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研析美军电磁频谱战的进展,争取在未来信息战场御敌制胜-龙8app登录

       随着现代武器装备信息化、智能化程度的大幅升级,电磁频谱已成为贯穿作战全域并产生跨域影响的资源型要素,进入破除“战争迷雾”的关键行动域。在争夺现代战场的战略优势中,为破解目标对手日益强大的反介入/区域拒止能力,美军推出电磁频谱战新概念,迅速引领新一轮军事理论和技术创新。研析美军电磁频谱战的进展,对于在未来信息战场御敌制胜具有重要现实意义。

 

电磁空间与电磁频谱战
 

      认识电磁频谱战首先要认清概念内核——电磁空间。电磁空间是现代战争的作战概念和技术发展到一定阶段后的对抗新域。作为自然空间的组成部分,它是由电磁波构成的物理空间,涵盖依存于电磁频谱的各类传感器、通信和武器系统及其产生的电磁波、信息流等相关信息活动。随着移动通信和传感技术的商业可用性越来越强,电磁空间的频谱资源日益呈现拥挤、竞争、对抗的典型特征,军用电磁频谱面临不断被侵蚀的残酷现实。

美军电磁频谱战发展探究

 

      电磁频谱战是电子对抗向电磁空间的自然延续和发展,是发生在电磁空间并依赖电磁空间能力的对抗行动,核心能力包括电磁空间的侦察、进攻、防御和电磁战斗管理能力。电磁频谱战将电子对抗的传统概念进一步向“电子战 电磁频谱管控”,甚至向整个电磁频谱域(包括电子战、通信、传感器)的斗争拓展。

 

发展沿革与现状
 

      美军历来重视电磁频谱管控。20世纪70年代初,美国参联会主席托马斯·莫雷称,第三次世界大战的胜利者将是能高度控制和管理电磁频谱的一方。美国电磁行业的老鸨鸦协会最早提出将电磁控制作为电子战概念的第4组成部分,2010年首次提出将电磁频谱利用与控制上升到国家战略地位。

     电磁频谱的地位作用日益凸显。进入21世纪后,美军开始从战争对抗角度认知电磁频谱域的军事行动。2009年,美国战略司令部推出电磁频谱战争早期概念,在电子战基础上增加电磁频谱管理、电磁频谱控制、电磁战斗控制等任务内容,并在《2010联合构想》的基础上制定《2010联合频谱构想》。2012年,美国参联会在《jp3-13.1:联合电子战条令》中提出联合电磁频谱行动概念,美国海军提出电磁机动战概念,2013年,美国空军提出频谱战。美国防部2014年版《电磁频谱战略》认为,电磁频谱是国家的重要战略资源。2017年1月,时任国防部长阿什顿·卡特签署首部《电子战战略》,提升电磁频谱的独立作战域战略地位并阐述了作战实施方式。2018年,美国最新版《国防战略》也为电磁频谱战及其军事行动提供了理论指南,确定了未来相当长时期制定电磁频谱行动的规划与需求原则。

电磁频谱战的组织机构

 

      在电磁频谱战凸显战略地位的历程中,美国智库战略与预算评估中心影响深远,在一定意义上打通了电磁频谱战从战略认知向实战应用的衔接通道。2015年12月的《电波制胜:重拾美国在电磁频谱领域的主宰地位》报告首次提出以电磁频谱战代替电子战,并阐释了低-零功率电磁频谱战概念的视图、能力与技术需求,以及所具有的认知、灵巧、分散等能力特征;2017年10月5日的《制胜灰区:利用电磁战重获升级优势》报告,建议美军应创新对抗中俄“灰色地带”混合威胁的新方法,提出采用无人机蜂群等电磁战新概念和技术达成精确攻击;2019年11月发布的《赢得隐形战争:在电磁频谱域夺取持续优势》报告,采用净评估框架对比评估美中俄三国电磁频谱行动能力,重点提出了电磁机动战的能力创新建议。

      军事机构同步调整变化。2012年,战略司令部建立联合电磁频谱控制中心,旨在实现电子战和电磁频谱管理的全面集成,各部队也分别建立相应的组织协调机构和分队,国防部信息系统局下属的联合频谱中心则负责提供应用系统和龙8app登录的技术支持。2015年3月,美军成立最高级别电子战机构——电子战执行委员会,下设秘书处、常设办公室和负责具体事务的电子战能力小组,从国防部层面对电子战进行决策、协调和监管。2018年1月,空军司令部新建了跨职能团队——电子战/电磁频谱优势体系能力协作工作组,由网络空间行动和作战通信部主任戴维德·哥德克准将领导,研究确保电磁频谱优势的具体举措。各军种开始围绕实战需求组建新型专业分队,美国陆军在2017年成立第1战场网电战小组作为独立电磁频谱战分队。

电磁频谱战概念及行动要素关系

 

 

