已知的俄罗斯干扰系统为下行链路干扰机，能影响局部地区的GPS接收机。目前还没有已知的针对GPS卫星本身的上行链路干扰系统。
俄罗斯拥有多种类型的GPS干扰机。第一类GPS干扰机用于保护固定设施。2016年，俄罗斯宣布将在整个国家的蜂窝电话塔上部署25万台GPS干扰机。这些干扰机为Pole-21系统，其有效作用范围为80千米，由JSC电子战科技中心开发，能干扰俄罗斯大部分大陆上空的国外无人机和巡航导弹，从而保护固定军事基地。
图2 R-330Zh和Borisoglebsk-2
第二类GPS干扰机为集成在军用电子战单元中的移动系统，构成了俄罗斯军事能力的关键部分。这些单元配有多功能电子战设备，其中许多都具有GPS干扰能力，例如R-330Zh“Zhitel”和“Borisoglebsk-2”。这些系统的作用是通过干扰敌方战术信号保护俄罗斯军方设备。实施GPS干扰时，可让无人机、巡航导弹和精确制导炸弹（PGM）失去作用。近期俄罗斯正在叙利亚和乌克兰部署这类系统。
此外，也有可能在冲突区域外实施GPS干扰。2017年6月，一艘油轮驶近俄罗斯诺沃罗西斯克的黑海港口时，船长发现船上的GPS系统突发异常，将其位置定位在大约30英里以外的当地机场附近。并且，大型商船携带的自动识别系统（AIS）也报告称还有其它船只在机场附近。AIS系统依靠GPS定位船只位置。据称，这次异常情况可能由俄罗斯军方进行的GPS欺骗演习或测试导致。这次演习或测试在正常参数范围内进行，但却无意对船只造成了影响。
· 对卫星通信的干扰
关于俄罗斯的通信卫星干扰能力，实际上没有可靠公开信息来源。目前还没有具体的事件报告和官方消息评论俄罗斯这方面的能力，也没有公开确认任何设备或设施。然而这并不意味着俄罗斯没有发展此等能力。如前所述，电子战能力对大多数国家军队来说都属高度机密，很少披露。此外，干扰卫星通信所必需的设备和设施并没有有别于标准卫星通信上行链路设施的明显特点，它们的主要区别包括：输出功率、波形及处理设备。因而，所有类型的卫星上行链路站点也都可用于干扰用途。
未来十年，俄罗斯仍将致力于开发更先进的电子战和通信干扰。2017年11月，俄罗斯国防部TsNII研究所披露了2018～2027国防采购计划，称“专门干扰通信卫星的作战综合体Tirada-2S系统正在研制中”，预计将用于地面和移动体系架构中。
基于俄罗斯技术能力和电子战条令，可认为俄罗斯有从固定站点干扰通信卫星上行链路的能力，但这些固定站点的具体不得而知。
据报道，俄罗斯战术系统已有能力对某些通信卫星频率进行局部下行链路干扰。例如，R-330Zh“Zitel”能在战术局部范围内干扰商业INMARSAT和铱星接收机。
· 对合成孔径雷达卫星的干扰
图3 Krashukha-4
在对抗合成孔径雷达卫星方面，Krashukha-4是一种非常有效的移动电子战系统。该系统由俄罗斯无线电电子技术集团公司（KRET）制造，用于对抗机载预警和控制系统（AWACS）以及其他机载雷达。由于其作用范围和功率均适合，该系统还能有效对抗低轨合成孔径雷达成像卫星。
目前还没有可靠的公开文件显示俄罗斯正开发或研究在轨射频干扰系统。
（3）电子战太空对抗能力的军事效用
射频干扰是对抗敌方一定太空能力的一种有效手段。目前，电子战手段是在战术环境下降低GPS制导系统准确性普遍采用的主要方法。鉴于现代军队高度依赖GNSS，尤其是GPS，俄罗斯如果能够积极地阻止甚至破坏敌方在未来冲突中使用GNSS的能力，则可能产生巨大的军事效用。
电子战太空对抗手段可以通过干扰通信卫星上行链路来抑制或降低敌方太空能力。由于具有很高灵活性，该方法很有吸引力：它可以暂时使用，对卫星的影响是完全可逆的，不会产生在轨碎片，而且其目标范围可能很窄，只会影响到卫星众多能力中的一个（如特定频率或应答器）。因此，电子战是一种非常有用的军事太空对抗能力，并有望在未来获得更多发展。
4 其他国家除美国和俄罗斯外，其他国家如伊朗、朝鲜也在发展其电子战太空对抗能力。
（1）伊朗
