1.升级扩展指挥控制系统，增强全域指挥控制能力
2020年精确制导武器指挥控制技术发展综述
The following article is from 海鹰资讯 Author 刘津鸣 王韵
海鹰资讯
.
北京海鹰科技情报研究所官方资讯平台。涵盖科技情报研究、信息咨询、标准化研究、知识产权研究、档案管理、资料翻译、科技刊物编辑出版、文献检索、影视传媒等多个专业领域。
电话 | 010-82030532 手机 | 18501361766
微信 | tech99999 邮箱 | yw@techxcope.com
美国大规模推进JADC2概念，寻求跨域指挥控制能力
JADC2的概念
JADC2是美国国防部于2019年11月提出的概念，旨在将来自和处于所有域的分布式传感器、射手和数据连接到所有部队，实现足够规模、速度和水平的分布式指挥控制，完成指挥官的意图，且所用的域、平台和功能通道不可预知。JADC2设想为联合部队提供一个类似“云”的环境，以共享情报、监视和侦察（ISR）数据，并通过许多通信网络进行传输，以实现更快的决策。JADC2指挥官能够通过多个传感器收集数据，使用人工智能算法处理数据来识别目标，推荐最佳武器与目标交战，以做出更好的决策。
为推进JADC2的发展，2020年5月，美国太空发展局（SDA）为其“国家安全太空架构”传输层的首批卫星发布征询建议书，构建在轨网状网络，用以连通天际传感器与地面射手（图1）。美国防部成立了联合跨职能团队并颁布法令，命令各军种关注传输层卫星的发展，以便将各自的指挥控制系统连接起来，用于未来的全域作战。
美国各军种为实现JADC2加紧开发各自的指挥控制系统
（1）空军重点开发先进作战管理系统（ABMS）
ABMS又称军事物联网，它是美空军面向未来作战需求而设计打造的一种跨域一体化的作战网络，可以连接海、陆、空、太空及网络空间等各个作战域及军种的所有以及任何作战装备，被视为JADC2的“技术引擎”。美空军要求为ABMS提供3.02亿美元的资金进行研发试验。
2019年12月，美军进行了ABMS的首次演示试验，重点模拟巡航导弹对美国本土的威胁。试验中，空军和海军飞机(包括F-22和F-35战斗机）、海军驱逐舰，一个陆军前哨雷达系统以及商业太空和地面传感器演示验证了收集、分析和实时共享数据，并为指挥控制单元提供更完整的作战态势图的能力，还测试了一个基于云的新存储库，用于存储共享数据。2020年8月31日至9月3日，美军进行了第2次ABMS“跨域2号”演示试验，以均势对手俄罗斯为假想敌，作战空间扩展到太空和网络空间域，可以说是一次真正意义上的全域作战联合演练。此次联合演练对人工智能软件、5G技术、新型传感器及高超声速武器等进行了测试，首次近实时地连接多个传感器和多个射手快速探测并击落来袭巡航导弹。9月中旬，美国进行了ABMS“跨域3号”演示试验。针对中美对抗场景，美联合部队开展了海上安全行动、反潜和防空作战、两栖作战以及对岛攻击等演练。此次在美国本土以外开展的ABMS联合演示试验，测试了ABMS不受地理位置和平台限制的指挥控制与信息共享能力。12月9日，美国空军又进行了一次ABMS的重要试验，试验中，美军F-22和F-35两型第五代战斗机克服了长期以来的互连互通限制，首次以安全的数字式“语言”实现了作战数据多元共享，联合部队距离实现军事物联网又近了一步。
图2“军事物联网”ABMS系统族的组成架构
（2）陆军重点发展融合计划
1）开发战术情报目标访问节点（TITAN）移动地面站
TITAN是一个可扩展的特遣情报地面站，可以将来自太空、高空、空中及地面的ISR传感器连接并融合到战场指挥官的通用作战图中，以便为陆军的火力网络提供目标瞄准数据，为远程精确打击能力提供深度感知数据，从而击败对手的反介入/区域拒止能力。2020年8月，美国陆军在德国进行了一次成功的实弹火炮演习，俄罗斯军队假定位置的卫星图像发送到陆军地面终端，美陆军使用名为普罗米修斯和射击的人工智能软件将数据转化为远程导弹和炮弹的精确目标信息，用于作战系统，从最初探测到最终摧毁，测试了整个火力杀伤链。10月，美国陆军计划将普罗米修斯软件与TITAN集成。美国陆军有望于2023年获得两个新型地面站原型设备。
2）一体化防空反导作战指挥系统（IBCS）完成有限用户测试，为JADC2提供有力支撑
