来源 | 战术导弹技术
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刘津鸣 王韵（天津津航计算技术研究所，天津，300300）
摘 要2021年，在多域战、联合作战概念的推动下，世界各国指挥控制系统得到进一步发展。各国加强指挥控制系统升级改造和演示试验，开发和测试多域作战和联合指挥控制能力。综述并分析了2021年世界精确制导武器指挥控制技术的发展，重点阐述了指挥控制概念的实现及军事通信技术、人工智能技术、量子技术、5G技术等新兴技术在军事中的应用。分析表明，未来指挥控制技术将朝着更具弹性、更灵活、更高效和专业的方向发展。 关键词联合全域指挥控制；先进作战管理系统；融合计划；超越计划；军事通信；人工智能；量子技术；5G技术
1 引 言
指挥控制（以下简称指控）系统作为作战体系中枢，在各类指控技术支撑下，直接决定精确制导武器的作战能力。2021年，在多域战、联合作战概念的推动下，世界各国指控系统得到进一步发展。美国继续大力推进联合全域指挥与控制（JADC2）概念，并逐渐向联盟及联合全域指挥与控制（CJADC2）方向发展。其他主要军事国家在加强自身指控系统发展的同时，加强了与盟国的联合演示试验，指控能力得到了很大提升。通信、人工智能以及5G和量子等技术在军事领域的应用进一步深化，增强了系统互连互通互操作性能，极大地支撑了新型作战概念下指控系统的发展。2 加强指控系统升级改造和演示试验，开发和测试多域作战和联合指控能力
2.1 美国全速推进JADC2概念，加强演示试验以提高连通性
为应对新兴大国竞争，美国各军种全速推进JADC2的发展，旨在通过全球弹性网络共享数据，为美国提供更大的军事优势。JADC2的发展目标是确保具备韧性的指挥控制能力以及足够的战场感知能力，促使参与联合或联盟作战的各种射手和传感器发挥最大的作用。2.1.1 发布JADC2战略和实施计划，加强顶层规划2021年6月，美国防部发布了《JADC2战略》，确定了各军事部门如何连接各领域传感器，使用网络化方法进行作战，并明确了努力方向，其关键是将各军种的计划项目协调成一个可互操作的技术和行动框架，依靠智能团队在各军种之间协调工作。9月，美国防部审查了《JADC2战略实施计划》。该计划为机密级，对美军为实现JADC2所需的DevSecOps软件开发环境、零信任网络安全、云技术、传输层、身份管理、对抗对手反介入/区域拒止能力以及任务伙伴环境等7种技术的可行性进行了概述。此外，多供应商的企业云能力与低地球轨道卫星相结合，是JADC2关注的另一领域，有助于以高带宽在全球范围内传输数据，并将成为边缘信息处理的关键。2.1.2 建立JADC2企业级云，促进数据从总部到战术边缘的传输对美国而言，未来战争方式的关键不是平台或武器系统，而是网络，即JADC2。美国防部希望构建一个涉及多个供应商的联邦云系统，来促进JADC2的成功实现（如图1所示）。当前，仅有军事云（milCloud）2.0可提供这种能力，可采用以数据为中心的体系架构，支持不同应用程序和信息系统跨领域和战术边缘共享数据，还能托管机密级关键任务应用程序，并提供高韧性且全球可访问的云解决方案。
▲ 图1 美国防部云网络2.1.3 加强各军种JADC2项目的发展和演示试验，增强系统间的互连互通互操作性6月，美空军ABMS推出多个“能力发布”计划，包括开发装备KC-46加油机的数据链吊舱，可使F-35和F-22共享数据；利用云计算、网络、人工智能和其它新技术，加快国土防御任务的决策速度；对数据管理进行基线投资，重点建设IT基础设施，以支持大数据存储、处理和移动等。2021年，ABMS进行了多次演示试验以验证系统的连通性。5月，美空军在德国进行了ABMS“跨域4号”演示试验，测试了利用高韧性网络连接和通信以集成并部署战术边缘节点解决方案的能力。7月，美空军进行了ABMS“跨域5号”的架构演示与评估演示试验，以实现国防部的集成决策优势和敏捷、分布式作战。8月，KC-135加油机参加了美空军ABMS演示试验，展示了先进的通信、任务计算和传感器技术，这是KC-135首次使用战术瞄准联网技术。8月，RQ-4B“全球鹰”无人机参加了美空军ABMS演示试验，作为机载网络边缘节点，提供了持续的通信中继和安全处理。9月，诺格公司与美空军利用DevSecOps环境——“平台一号”，首次演示了云环境下“平台一号”的快速软件部署（如图2所示）。