条令与理论要义
 

     为推动电磁频谱战相关理念深化发展,美军先后从战略政策到战技术规程建立起一系列指导文件。从发展脉络看,核心思想逐步从电子战与电磁管理向电磁频谱战与电磁战转型。

     美国国防部于2014年2月修正2006年版《电磁频谱战略》,聚焦推进频谱装备发展、增强频谱行动灵活性、提升频谱管理和政策响应能力等战略目标;2017年1月的《电子战战略》明确加速推进电子战能力的发展战略以及集成电子战能力、概念与项目技术、训练与作战等措施。

      战略司令部2010年8月在《赢得21世纪经济与安全优势:电磁频谱控制战略框架》文件中,为联合信息作战中心构建起电磁频谱控制的顶层战略框架和体系架构。

      参联会2012年先后颁布《jp6-01:联合电磁频谱管理行动》和《cjcsm3320.01c:电磁作战环境中联合电磁频谱管理行动》手册,2013年颁布《cjcsi3320.01d:电磁频谱作战行动》指示和《cjcsm3320.04:电子战支援电磁频谱作战行动》手册,2015年签发《电磁频谱作战联合概念》,系统阐明了联合部队开展电磁频谱作战行动的战略愿景、组织机构与职能、指挥与管理关系、计划制定与作战实施、作战集成与行动协同等内容,并向战术、技术与程序(ttp)操作层细化;2016年10月形成的《jdn3-16:电磁频谱作战行动》纪要草案,以参联会jp6-01、cjcsm3320.01、cjcsi3320.02等条令为支撑,规范了电磁频谱作战术语和作战框架标准,对职能角色、组织机构、计划制定、作战实施和评估作了初步明确,成为电磁频谱战较为系统的新指导。

电磁频谱战相关概念关系图

 

      军种方面,美国陆军走在前列,空军近年也进展显著。陆军早在2007年就颁布《陆军未来模块化部队概念能力计划2015—2024:电磁频谱作战》作为早期的顶层战略指导;2010年5月和2015年12月先后颁布《fm6-02.70:陆军电磁频谱作战》《atp6-02.70:电磁频谱管理作战行动技能》,对陆军电磁频谱作战行动的全流程组织实施作了明确规定,是集成电磁频谱战、电子战与网络空间战的行动框架与技能手册;2018年1月发布《赛博空间与电磁频谱战概念》,对电磁频谱战与网络空间域行动进行融合集成。

      空军2014年6月版《电子战集成重编程》与2015年12月版《频谱干扰消除纲要》聚焦电磁频谱对抗行动的操作规程;2018年12月,由空军大学李梅中心(curtis e. lemay)牵头,以jdn3-16为指导重修条令附录《annex3-51:电子战》,2019年7月正式发布新版《annex3-51:电磁战与电磁频谱行动》,重点描述了电磁频谱行动和电磁战两大概念及其对抗行动与构成、支援行动、组织机构、行动规划、实施与评估,并明确电磁战的空中、太空和赛博空间3种样式构成。

     军事技术引领和支撑先进作战理念。为将电磁频谱战从概念转化为能力,美军极力开展技术创新和装备研发,发展具有网络化、灵巧化、多功能、小型化和自适应等新特征的作战应用系统。

     美国国防部在2014年《电磁频谱战略》中指出,要量化频谱需求、发展电磁环境所需装备和技术,增强实时频谱操作和电磁频谱系统实时识别、预测及干扰消除等能力。

联合电磁频谱作战计划产品及其关系

 

      美军自2005年开始开发部署同盟国的联合频谱管理规划工具与全球电磁频谱信息系统,随后的频谱xxi及其改进型、频谱感知管理与规划系统、频谱态势感知系统等,均具备实时频谱测量与在线分析、频谱筹划推演与方案制定、用频规划分配与频率指派、信号操作与通信电子操作指令生成、电磁干扰分析与冲突消除、电磁作战环境建模仿真、电磁态势图共享与用频效能评估、卫星接入与网络中心环境协调、频谱资源接入与数据库标准等多种功能与能力,且各系统具有一定的兼容与互操作性能,为美军战场电磁频谱管控提供了多功能支撑。

      2018年11月,美国国防部首席信息官宣布,国防部国防信息系统局正在利用云计算、大数据和人工智能技术构建大型的联合电磁频谱数据库。它将依托抗干扰的安全卫星通信,近实时地向美军全球用户共享数据,并与军事云和联合企业防御基础设施结合使用,将前线作战单位连接到云,既可避免内部信号互扰,又可协助信号情报和电子战部队识别对抗敌方信号,增强电磁频谱行动的作战和机动效能。联合电磁数据库的建立,将为智能型电磁频谱战能力奠定坚实基础。

      高新技术装备是催生新生作战能力的重要途径。《决胜电磁波》指出,新阶段电磁频谱战的重要特征是无源传感器的应用和采用低-零功率能力对敌进行反电磁对抗,智能化技术和装备将是未来主导。在智能型电磁频谱作战技术与能力发展中,认知电子战具有重要影响。

      2010年7月,自适应行为学习电子战项目将机器学习应用到通信电子战领域,开启了认知电子战的发展。认知电子战的实现依靠智能电子战系统,能够自主感知电磁环境,通过学习和推理实时改变干扰策略,并评估干扰效果,以实现对已知或未知威胁目标的自适应对抗,具备环境感知、学习推理、评估判断和记忆存储等能力。