IBCS是一个连接陆军各种雷达和武器的网络，使这些分立的系统能够瞬间共享目标数据。这将有助于美军“加强导弹防御一体化”目标的实现，最终不仅为陆军，还为其他军种提供导弹防御指挥控制。
2019年12月，IBCS首次与F-35战斗机合作完成了对抗多个空中目标的实弹试验。F-35用作高空机载传感器扩展了IBCS的作战范围，是多域作战的一个重要里程碑。8月3日，在美国陆军和空军进行的橙旗（OFE）评估中，进一步验证了F-35的ISR跟踪数据与IBCS集成的跨战场互操作能力以及F-35对联合全域作战生存能力和杀伤力的提升。F-35飞机的加入使IBCS“从数据到决策”的时长由分级压缩到秒级，显著提高了防空反导作战能力。8月13日，在一次重大实弹打靶试验中，美国陆军用IBCS系统操纵爱国者导弹几乎同时命中了两枚低空机动飞行的巡航导弹目标。8月20日，在新墨西哥州白沙导弹靶场，美国陆军完成了IBCS关键的有限用户测试。测试中，美国陆军利用两个爱国者雷达、两个哨兵雷达、数个爱国者发射装置和两个营队交战行动中心通过7个不同的综合火控网（IFCN）中继进行通信。最终，用1枚PAC-2拦截弹拦截了MQM-178无人机靶机，用1枚PAC-3 CRI拦截弹拦截了黑色匕首战术弹道导弹。IBCS通过了有限用户测试，对JADC2至关重要。美国陆军计划在2022年为其第一支部队装备IBCS。
图3 IBCS网络将不兼容的雷达和发射装置连接到一个统一的防空反导系统中
（3）海军和海军陆战队重点推出强军计划
强军计划旨在设计一个能连接武器和传感器的战术数据网络，以便在不同系统和平台之间提取和传送数据，用于目标瞄准。尽管该计划是202O年10月才提出的，但海军数年前就开始推进海上一体化防空火控（NIFC-CA）项目，提取并融合舰船和飞机的数据。NIFC-CA允许E-2D先进鹰眼雷达飞机和F-35C联合攻击战斗机发现敌机或来袭导弹，然后将数据传输给宙斯盾巡洋舰和驱逐舰（甚至是濒海战斗舰），以便向其自身雷达看不到的目标开火。美国海军的强军计划是通过海军演习进行的，在演习中验证和测试各种概念。在整个2020财年，海军舰艇已参加了“环太平洋”、“勇敢之盾”等多次演习，展示海军正在努力实现的一些概念以及其与联合和联盟网络接口的能力。
JADC2的未来发展
JADC2概念本质是确保美军是一支可将平台、传感器和武器等能力连接起来的联合部队。虽然在此概念下，各军种在发展各自指挥控制系统时加强了彼此之间的连通，也取得了重大进展，但仍面临着系统互通性的挑战。2020年12月，美国国会要求各军种发展JADC2时要考虑军种间的兼容性，希望国防部利用DARPA开发的用于异构电子系统的系统技术集成工具链（STITCHES）项目自动生成代码，以达成系统之间的互连互通。该项目已经进行了十多次成功的演示，证明了能够以最低成本、以小时或天为单位使不兼容的系统之间达到互通状态。美国国会议员希望看到对该技术的进一步研究和测试。
德、法、西等国打造未来空中作战系统（FCAS）
2020年2月14日，法国和德国政府与美国空客和法国泰勒斯等公司议定了为期18个月的初步框架合同（1A阶段），以启动未来空中作战系统（FCAS）的演示阶段。各公司将联合开发演示模拟器，以确保演示者之间的一致性，并着手发展各领域的尖端技术。2月21日，空客公司和泰勒斯公司开始为FCAS合作开发“空战云”。按照法德两国的设想，综合了卫星、地面通信网络和空空、空地、地空各种数据链，具备强韧、安全保密、高度互用等特征的全功能“空战云”将实时连通和同步所有节点，增强态势感知、信息处理能力，形成任务级和交战级协同，在拒止环境中提供更高效能。7月，空客公司宣布在德国空军最近举行的演习中，首次成功演示了利用空客公司的多数据链连接技术实现遥控载具（使用紧凑型机载网络数据链）与台风战斗机（使用Link 16数据链）交联，此即FCAS关键的组网与数据融合能力。多数据链连接技术的成功演示，为FCAS项目后续开展“空战云”第一阶段技术演示验证奠定了初步基础，表明“空战云”架构设计与发展正在稳步推进，取得新的突破。12月，初步演示1A阶段结束，将于明年开始1B阶段的演示，但要完成最终设计，工业部门表示还将面临“艰难的路线图”。FCAS作战概念图如图2所示。
图4 FCAS作战概念图
韩国升级C4I系统
2020年9月，韩国国防采购计划局宣布完成了海军的C4I系统升级项目。此次升级耗资1.24亿美元，旨在提高海军的未来作战能力。升级后的系统具备以下优势：