伊朗的太空计划刚刚起步，建造和发射小型卫星的能力有限。从技术上讲，伊朗不太可能有能力建立在轨或直升式反卫星能力，而且目前没有这样做的军事动机。但伊朗已经证明有能力持续干扰商业卫星信号，具有一定的电子战攻击能力。
已有公开信息表明伊朗有实施电子战攻击商业卫星广播的能力。具体来说，伊朗被控在过去的几年里多次干扰商业通信卫星播放的波斯语节目。在某些情况下，伊朗可能与其他国家协调进行干扰。例如，从2003年开始，从古巴哈瓦那干扰来自加利福尼亚的Telstar 12的波斯语广播内容。2005和2006年，在保加利亚和利比亚也发生了类似干扰。由此看来，伊朗能够与其他国家协调干扰这些广播。2010年，国际电信联盟（ITU）根据欧洲通信卫星组织的两项关于伊朗干扰BBC和美国之音播放波斯语节目的投诉，命令伊朗停止来自其势力范围的干扰。
也有资料表明，伊朗可能拥有更先进的电子战太空对抗能力，能干扰基于卫星的指挥控制信号或GPS信号。2011年底，美国一架RQ-170“哨兵”无人机在伊朗降落。据报道，该无人机在伊朗和阿富汗边境附近进行军事情报行动，并没有在伊朗着陆的意图。伊朗声称它控制了无人机并击落了它。但由于这种无人机在高空飞行且有隐身特性，因此不太可能是被击落的。而且这种无人机的指挥控制通常通过加密的军事卫星信道进行，破解需要极其复杂的技术，伊朗也不太可能控制这种无人机。相反，一些报道指出，伊朗的电子设备并没有直接控制无人机，而是相关专家组合使用了多种技术迫降了无人机。此类攻击会从中断与无人机的指挥控制通信开始。在一次采访中，一名伊朗工程师声称伊朗会伪造或欺骗全球定位系统坐标，使无人机降落在伊朗，而不是位于阿富汗的总部。这种欺骗攻击民用GPS信号的能力已得到证实，对军事GPS信号进行类似攻击将更具挑战性，因为它是加密的。但伊朗可能已经找到了干扰军用GPS信号的方法。
伊朗目前的太空对抗能力可能军事效用非常有限。伊朗目前的这类工作主要集中于电子战和网络攻击，而不是动能太空对抗能力。
（2） 朝鲜
朝鲜已演示了在有限范围内干扰民用GPS信号的能力，但对抗美军GPS信号以及干扰卫星通信的能力尚不明确。
朝鲜已经多次演示了干扰应用于南北边境及附近沿海地区附近客机、汽车和船舶系统的民用GPS导航的能力。此类干扰（下行链路干扰）针对在干扰信号源范围内的GPS接收机，但对GPS卫星本身和干扰机作用范围以外用户服务没有影响。受影响区域的范围将取决于干扰机发射功率和当地地形。据报道，朝鲜能实施干扰的范围估计有几十公里。但这种干扰无法干扰美军的军用GPS信号。朝鲜也可能正在研发能够有效对抗军事GPS信号的干扰器，但到目前为止，还没有相关研发、测试或应用的公开证据。
没有公开信息显示朝鲜有能力干扰卫星通信。但朝鲜确实经常干扰来自外国的地面广播，比如英国广播公司、美国之音、亚洲自由电台和韩国KBS，阻止该国的居民收听此类广播，但没有关于朝鲜干扰卫星广播能力的公开信息。据估计，朝鲜可能不具备通信卫星上行链路干扰能力，而对下行链路的干扰只会影响局部区域的接收机，可能只发生在朝鲜境内，目前还没有这方面的详细信息。
目前，随着对太空资源利用的日益增加，各国也逐渐开始重视对太空对抗能力的开发，电子战太空对抗能力也得到了巨大发展。美国的太空对抗能力一直处于全球领先地位，拥有可全球部署、可对卫星进行上行链路干扰的卫星通信对抗系统（CCS），开展导航战保护美国使用GPS的能力，并可能已经具备能有效干扰和欺骗GNSS接收机的能力。俄罗斯也在积极发展电子战对抗能力，拥有大量能在局部地区干扰GPS接收机的系统，并可能具备从固定地面站干扰通信卫星上行链路的能力。伊朗也具备一定的电子战太空对抗能力，能持续干扰商业卫星信号，甚至可能干扰卫星指挥控制信号或GPS信号。朝鲜也能在有限范围内干扰民用GPS信号。未来，对太空资源的竞争愈加激烈，为了赢得太空优势，世界各国都将继续促进电子战太空对抗能力的发展。
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