▲ 图2 诺格公司演示云环境下“平台一号”的快速软件部署（2）陆军重点发展“融合计划（Project Convergence）”10月，美陆军在亚利桑那州尤马试验场和新墨西哥州白沙导弹靶场启动了为期6周的“融合计划21”作战演习，旨在寻找可穿透高端对手“反介入/区域拒止”能力的技术，并为未来全域作战测试新技术、新能力和作战概念。演习由来自陆军第82空降师、多域特遣部队、空军、海军和海军陆战队的7000余人参加，还有900多名数据收集人员，是一次真正意义上的联合行动，共测试了27个传感器到射手的链接，110多项新技术，涉及7个战术场景（其中场景2如图3所示）。通过测试，美陆军领导人逐步认识到网络本身是未来冲突的支柱，并将努力应对即将到来的带宽争夺战。美国务卿称，可靠、稳定、有弹性的网络是正在使用的所有系统的基础，陆军需重点关注网络以及可靠的定位、导航和授时（APNT）技术。总体而言，2021年“融合计划”演习取得了成功。陆军已开始规划“融合计划2022”，将进一步推动演习的现代化，并计划引入英国、澳大利亚、新西兰、加拿大等国的军事力量与先进技术，增强联合作战能力。
▲ 图3 场景2：对手导弹攻击后的综合防空反导行动（3）美海军重点发展“超越计划（Project Overmatch）”自2020年10月启动“超越计划”以来，已完成了3个螺旋开发周期，2021年进入第4轮试验（共4轮）。为支持该计划，8月，美海军信息战系统司令部（NAVWAR）启动了人工智能和网络先进技术（AINetANTX）的第二阶段挑战赛，要求参赛者使用云端数字环境“超越计划软件库”进行技术演示，并部署了首个军用数字环境“应用兵工厂”，首次使海军能够远程自动下载应用程序软件，加快了向舰队交付新能力的速度和软件更新的周期。11月，美海军宣布了AINetANTX挑战赛的优胜者，并认为该计划试验进展满足预期要求。美海军将在2022年末或2023年初在航母打击群上部署该计划试验成果，然后视情在舰队扩大部署，并注重与陆军和空军的JADC2开发工作保持同步。从美海军2022财年预算可以看出，美海军将通过3项机密级项目为该工程申请经费。除进行实战演习外，美军还积极创建虚拟环境以评估JADC2网络。美国SCALABLE网络技术公司利用数字孪生技术，为JADC2的原型设计和试验创建了一个综合的真实-虚拟-构造（LVC）作战网络环境（JADC2 CLONE，如图4所示），大大降低了军事演习、作战分析和测试评估的成本和风险，以便在最具挑战的环境中更好地遂行指挥控制，从而为未来作战人员提供更好的连通性和指挥决策。
▲ 图4 JADC2综合的真实-虚拟-构造（LVC）作战网络环境2.2 其他国家加强指控系统的发展和联合/联盟军演，不断增强联合/联盟指控能力
据美海军分析中心发布的《俄罗斯人工智能与自主》报告称，俄罗斯的陆海空网络一体化联合作战指控系统与美国的JADC2相似，使用人工智能搜索目标并制定打击计划，其不同在于“自动控制系统”试图将人类排除在外，力求在无人干预的情况下，独立探测潜在目标并分配导弹完成打击任务；寻求能更有效应对负责地缘政治威胁的人工智能技术，开发能够对军事政局进行实时和前瞻性分析的超级计算能力；尝试将自主与人工智能技术融入核指挥和控制系统，确保可靠的二次打击能力，增强核威慑力。对标美海军“超越计划”，英国正在打造海军打击网络（NSN），旨在为未来日趋分散的、解聚型舰队充当核心的信息力量。根据设想，NSN将成为英海军的一个顶层信息架构，指挥控制有人和无人装备在单一且一体化的网络中协同作战。2021年，英海军持续投资，继续交付NSN的关键组件。据分析，NSN将是一个基于通用架构和标准的泛海军数字核心网络，未来所有传感器、效应器和判定器都可互连。2.3 各国大力开展联合/联盟军演，提升联合/联盟指控能力
