【美军电磁频谱作战专辑】美军电磁频谱作战情侦融合特点探析

云脑智库 2022-06-03 00:00


来源 | 电科防务

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美军认为,了解作战环境对联合作战至关重要。依赖电磁频谱的传感器,无论是有源的(如合成孔径雷达)还是无源的(如电子侦察平台、无线电扫描仪、红外热像仪),都可为美军提供对作战环境近实时的态势感知所必需的信息,并为开发作战环境的联合情报准备(JIPOE)提供支持。作战环境的联合情报准备是联合情报组织用于生成情报判断和其他情报产品的一种分析过程,可为联合部队指挥官的决策过程提供支持。通过对联合电磁频谱的使用进行优先排序、集成和同步,联合电磁频谱作战可通过可靠的传感器指挥控制、数据分发、收集管理优先排序、优化目标收集等加强情报活动。


具体到电磁频谱作战领域,传统上,电子战的感知能力主要体现在电子支援方面,其主要功能为发现目标并引导各种形式的电子攻击。而在美军《JP 3-85:联合电磁频谱作战》条令中,传统电子战被电磁战替代,且电磁战与电磁频谱管理、信号情报等转型为电磁频谱作战,其感知能力也由电磁利用(exploitation)实现,电磁利用既包括了传统的电磁支援(侦察),也包括了新增加的信号情报(情报),这意味着“支援侦察+信号情报=利用”,充分体现了电磁频谱作战在态势感知方面的“情侦融合”的特点。


说明:由于美军最新版条令中用电磁战替代了电子战这一术语,并相应替代了电子攻击、电子支援、电子防护等术语,因此,为表述方便,下文统一采用新术语,即,全部用“电磁”,而非“电子”,而未考虑时间逻辑。


一、电磁频谱作战领域中“利用”的概念浅析


电磁频谱作战领域“利用”(exploitation)一词移用自美军计算机网络战(后来演变为网络空间作战)领域,其态势感知部分称为计算机网络利用(computer network exploitation),指对己方、敌方、第三方计算机网络中各种行为、活动的感知。此处“利用”不是“使用”或“运用”的意思,而是“态势感知”。电磁频谱作战中的“利用”是指“将可用的信息充分用于战术、作战或战略目的”。


具体来说,在联合电磁频谱作战背景下,利用是指能够感知电磁作战环境的电磁频谱系统,这类系统的主要任务包括情报收集、态势感知、目标标定和告警。这些感知任务一般通过电磁支援和定制过的专用信号情报(SIGINT)能力来实现。


其中,电磁支援能力是美军所谓“破坏性电磁频谱作战”的基础。为开展进攻性电磁频谱活动,必须部署电磁支援和分析能力,从而实现对电磁战场空间的全面感知。这种能力需要对复杂的辐射源或感兴趣的信号进行快速检测、识别、定位和复制,以便形成态势感知,并为动能与非动能火力提供目标瞄准能力。这些关键系统将拨开拥挤、竞争的电磁作战环境迷雾,为电磁战斗管理提供近实时的态势感知和目标信息,并为攻击使用电磁频谱的对手部队提供实时的目标瞄准信息。网络化、自适应及分布式的传统和非传统传感器将提供综合数据,并通过机器学习和可靠的电磁频谱分发渠道提供给作战人员,实施破坏性电磁战和确保联合杀伤力。作战部队还必须能够以机器速度与国防情报团体交换电磁频谱数据。只有通过正确的电磁战斗管理,并且整个联合部队的用频系统具备高互操作性,才能实现这种程度的电磁频谱优势。


专用信号情报是夺控电磁频谱优势的关键。电磁频谱优势需要对以下关键领域进行强力的情报收集、分析与验证工作:参数数据、工程数据、战斗序列数据、作战支持数据和建模与仿真支持。需要说明的是,这些信号情报是获取并保持电磁频谱优势的“专用”情报,并非有别于所有信号情报,所以电磁频谱作战与信号情报之间的关系不是简单的包含与被包含的关系,而是“专门裁剪过以专门用于电磁频谱作战的信号情报”。


二、美国防部《电磁频谱优势战略》的“情侦融合观”


2020年,美国防部发布的《电磁频谱优势战略》专门有一个章节阐述了国防部层面的“情侦融合观”,明确指出“为电磁频谱优势提供专门情报”。

1.