（1）可以将韩国海军战术数据处理系统、韩国海军指挥控制系统、数字专业处理系统和实时文本网络4个不同系统提供的所有信息集成到一个网络中去，从而大幅提高韩国海军在战斗状态下执行指挥控制的能力；
（2）数据处理能力比之前提高了3倍，使海军能与其它部队实时传输和共享数据，包括弹道导弹数据；
（3）根据每个部队的任务进行定制；
（4）可实时远程控制所有作战网络终端；
（5）如系统主站受损，备用站可在10分钟内投入使用。
意大利莱昂纳多防务公司推出新型海军指挥控制与作战管理系统
2020年10月，在2020年度“欧洲海军”国际海军防务和海上安全行业展览会上，意大利莱昂纳多防务公司推出了全新的指挥控制与作战管理系统。该系统具有独特的多点触摸屏和全地图图形，可呈现完整的态势感知。该系统集成在一个新型“作战桥”结构中，类似于飞机的驾驶舱，通过传感器、武器和通信互连，覆盖了所有实时作战管理要求，将成为一个覆盖战术层、可访问战略网络服务和设施、人机界面友好的海军C4I系统。
2.加强军事通信技术发展，打造支撑新型作战概念的韧性灵活通信网络系统
大力发展通信技术，提升作战平台在区域拒止环境下的通信性能
美太空部队持续推进通信硬件和卫星通信系统发展，以在区域拒止环境下提升通信性能，今年4月太空部队太空与导弹系统中心（SMC）授予L3哈里斯公司合同用于为美国空军和陆军开发用于战术卫星通信的安全、宽带与抗干扰的卫星通信终端调制解调器（A3M）以在高度复杂的敌对干扰环境中保持具有弹性和安全的卫星通信。美国Comtech EF数据公司也获得工程开发合同以支持美国空军和陆军A3M项目，协助作战期间的战术卫星通信。
在卫星通信系统发展方面，6月美国第四太空作战中队在美国科罗拉多州施里弗空军基地安装新型先进超视距终端系列（FAB-T）用于控制受保护的军事通信卫星。FAB-T将用于卫星遥测、跟踪和指挥先进极高频（AEHF）星座，并取代军事星（MILSTAR）为高优先级军事资产和任务提供受保护的抗干扰通信。太空部队还授予诺格公司合同用于为演进的战略卫星通信（ESS）项目快速原型阶段开发现代化战略通信空间部分，以增强弹性和网络安全能力。ESS项目将与现有AEHF系统无缝互操作，并最终将其取代。太空部队的新型宽带全球通信卫星（WGS-11）在10月完成初步设计审查，取得里程碑进展。WGS-11比该系列中其他卫星更具有灵活性，能够产生比整个现有星座更多的覆盖波束，并且每个单独波束都能够根据军方需求进行定制，满足部队在任何特定情况下对更多带宽的需求。主承包商波音公司将在2023年交付WGS-11卫星，并为目前在轨的10颗WGS进行升级。
开发新型战术数据链并提升原有数据链性能，提升作战人员态势感知能力
2020年美国空军不断推行JADC2概念，旨在推动传感器和射手的跨域连接。作为提升战场态势的重要环节，数据链性能开发愈加受到美各军种重视。一方面美国注重发展新型数据链，另一方面美国希望可以提升原有Link16数据链性能。美国空军空中机动司令部（AMC）在6月进行的一次数据传输试验中测试了一种新型战术数据链系统，通过高宽带、超视距通信能力和更快的数据处理速度，为飞行员提供大量数据和更高的态势感知力，使机组人员可以在进入战场前几个小时查看战场态势。另外SDA还致力于开发国防太空架构（NDSA）传输层技术和构建太空平台和相关系统。传输层技术Tranche 0衍生项目包括开发太空飞行器和路径,以实现光学卫星间链路互操作性。Tranche 0和未来迭代项目中发展和部署的卫星星座将使数十颗卫星具备光学卫星间链路，能够向其它空间飞行器和地面站发送或从中接收宽带数据。该技术一旦成熟，美国作战人员可以通过现有战术数据链太空基部分周期性连通低延时数据。
为了开发Link16数据链新性能，SDA在8月授予洛马公司和约克太空系统公司合同，为其未来空间架构建造10颗数据中继卫星。由于北约和美国都使用Link16战术数据网络，因此Link16将成为SDA传输层卫星的关键通道，并被设计为未来全域作战的通信主干。
3.推进人工智能技术的军事应用，增强智能化作战要素，提升指挥控制能力
美国加大政策支持力度，促进人工智能技术发展
美国防部2021财年预算规划将增加联合人工智能中心的经费用于支持开发和部署用于作战行动的人工智能应用程序，“作战行动”将成为国防部2021年的优先任务，而美国国会也敦促国防部在人工智能方面投入更多资金用于作战和改善业务运行。众议院军事委员会发布的《2021财年国防授权法案》建议投入1.32亿美元用于联合人工智能的研发、测试和评估，还将在未来五年为联合人工智能中心提供每年高达1.5亿美元的采购权，用于与关键技术和服务开发、采购和维护相关的新合同。
