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在人类战争历史上，军事领导人计划战斗的基础是在战场周围调动军队，使军队列队行进，以获得对敌人的优势地位。随着作战技术的发展，当前的战场已经扩展到陆、海、空、天、网络和电磁频谱（Electromagnetic Spectrum，EMS）等领域。军事战略家们现在正在探索“作战域的连续统一体”，以及这些作战域在多域战（Multi-domain Operations，MDO）中是如何相互联系的。EMS渗透到所有其他作战域，是一个传统作战域和其他新兴作战域融合行动的促成者。客观来讲，EMS不考虑任何政府或军队的主权，它为任何有能力操纵它的人提供了公平的机会。
EMS渗透到所有其他作战域，是一个传统作战域和其他新兴作战域融合行动的促成者
自从世界上第一台无线电发射机被发明以来，作战方一直试图利用EMS来控制另一个作战域。在二次世界大战的大不列颠战争期间，英国发明的早期雷达（本土链）被用来对纳粹德国的作战飞机进行定位和测距。实践证明，雷达的使用使英国皇家空军作战司令部能够对来袭的攻击作出及时反应，并尽可能高效地使用飞行员和飞机。来自EMS作战域的告警给了英国必要的时间，从空中和陆地传统作战域进行有效的防御。美国现在正进入一个时代，EMS的优势将需要作为多域战的一个组成部分来及时获取并长期维持，这就是EMS机动战的时代。可以毫不夸张地说，无限的EMS机动自由对世界各国的军队和社会至关重要。它支持现代生活的高速接入互联网、驾驶导航等等。对于军方来说，EMS能够实现精确制导、遥控无人机、自适应后勤、现代雷达、通信和无数其他应用。电子战（Electronic Warfare，EW）需要以更机动的速度发展，这也增加了EMS地带的复杂性。在过去的20年里，EMS作为一个作战域的概念逐渐成熟，同时也成为现代生活中普遍存在的一部分，尽管大多时候被人们所忽视。在军事领域，由于多年来预算紧缩，导致电子战系统发展停滞，美国在EMS作战域的优势开始动摇。17年来，美军一直在高度宽松的环境中作战，这一点导致了其在武器系统开发和作战计划中缺乏对EMS的足够考量。与此同时，美军认为其匹敌者一直在研究美国如何在波斯尼亚、阿富汗和伊拉克作战，并据此发展了相应的理论和武器来制造在这一新兴领域的不对称优势。
美军五年电子战研发、测试、评估和采购资金（2019-2024）
美国鼓吹其现在处于新的劣势，认为其竞争对手已经实现了军队现代化，并在各个领域（包括EMS）直接挑战其机动自由。美国公开宣称，2014年，中国开始在南海建造人工岛，并在此后用远程探测和导弹系统将这些岛屿武器化，这些系统专门设计用来对抗美国的技术优势，以此作为其反介入/区域拒止（A2/AD）战略的一部分。自2009年以来，俄罗斯已经对其80-90%的电子战部队进行了现代化改造，并与中国一样，开发和升级了一个遍布东欧的强大的A2/AD综合设施。
美智库利用净评估方法确定了中俄两个竞争对手的原则和能力趋势之间的不对称性，并提出了利用机会和减少不足的解决方案
2019年，美国知名防务与安全智库战略和预算评估中心（CSBA）一份名为《赢得隐形战争——获得美国在电磁频谱方面的持久优势》的报告指出，美国国防部至少需要10年时间来缩小与匹敌者军队在电磁频谱的差距（当然，我们可以理解为它这是在唱衰自己，争取更多军费拨款）。
《赢得无形战争——获得美国在电磁频谱方面的持久优势》
在整个冷战期间，美国军事和政治领导人都急于了解当时的唯一匹敌者——苏联在铁幕的另一边做什么。装有电子装备的美国飞机，如RB-29和RB-47，执行名为“雪貂”的任务——定位敌方雷达站和导弹发射架。一旦发生战争，美国将利用这些信息干扰、摧毁或避开防空雷达，以打击苏联的目标。从这些任务中积累的信息将被美军分析人员用于更新战斗序列、EW概况、雷达告警接收机、自我保护系统和进攻性干扰器。这些方法在过去工作得很好，因为美国对手的武器系统是利用彼此所熟知的工业流程并沿着可预测的路径发展的。随着软件无线电的出现，发射台理论上可以采用无限排列的独特信号特征。这些变化将使传统的电子战系统变得无所适从，因为它们适应能力的速度远远快于新方法的创建。机器学习技术可以使电子战系统识别、利用和调整的速度快于对手的适应速度。通过快速多样的电子战攻击，美军可以打破敌人对EMS地带的控制。在多年前，美军联合条令就强调了获得和保持EMS优势的重要性，这与空中优势一样，是联合作战的关键要求。2012年，美军联合出版物（JP）3-13.1《电子战》就将EMS优势定义为允许在给定的时间和地点进行作战而不受禁止性干扰，同时影响敌方的能力优势。为了在高度竞争的环境中获得频谱优势，美军部队需要在EMS作战域内机动，包括使用电子攻击（EA）、电子防护（EP）和电子支援（ES），以获得对敌人的优势地位。美军认为，当人们开始关注EMS时，EMS不仅仅是一种传输媒介，而是作为一种需要占领和巩固的实际地带，关于频谱作战的想法也必须进化。美军现在必须将频谱范围内的作战视为机动战。