《电磁频谱优势战略》的阐述

《电磁频谱优势战略》指出,电磁频谱优势需要对以下关键领域进行强力的情报收集、分析与验证工作:参数数据,包括所有电磁频谱传感器、通信、数据链、雷达、干扰机、定向能、光电和红外系统;工程数据,描述相关装备、武器和平台的性能、特征和信号信息;战斗序列数据;作战支持数据;建模与仿真支持。建模和仿真的保真度必须支持上至战役级建模的所有层级的作战行动,并支持作战兵器推演。


《电磁频谱优势战略》同时指出,国防情报联合体负责收集、分析、验证和分发与军事行动及采购相关的各个方面的威胁数据和信息。国防情报联合体、军队和采购组织必须集成自己的数据,并具备数据处理能力,以便以机器速度共享数据,从而有利于构建认知用频系统、接近实时的处理模式以及数据挖掘和融合。在21世纪作战速度的背景下,集成对于构建、组织、训练、有效管理部队至关重要。


最后,《电磁频谱优势战略》还特别强调,验证过的情报数据、准确及时的评估是用频系统充分发挥效能的基础。国防情报联合体的情报数据和信息可对如下用频系统和能力提供支持:电磁支援传感器和雷达告警接收机;有源电磁攻击干扰机和自卫干扰机;近实时作战,以及战斗管理规划;电磁防护与内生安全;网络-电磁频谱一体作战。支持作战与分析的数据需求包括红方(对手)、蓝方(美国)、灰方(盟军或潜在友军)、白方(非军事)等各方在如下系统和环节产生的数据:电磁频谱传感系统;相关支持设备;武器和太空平台;战斗序列;射频通信;作战支持;建模、仿真、实验、演习、测试与兵棋推演。

2.

浅析

从《电磁频谱优势战略》的阐述可知,为电磁频谱优势提供的“专门情报”是美军《JP 3-85:联合电磁频谱作战》条令中电磁利用中的信号情报部分。从本部分描述可以看出,“电磁利用”的内涵不应简单理解为“电磁支援与信号情报的简单合并”,而应该是“电磁支援与定制化、针对性重构情报的深度融合”。可以看出,情报是电磁频谱作战基础设施的“神经”。


首先,《电磁频谱优势战略》明确了获取电磁频谱优势所需情报的数据类型,即参数数据、工程数据、战斗序列数据、建模与仿真支持,这些就是获取并保持电磁频谱优势的“专用”情报。可见,这些只是信号情报中的一部分,并非所有信号情报。这也从侧面说明了一个事实:尽管电磁频谱作战的“利用”可通过信号情报方式来实现,但电磁频谱作战与信号情报之间的关系不是简单的包含与被包含的关系。电磁频谱作战所需要的仅是“专门裁剪过以专门用于电磁频谱作战的信号情报”。因此,电磁频谱作战中的“利用”应该包括电磁支援和上述这种专用信号情报。


其次,《电磁频谱优势战略》明确了人工智能与大数据分析是实现电磁频谱优势专用情报数据获取、实时处理、快速挖掘与融合等目标的关键技术领域。


最后,《电磁频谱优势战略》明确了信号情报等情报对电磁频谱作战的使能作用:电磁支援、电磁攻击、近实时作战、战斗管理规划、电磁防护、网络-电磁频谱一体作战等作战模式都需要信号情报等来支持。获取电磁频谱优势所需的情报数据非常广泛,包括各方的各类用频系统、各个应用环节所产生的各种情报数据。


三、电磁支援与信号情报的联系与区别

1.

基本概念

信号情报是一种情报类别,可以是单一的通信情报(COMINT,从通信信号中获取情报的过程、手段或产品)、电子情报(ELINT,从非通信信号中获取情报的过程、手段或产品)和外国仪器信号情报(FISINT),也可以是所有这些情报的任意组合。信号情报是描述电磁作战环境的基础,包括与无线电、雷达、红外设备和定向能系统相关的频率。


电磁支援是电磁战的一部分,涉及作战指挥官分配的行动或由作战指挥官直接控制的行动,对有意或无意的电磁辐射源进行搜索、拦截、识别和定位,以便立即识别威胁、规避威胁、标定目标、制定计划以及执行未来作战行动。联合电磁频谱作战分队(JEMSOC)集成和同步电磁支援传感器、资产和流程在特定联合作战区域(JOA)内的规划和作战使用,以减少与威胁、环境、时间和地形有关的不确定性。电磁支援数据可用于生成信号情报,支持电磁攻击或其他火力攻击的目标确定过程,提供电磁作战环境的态势感知,并生成测量与特征情报(MASINT)。综上,电磁支援可形成2类效果:1)检测,当通过使用电磁支援手段发现并识别潜在威胁的电磁辐射时,就会进行检测,这是电磁战任何后续活动必不可少的第一步;2)利用,利用是指充分利用来自战术、作战或战略层面的任何信息,在电磁战语境中,利用是指电磁支援充分利用辐射的电磁能来收集、表征、定位和跟踪电磁辐射源,以支持当前和未来的作战行动。通过电磁攻击来刺激用频系统,或将敌方驱赶到可被利用的系统,可以增强利用的效果。

2.