除了资金财政支持，各军种和国防部积极制定、采纳人工智能相关标准，对人工智能技术的应用进行补足。美国国防部通过并采纳了人工智能能力伦理发展五项原则：负责、公平、可追踪、可靠和可治理。而空军测试人员正在开发新的人工智能试验标准，用来指导人工智能与自主飞行器试验，并为技术评估建立一系列原则。
美国授出多份人工智能合同，加速人工智能技术平台发展
2020年美空军授出多项人工智能合同开发人工智能平台工具。2月空军向L3哈里斯公司授予合同用于某软件平台的研发，使该平台在运用人工智能识别大数据方面表现更加突出，同时解决国防工业部门对大型地理空间数据集进行自动化分析的迫切需求。空军还选定C3 AI公司共同合作开发战略人工智能平台，由C3 AI公司为空军提供C3 AI套件（可扩展人工智能平台）及C3 AI Readiness解决方案（基于人工智能的解决方案），对空军的人工智能能力进行现代化升级和扩展以提高其任务能力和战备状态。空军另外授出5份价值1亿美元的人工智能领域合同,用于为美国防部联合人工智能中心提供软件开发、机器学习专业知识、认知和系统工程以及用户体验设计方面服务，以加速人工智能在大型复杂军事系统中的应用。另外美国防部也向诺格公司授予合同用于建立新的大数据系统，包括机器辅助分析快速数据库系统（MARS）以摄取和管理大量数据，从而为作战决策提供信息。
各国积极推进人工智能技术在各领域指控系统的应用，提升指控能力
美国国防部联合人工智能中心（JAIC）准备从2020年开始在联合战机目标指示领域开展首个将人工智能运用于杀伤力的项目，人工智能作为工具在作战中使用时，将可能作为通信工具、侦察机器人、战场目指工具、作战力量管理软件或其他目指工具。
美国空军自2月份以来，连续发布3份技术招标函，希望将与人工智能技术有关的新硬件和软件集成到ABMS中。ABMS将每个发射平台和传感器联网到云计算环境，通过使用人工智能来确保相关信息立即移动到有需要的平台上。
俄罗斯的Pantir防空系统也获得一种自动控制系统，该系统能够在没有人为干预的情况下向空中目标射击。自动控制系统已启用人工智能，使防空系统快速打击来自不同方向的多个目标，大大提高系统的效率，而且还可以节约导弹成本。
4.推进5G和量子等新技术的军事应用，增强态势感知能力，提升指挥控制优势
积极推进5G技术的军事应用，变革式提升美军军事性能
早在2019年，美国防部5G战略报告就认为与4G技术相比，5G技术可以提升数据传输速度、减少传输延迟、保证信息传输可靠性，能够使增强现实（AR）和虚拟现实（VR）、5G指挥仓储、分布式指挥控制及动态频谱均可在军事上获得更广泛的应用。为了推进5G的军事应用，美国防部在5月与位于内里斯空军基地的空军作战中心合作建立了支持5G网络的指挥控制操作软件。该软件具有综合人机界面，简单的图形用户界面，还包含音频、手势、增强现实设备和触觉反馈的交互系统，该网络预计于2021年1月全面投入运行。6月，国防部宣布新建第2批7个基地作为5G技术的试验场，用于实现快速实验及应用原型设计，加上其在2019年10月宣布建立的第一批用于5G技术测试和试验的基地，基地总数将达到12个。同时，国防部称，将在内华达州内利斯空军基地建立移动式信号塔，用于5G试验和测试。另外，美国防部还计划独立运营5G网络，并为提高5G网络安全作出努力。
整合量子信息技术与军事应用，挖掘量子技术的军事潜能
美国一直重视量子技术的军事应用，认为量子技术可能会在未来战场中扮演无可替代的角色。美国众议院通过2020年《量子网络基础设施法案》，该法案将奖励一个国家研发计划，以推进建立美国的量子网络基础设施并加速量子技术的广泛实施。美国陆军积极开发和量子通信与量子计算有关的新技术。2020年7月美国陆军研究室团队开发了一种保障量子通信的新方法，可以加速量子网络的实现。该团队的研究范围还包括开发量子网络体系结构和运行原理，将技术应用到实际中并进行工程设计。这一研究结果可应用于未来的战斗机量子通信。另外美国陆军还资助麻省理工学院和桑迪亚国家实验室开发一种制造量子计算芯片的新方法，标志着向大规模量子处理器制造以向战场提供快速处理能力迈出了重要一步。
元宵节快乐