3月，美国驻欧非空军完成了联盟/联合全域指挥与控制（CJADC2）演示活动，测试了联合部队的能力，以及盟友与合作伙伴通过网络对联合部队进行指挥控制的能力。参与部队包括美国驻欧非海军/陆军、美战略司令部以及英国、荷兰和波兰空军等。5月，以色列空军、步兵、装甲兵、炮兵和海军部队在加沙进行了首次多域战行动，使用高性能武器系统，执行海陆空作战任务，并能够根据非以军情报进行精确火力打击。5月，美国与欧洲多国进行了“星际骑士”演习，美空军首次演示了新型空中组件作战网络和移动式战区作战弹性指控系统与美国各军种和盟国连接的能力。9月，美国与澳大利亚举行“护身军刀2021”军演，展示了F-35“闪电Ⅱ”战斗机与虚拟宙斯盾武器系统实时共享传感器数据的能力，以及F-35战斗机与盟国非F-35平台通过多功能先进数据链进行实时数据交换的能力，为《太平洋威慑计划》目标提供了直接支持。3 加强军用通信技术发展，打造韧性且灵活的通信网络
3.1 美持续推进通信技术发展，助力实现JADC2愿景
美空军持续加大对战场机载通信节点（BACN）系统开发的资金投入，BACN作为重要的战场通信节点，能够克服不同地形、环境、通信体制和其它战场干扰因素的限制，通过高空中继的方式将不同类型的战场通信节点、人员、装备和手段进行有效互联，确保在复杂地形和自然环境下不同作战单元之间的信息共享。2021年1月，美空军授予诺格公司价值36亿美元的合同，用于继续支持BACN的运行维护和支持。6月，空军授予Learjet公司价值4.65亿美元合同，将庞巴迪环球6000公务机改装成E-11A BACN飞机。2021年4月，美陆军批准了一项快速开发“战术空间层”的计划，其目的是整合现有和新开发的天基计划及资产，简化向战场快速交付可移动、可扩展、可互操作和敏捷能力的过程，其重要能力之一就是定位、导航和授时（PNT）。在10月举行的“融合计划21”中，陆军对“战术空间层”原型进行了评估。美洛马公司积极开发军用5G技术，并进行技术验证。2021年3月，洛马公司与Ominspace公司合作探索基于5G标准的“混合”通信网络，这种全球非地面网络（NTN）将在全球范围内为商业、企业和政府部门提供无处不在的通信。洛马公司希望能够为国防部提供5G连接以支持JADC2，同时管理陆、海、空、天、网络领域的复杂信息中心战。11月，洛马公司与Verizon公司共同测试了军用5G移动网络技术。测试中，利用洛马公司生产的网关，将一个商用5G移动网络与战斗机使用的一项军用通信网络进行连接，实现了目标坐标的发送和接收。另外，洛马公司还与是德科技公司签订战略合作备忘录，利用5G测试平台测试所有民用5G通信组件和接口，评估民用5G网络存在的安全漏洞，从而确定5G国防通信网的技术方案。2021年11月，美陆军表示其C5ISR中心正在开发一种基于开放式体系架构的pntOS软件，旨在通过提供高适应性、可重新配置的能力，实现新型PNT传感器的随时接入。PntOS核心是一个应用接口程序，可以作为与不同程序或应用互联的软件中介，实现其相互通信。该应用接口程序作为美国防部向JADC2方向发展的核心，可实现不同系统在任何作战域间的数据互连。12月，美陆军向英国pureLiFi公司授予合同，为其研发Kitefin光无线通信系统。该系统采用可见光无线通信（Li-Fi）技术，能够解决与频谱射频部分相关的重要问题。目前该系统已部署于美陆军欧洲和非洲部队，美军希望通过扩大该技术的军事应用，来获得通信优势。4 全面推进人工智能技术发展及军事应用，进一步向智能化战争迈进
4.1 美国防部门调整政策和顶层架构，促进人工智能技术发展与应用
