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美专家:现代战争条件下传统的空天作战中心及分布式通用地面系统需要现代化改造




美专家:现代战争条件下传统的空天作战中心及分布式通用地面系统需要现代化改造



远望智库开源情报中心 书香慧言 编译


近日,美柯林斯航空航天公司作战管理指挥与控制及自主解决方案高级经理、美退役空军上校詹姆斯·劳伦斯在“现代作战空间”网站撰文,提出现代战争条件下,需要对美空军传统的固定式空天作战中心和分布式通用地面系统进行现代化改造。主要观点如下:
空天作战中心(AOC)一直是美空军任务与行动的中枢神经系统。这个集中的指挥与控制中心是高层领导分析情报、监视与侦察(ISR)数据及其他信息的地方,以帮助他们做出决策。它是任务筹划、资产分配和任务执行的地方——由空中任务指令(ATO)流程发起。它也是集成了用于感知、决策和任务命令下达的军事硬件与软件的地方。同样,空军的分布式通用地面系统(AFDCGS)的主要任务是处理、利用及分发融合的情报产品,将其分发给全球各地的联合作战用户。这些任务发生在大型固定设施中,目前依赖于每个站点的并置硬件、软件和网络。
几十年来,空天作战中心和分布式通用地面系统都成功有效地遂行了各自的任务(指挥与控制以及处理、利用和分发情报/情报融合)。但如今,空军所处的环境已经发生了改变。空军不再像过去二十年那样开展非对称作战。如今,空军正在将作战重心向新的、更先进的对手转移并为此做好准备。实力相当的对手拥有先进的能力和效果,或将改变我们的作战方式。考虑到现代对手不断发展的先进能力,必须重新评估今天的固定式空天作战中心和分布式通用地面系统概念。

一、固定式空天作战中心和分布式通用地面系统网络易受敌方攻击


     


中俄等对手都清楚美军利用其指控(C2)硬件和软件以及配套的通信、卫星和信号网络中获得战术优势。这些是美军作战行动的支柱,即为联合部队提供信息共享和态势感知。
如果对手能够以某种方式袭扰或拒止美军获得指挥、控制和通信(C3),他们可能会对美军的协同作战能力造成巨大打击。他们可能会有效拒止美军的信息优势——影响态势感知,并削弱高层领导在战场上做出数据驱动决策的能力。通过亲眼目睹俄乌冲突,可以肯定的是,这是对手在任何冲突伊始首先要做的事情。
在对乌克兰发动入侵之初,俄军就在努力消除乌境内所有的通信与网络。首先是对地面网络发动大规模攻击并对必要的信息来源实施网络攻击。接下来,对遂行任务重要的卫星通信网络遭到拒止。就连为乌军提供紧急卫星通信而迅速部署的“星链”卫星终端也遭到了干扰攻击。
通过对乌克兰的通信基础实施实施大规模攻击,俄罗斯实现了对指挥、控制与通信(C3)的拒止。联合国近期发布的一份报告发现,“乌克兰至少需要17.9亿美元才能将其电信部门恢复到战前水平……”。
鉴于空天作战中心和分布式通用地面系统的重要性以及对指挥、控制与通信的依赖,可以断言,如果发生冲突,这些设施都将在对手的目标打击清单上。而且,随着新一代动能/非动能效应器的研发与部署,无论如何,以目前的形式,确实没有一个安全的地点可以用来部署空天作战中心或分布式通用地面系统节点。那么,鉴于目前指挥、控制与通信(C3)以及处理、利用和分发(PED)情报/情报融合存在的弱点,空军如何确保未来冲突中使用上述能力?

二、分散与机动


     