对于机动战的理解，美国海军陆战队在1997年推出的1号条令出版物就将其定义为“一种作战哲学，旨在通过各种快速、集中和意外的行动打破敌人的凝聚力，这些行动造成了一种混乱和迅速瓦解的局面，而敌人无法应对这种局面。”与所有其他作战域一样，EMS作战域具有独特的特点，作战部队可以利用这些特点来取得对敌人的优势。美军认为，为了获得EMS优势，必须采用一种机动战的形式来运用快速、集中和意外的行动来粉碎敌方对频谱的控制。
对战争采取机动方式将使对手面临更多同时出现的困境
从建立概念的作战应用，认知电子战对于美军已经并不新鲜，但机器学习的进步为其适应竞争激烈的频谱提供了新的机会。认知电子战旨在通过组合各种传感器和机器学习工具包来进行感知、表征并利用EMS。使用认知电子战工具，作战人员将能够观察到EMS威胁，定位频谱，使用多作战域联合兵种，并迅速巩固已取得的作战成果。当前的电子战系统被设计成在已知或预期的EMS作战域中运行。在规划一个已知或预期的电磁频谱作战行动时，需要建立一个国家的雷达、通信、导航、电子战及其他发射器的基本特征库。这个EMS作战域的基础库，是基于EW重编程周期，通过数千小时综合搜寻每一个已知、未知、新兴和不寻常的发射器信号特征来创建的。候选信号被标记后，工程师和分析人员会进行某种形式的电子战取证，将收集的信号拼凑在一起，以从中了解辐射源正在发生的事情。这是一个劳动密集型的过程，即使是最容易的信号也需要数月才能处理完成。在这个过程中，一个电子战斗序列（EOB）被创建为所有已知或怀疑存在于该国境内的威胁雷达。随着战争态势的发展、武器的激增和新武器的部署，EOB、传感器和干扰机的配置文件都需要更新。这种流水线式的操作流程已经成为电子战体系几代人的基石。但是，随着美国的匹敌者用采用新的自适应雷达对其综合防空系统进行现代化改造，这种基于取证的电子战信息采集过程将不足以跟上现代数字系统的变化速度。
美军认为，一个具备全响应式的探测与对抗措施的发展被认为是认知电子战的至高境界，最初的步骤将使电子战的发展更加主动，更具响应性。近期内，美军在陆、海、空、天和网络空间作战域内经验证的电子战平台将拥有认知电子战能力，并作为其探测和识别套件的一部分。在这些平台上，有组织地收集和反馈将为这些承载认知电子战工具包的平台提供频谱作战域感知和辐射源特性表征。前线和远程操作员在认知电子战工具包的帮助下，将仔细检查传感器的电磁感应源，以快速确定频谱特征，必要时，立即开始制定对抗措施。通过利用机器学习工具包，反制措施将在数小时内被蓝军使用。最终，随着平台之间的连接变得更加普遍，探测和对抗配置文件将在几分钟乃至几秒钟内推送。随着认知电子战技术的成熟，这些工具包将嵌入前向打击平台中，以更好地感知、识别、归因并共享所有部队之间和所有作战域的EMS环境的当前状态。这些行动将使蓝军能够在频谱内快速机动，并拒止敌方使用他们无法恢复的频谱。
BAE系统公司承担的DARPA“自适应雷达对抗”（ARC）项目
认知电子战工具包不仅对作战空间至关重要，而且在全球电子战处理中心（EW processing Center）内也起着至关重要的作用。承载认知电子战算法的大型服务器将梳理各种原始EMS数据源，搜索新的、不寻常的信号。计算机会筛选无尽的信号流，寻找未知的信号。这些难以捉摸的信号通常是用手工标记的，分析师们会在频谱中寻找不寻常的痕迹。利用计算机在模式识别方面的优势，那些通常会被当作随机噪声丢弃或太微弱而无法记录的信号将被标记并利用。仅此一项工作就可以大大提高电子战重编程产品的速度和质量，缩短向战场交付更新信号特征库所需的时间。在地面进行的工作将对改进认知电子战检测和对抗措施开发算法产生额外的影响，这些算法可以在整个电子战体系中共享。
代表频谱智能算法的认知循环
认知电子战的发展并不是说不再需要基于人工的电子战和基于取证的重新编程。相反，人工支持的重新编程将变得比以往任何时候都更加重要。这一举措将采用基于静态库的模型，并转向快速机器学习结构，以响应不断变化的作战需求。机器学习工具通过大量的数据来训练机器去理解频谱中发生的事情。和平时期收集、分析和传输工作将改进认知电子战算法以跟上技术进步的步伐。可以肯定的是，新的、不寻常的信号会使最好的认知电子战工具束手无策，这只能由人类领域的独创性来解决。通过向分析师和工程师们推送“严峻的难题”，美国将保持技术曲线的领先地位，避免在EMS战备方面自满。
BAE系统公司为DARPA开发的手持式认知电子战技术
EMS不受限制，频谱不关心威胁范围、火力支援协调线、国家利益或边界。随着美国国防部朝着全域联合指挥与控制（JADC2）的方向发展，美军认为，粉碎匹敌者对EMS的控制至关重要。通过设定目标，缩小电子战能力差距，并在所有梯队中更新频谱意识，美国可以在EMS机动战方面取得进展。认知电子战是在EMS作战域内创建快速、集中、出其不意行动的第一步，在这种情况下，敌人无法迅速作出反应以应对美军的挺进。有一点是肯定的：除非美国采取大胆措施应对EMS作战域的挑战，否则美国将在未来数年内将被迫放弃频谱制高点。－ The End －
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