 

      因此,美国国防高级研究计划局自2010年开始启动自适应行为学习电子战、自适应雷达对抗、极端射频频谱条件下通信技术等项目,通过对抗行为实时评估、措施自主生成、效果即时反馈等技术,开发针对未知波形和行为的电磁频谱威胁进行实时战术对抗的能力。在认知电子战和人工智能技术的推动下,2017年8月11日darpa启动了射频机器学习系统(rfmls)和频谱联合挑战项目,开发从大量复杂频谱信号中自动区分和表征目标信号的新技术。

美军小精灵无人机集群计划概念图

 

 

作战运用与典型战法
 

      在新概念牵引下,美军从规范条令文件到基于概念验证实战能力同步展开。在联合和军种条令中,规范作战概念、任务范畴、组织机构、作战筹划与实施及评估等;在系统研建和战法验证中,充分融入“体系博弈”理念,将电磁频谱战与多域战、马赛克战、分布式作战、蜂群作战等概念紧密衔接。

      电磁频谱战是交战双方围绕制电磁权展开的争夺,目的是限制或剥夺敌方有效使用电磁频谱,从而保障己方有效使用电磁频谱。根据jdn3-16和annex3-51条令,电磁频谱战的任务域由电磁频谱利用、管理、攻击和防护四维度任务构成,旨在对电磁作战环境中联合任务部队的电磁频谱行动进行作战集成、重点确立、组织协同和冲突消除,从而实现战场电磁频谱控制在各作战域的指挥控制、情报、火力打击、调整与机动、防护、行动维持等职能能力中发挥关键作用。

      电磁频谱战的核心在于争夺和利用电磁频谱资源,是电子战与频谱管控的有机集成。美军联合部队组织实施电磁频谱战的基本框架为:电磁频谱控制计划与电子战重编程相结合生成电磁频谱控制序列,主要内容是针对电磁频谱控制行动的计划制定、电磁频谱资源使用的优先级确立与冲突消除、作战行动的协同与集成。

       因此,电磁频谱控制序列是关键,它以计划为基础(包括主/备用方案),在根据战场行动需要进行重编程的情况下,考虑和解决局部资源使用的冲突消除、优先级序列和行动协同问题,以形成新的电磁频谱控制序列。由于电磁频谱战系统具备智能认知、多功能集成、自主协同、小型灵巧、网络分布、频谱机动等新型能力,频谱管控与电磁辐射控制将是一个协同、反馈和自适应的动态过程。作战防御方应重点关注的要素包括对手的电磁能量控制、电磁信号认知、频谱控制和信息情报支援等。电磁能量控制可以实现低-零功率探测和高功率攻击,电磁信号认知和频谱规划控制可以实现频域机动和频段控守,频谱管控与电磁能量控制协同可以实现电磁兼容和电子防护,信号情报支援是电磁能量控制、信号认知与频谱控制共同支撑的结果。

      近年来,马赛克战、多域作战等新的作战理念与电磁频谱战概念交织渗透,催生了更多战场应用的新战法。在多域作战和弹性分散架构理念的框架下,美军推出借助小精灵、低成本无人机集群技术等蜂群项目验证电磁频谱战能力的构想。小精灵电磁战无人机项目于2015年9月提出,旨在开发小型化、网络化、集群作战侦察与电子战无人机,可由c-130运输机携带至防区外发射,这种可回收、重复使用的无人机利用网络化集群特征压制敌方导弹防御系统,切断敌方通信乃至向数据网络注入恶意代码等。

       随着美国太空军建设的持续加强,电磁频谱战也已在太空战领域初现雏形。空军annex3-51条令在电磁战概念中专门阐释了太空电磁战的组织筹划、指挥控制、效果协同、攻防支援等内容,将成为太空军实施电磁频谱战的早期遵循。2019年2月,美国国防情报局在《太空安全挑战》报告中分析了针对太空系统及其链路的电磁对抗问题。近年来,美军不断加强太空体系弹性建设,2019年太空发展局发起“下一代太空架构”的大规模集群式太空系统建设愿景,认为增强电磁频谱对抗能力将是确保弹性的重要因素。其中,发展导航战和通信对抗能力是重点内容之一。据美媒报道,2014年发射的第三代gps-ⅲ卫星的抗干扰能力就比现有的gps系统提高了100~500倍。

 

结 语
 

       美国战略与预算评估中心在2016年1月的《决胜齐射角逐:美国防空与导弹防御再平衡》报告中指出,电磁频谱战将成为战场的长期性竞争,建议美军重点发展直戳要害的电磁频谱战技术和能力。作为应对信息网络、大数据和人工智能时代军事新挑战的作战理念,电磁频谱战一经提出就成为美军战斗力发展的新方向。美国国防部通过颁布国家战略与军队条令、集成作战力量与机构、研发新型系统与装备技术等措施,将新作战概念全维推向战场。

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