空天作战中心和分布式通用地面系统的任务对于军事行动至关重要,因此不能将它们的所有功能都放在一个容易被攻击和摧毁的固定建筑内。但是,随着弹性移动通信的作用以及在分布式作战空间环境下进行指控的能力在现代战争中变得至关重要,空天作战中心和分布式通用地面系统的重要性只会与日俱增。这意味着需要确定一种将冗余带到指挥、控制与通信(C3)以及处理、利用和分发(PED)情报/情报融合功能的方法。这也意味着需要找到新的方法,使对手难以定位、识别和破坏空天作战中心和分布式通用地面系统。实现这一点的最简单的方法之一就是,重新定义何为空天作战中心和分布式通用地面系统,以及它们应该是什么。
空天作战中心和分布式通用地面系统内固有的能力应该扩散并分布在多个移动式替代方案中,而不是一个容易被对手打击的单一固定建筑。值得注意的是,过去两年,美空军一直在试验轻型战术作战中心(TOC-L)概念。这一作战概念使指挥、控制与通信(C3)能够在一个更小的移动、分布式能力包中运作,并且能够在高冲突作战环境下运作。虽然美空军承认在实体空天作战中心或分布式通用地面系统所在地作战时面临实力相当对手的挑战,但他们也通过轻型战术作战中心(TOC-L)概念引入了潜在的解决方案,以直面这些挑战。
剩下的是需要将这种移动和分布式的指挥、控制与通信(C3)模块化。雷神公司所属柯林斯航空航天任务公司也认识到了这一点,并利用雷神公司的创新能力开发和演示了多种技术解决方案,以解决和确保弹性连接。
雷神公司的“边缘使命”(M2E)系统利用具有自修复数字数据纤维的移动边缘云服务器,在断开连接、间歇性和有限(DIL)环境下在边缘提供指挥与控制。尽管“边缘使命”(M2E)系统是为5G环境开发的,但它与网络无关,可以在手机、笔记本电脑和台式机上使用。“边缘使命”(M2E)系统已经在内利斯5G靶场进行了测试,并在内利斯影子作战中心(ShOC-N)进行了演示。
雷神公司的“前沿联合全域指挥与控制”(JADC2-FWD)概念最近在“东北边缘-23”演习中进行了演示,展示了美军使用商用租赁车辆提供由人工智能(AI)和机器学习(ML)技术支持的隐蔽滚装传感器融合能力。这些商用车在移动中展示了相互通信、共享信息和显示通用作战图的能力,而小型化(SFF)计算机托管软件包则通过冗余网络(例如,卫星通信、蜂窝网络和/或移动自组织网)管理和处理商业上可用数据。
整合后的人工智能/机器学习分析了生命活动的模式,并确定了异常行为。然后,可以对“东北边缘-23”演习中指定的概念目标进行3D登记,以生成火力打击标准的坐标。
这些移动的指挥、控制与通信(C3)以及处理、利用和分发(PED)情报/情报融合节点可以采用多种形式——它们可以是为实现这一目的而设计的专用车辆,也可以是重新调整用途的传统军用车辆,甚至是一个装在手提箱内、可以很容易搭建和拆除的帐篷或临时建筑。它们也可能被部署在PACE(主要、备用、应急、紧急)计划中的多个地方,作为指挥、控制与通信的主要来源,取代传统的空天作战中心或分布式通用地面系统,或者在空天作战中心或分布式通用地面系统所在地被打击或摧毁时作为应急或紧急备份。
无论这些移动任务功能采取何种形式,它们都是空天作战中心和分布式通用地面系统在新战争时代的自然演变。在现代战争时期,先进的对手有工具也有动机在冲突早期摧毁空天作战中心和/或分布式通用地面系统的固定场地设施,以获得战术优势。但要使这种新型空天作战中心和分布式通用地面系统成为现实,还有一些挑战需要克服。

三、自动化与集成


     


首先,打造一个新型空天作战中心/分布式通用地面系统,或者至少不是在一座建筑内将面临挑战。其中一个挑战是硬件问题,购买和组装指挥、控制与通信(C3)所需的适当天线、终端和硬件,但也有人为因素。
这种新型移动、分布式特征将推动裁减人员,并对留下的人员进行许多新技能的交叉培训。除了正常的空天作战中心/分布式通用地面系统任务职责外,所有人员都必须能够以正常的速度临时安装、拆卸和及时维护设备。这就是需要自动化的原因。
为了做出今天的军事决策而需要处理和利用的数据量大得惊人。对于在规模更小、移动性更强的空天作战中心/分布式通用地面系统工作的小团队来说,分析这些数据并以有效的方式执行任务是非常困难的。这就是为什么采用人工智能和机器学习等新技术是必要的。
通过利用人工智能和机器学习技术(包括生成人工智能),可以简化流程,使冗余活动自动化,并减少飞行员的认知工作量。这将使这些规模较小、流动性更强的空天作战中心和分布式通用地面系统的工作人员能够专注于关键任务。与当今传统的空天作战中心或分布式通用地面系统内的大量工作人员相比,这将更好地使小组工作人员能够完成相同甚至增加的工作量。不仅如此,在这些占地面积较小的空天作战中心和分布式通用地面系统中引入人工智能和机器学习技术,将使全体飞行人员能够在所有作战域(空中、陆地、海上、太空和网络)遂行作战行动,并能够同时处理多个杀伤链(发现、锁定、跟踪、瞄准、交火和评估)。
然后,还有来自集成和互操作性方面的挑战。通过增加分散部署空天作战中心和分布式通用地面系统来构建更可靠的指挥、控制与通信(C3),即创建更小、更机动且更难瞄准和拒止的单位是一回事,但真正可靠和冗余的指挥、控制与通信(C3)只有通过集成和互操作性才能实现。
假设对手成功拒止了空军的网络,或干扰了空军正在使用的卫星。如果有海军或陆军的网络可用,空军就可以利用它们的网络重建通信并继续作战。但由于不同军事网络的烟囱装结构以及缺乏真正的系统集成和企业互操作性,这在今天仍然难以实现。值得庆幸的是,正如最近举行的“北方边缘”演习所表明的那样,这是军方工业合作伙伴正在取得令人难以置信的进步的一个领域。
第一轮演习在阿拉斯加州的埃尔门多夫-理查德森联合基地和艾尔森空军基地举行。在这轮演习中,柯林斯航空航天公司展示了一套技术,包括智能传感、弹性网络和作战管理指挥与控制。这些解决方案实现了联盟伙伴之间近乎无缝、快速的数据连接和协同。
第二轮演习在日本冲绳嘉手纳空军基地举行。在该轮演习中,柯林斯航空航天公司展示了先进的人工智能通信系统,这些系统能够快速将数据分发给联盟伙伴。柯林斯航空航天公司还展示了一种移动、有弹性的网络网关,该网关跨多个安全级桥接不同的视距和超视距网络,使联合部队指挥官能够以实时的互操作性指挥协同作战。
未来,先进对手的能力可能会使传统的空天作战中心和分布式通用地面系统节点在战斗中被击溃。一套更小、模块化和分布式的空天作战中心和分布式通用地面系统可以提供一个解决方案,行业合作伙伴正在努力实现必要的集成、互操作性和自动化,使分布式移动通信和指控成为未来作战空间的新操作规范。

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