在2021年6月举行的国防部人工智能研讨会上，美国防部副部长提出“人工智能和数据加速”（AIDA）计划，该计划将依托作战司令部的试验或演习活动来测试人工智能及数据能力，从而加速人工智能技术在JADC2中的应用。12月，美国防部专门成立数字与人工智能行动办公室，希望该办公室能够在人工智能领域迅速取得成果，以应对中国带来的威胁。4.2 美各军种加速人工智能技术的验证及军事应用，以获取战场优势
2021年2月，美陆军在“陆军远征战士实验21（AEWE21）”中演示了以色列拉斐尔先进防务系统公司的“诡火术士”（Fire Weaver）系统，将利用人工智能技术的传感器连接到射手系统和战场态势感知系统。该系统能够在GPS拒止环境中，通过增强的态势感知提升地面作战能力，并且通过集成战区传感器收集的数据，提供可共享的全数字化通用作战图。3月，美北方司令部发起“全球信息主导演习（GIDE2）”，主要测试了Cosmos、Lattice和Gaia 三项人工智能/机器学习软件。这3个工具可以公开共享数据、收集各类数据并向指挥官呈现清晰的战场态势图，有助于指挥官进行快速、正确决策，实现JADC2所需的信息优势。7月，北方司令部发起“全球信息主导演习（GIDE3）”，重点测试了联合人工智能中心的人工智能工具Matchmaker，该工具能够在JADC2中关联并分析来自不同作战域的数据，取代目前人工分析师通过无线电传输存储在不同作战域中数据的过程。10月，美国陆军开展了“赤龙（Scarlet Dragon）”项目第4次演习。在此次演习中，美国陆军同海军、空军和海军陆战队合作利用AI 技术快速发现、定位并摧毁目标。除此之外，美国还积极推动与盟国共同发展人工智能技术。10月，美国空军与英国共同演示验证了新型联合机器学习算法，演示过程中，两国创建了一个作战场景，通过使用通用平台，操作人员可以分享数据和机器学习算法以支持广域态势感知，为部队决策提供更准确的信息。4.3 其他国家积极发展人工智能技术，以应对潜在对手带来的威胁
7月，英国陆军首次在北约“春季风暴”演习中部署了人工智能技术。通过此次演习，英国希望未来能够将AI技术用于预测及敌军侦察，从作战区实时获取情报。9月，英国发布《国家人工智能战略》，以期推动与人工智能及机器学习有关的技术发展。英国希望此项战略在未来十年内，可以大幅增加AI技术的应用。5 整合量子信息技术与军事应用，充分挖掘量子技术军事潜能
美国及其他国家积极推进量子计算、量子通信、量子导航等相关技术，希冀可以在未来战场上利用量子技术获得战场优势。2021年，美国空军研究实验室为17个量子技术项目拨款约7.5万美元的基础研究资金，以加速量子信息科学的创新，为美国国防部解决在GPS拒止环境中进行导航的量子传感器、光学原子钟和量子计算等量子技术应用方面所面临的各种难题。2月，美国陆军作战能力发展司令部开发了一种名为“里德伯”的新型量子传感器，可解析射频和现实世界信号的全频谱，为士兵通信、频谱感知和电子战创造了新的可能。10月，美国能源部橡树岭国家实验室、斯坦福大学和普渡大学组成的团队开发了一种新型多功能量子局域网（QLAN），展示了基于纠缠的量子通信的可扩展性。另外以色列不断加强量子计算研究，以色列拉斐尔公司持续投资用于GPS拒止环境的量子技术，通过使用该类技术改善战场上现用传感器的性能。6 结束语
2021年，随着联合全域作战概念的不断深入和发展，世界主要军事国家加强了指控系统的升级改进和联合军演，多域战和联合/联盟指控能力得到了很大提升。为应对未来作战，美空军提出建设下一代战役级指控设想，即通过创建多个节点和通信路径，使指控更具弹性；利用基于云的自动化系统替换本地化系统，使指控更加敏捷；根据作战环境需求进行组织，使指控更加高效；建立和培养一支战役级指控专家队伍，使指控更加专业。新的指控设想必将大大提升作战的指控能力，增强系统互连互通互操作性能，提升精确制导武器联合跨域作战能力，为打赢未来信息化、智能化战争打下了坚实基础。
此为网络首发版本，本文将刊登于《战术导弹技术》2022年第二期。－ The End －
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