区别与联系

电磁支援与信号情报密切相关,但又相互独立。电磁支援和信号情报之间的区别是通过目的、范围和背景来描述的。作战指挥官分配给电磁支援资产的任务是搜索、拦截、识别和定位有意或无意的电磁能辐射源。相反,美国家安全局(NSA)局长、中央情报局(CIA)局长,或是被授予信号情报作战任务分析权限的作战指挥官负责信号情报资产的分配。电磁支援的目的是立即识别威胁、支持规划、实施未来作战行动及其他战术活动,如规避威胁、目标标定和目标引导,旨在响应即时的作战需求。电磁支援和信号情报行动通常共享相同或相似的资产和资源,并且可能要同时收集满足两边要求的信息。这并不意味着情报收集的数据不能满足即时的作战要求,为电磁支援目标收集的信息一般由相应的情报部门进行处理,以便在满足作战指挥官的电磁支援需求后对其进行进一步利用。因此,从电磁频谱中收集到的信息有“两种使命”:第一种是电磁支援,作战部队使用未经处理的信息在规定的时间周期内形成和维护态势感知;第二种是信号情报,由相应的情报机构根据特定的情报需求进行保存和处理。


由上可知,电磁支援和信号情报之间的区别体现在目的、范围和背景三方面,如表1所示。


表1       电磁支援与信号情报的区别与联系


需要注意的是,电磁支援和信号情报行动通常共享相同或相似的资产和资源,并且可能要同时收集满足两方要求的信息。电磁支援资产收集的信息一般由相应的情报部门进行处理,以便在满足作战指挥官的电磁支援需求后对其进行进一步利用,如图1、图2所示。电磁支援用于支持作战,对支持其它电磁战活动至关重要。


图1 通信情报与通信电磁支援的区别


图2 电子情报与雷达电磁支援的区别


总之,在电磁频谱作战中,电磁支援与信号情报的手段、目标等侧重点均有较大差异,如表2所示。


表2 电磁频谱作战中电磁支援与信号情报的手段与目标方面的侧重点对比


四、“情侦融合”的发展动因探析


美军之所以在其电磁频谱作战中致力于实现“情侦融合”,原因涉及战略、战术、能力等多个层面。

1.

战略层面,大国竞争时代电磁频谱作战所面临的威胁驱动

20年来,美军电磁频谱作战的战略背景主要是以反恐为主的非对称战争,因此,其相关要素基本上处于一种割裂状态:电磁战与信号情报、电磁频谱管理与电磁战、电磁频谱管理与信号情报之间都是独立实施、松耦合的。然而,由于美军的对手在电磁频谱领域的能力都非常有限,这种割裂式的电磁频谱作战也足以确保美军有能力应对电磁频谱内的各种威胁,获取电磁频谱优势,最终赢得战争胜利。


然而,随着美军从反恐战争中退出,其战略逐步转向以对称战争为主要模式的大国竞争。在这种情况下,美军在电磁频谱领域内面临的威胁作战能力更加强大、技术更加先进、网络-电磁高度融合的特点更加明显,传统割裂式的电磁频谱作战模式已经难以应对。为此,美军对电磁频谱领域内的博弈模式进行了大幅整合、集成,把传统上相对独立的电磁战、电磁频谱管理(整体)、信号情报(部分)等领域融为一体,并进一步融入联合作战。信号情报融入的主要方式就是“情侦融合”。

2.

战术层面,网络电磁一体战法驱动

随着电子信息领域的不断发展,美军潜在对手在电磁频谱、网络空间内带来的威胁较之传统威胁有了较大变化。


美军认为,未来作战环境的特点是,对手会采用技战术相结合的方式,克服或规避美国的军事优势,并利用已知的弱点。未来的作战环境将比今天更加复杂、危险且不可预测。网络空间域和电磁环境中的持续性冲突会不断演变,各种各样的对手将在冲突连续体内以不同的同步或异步能力在网络空间和电磁环境的多个方面展开持续竞争。


为了有效应对这种网络-电磁一体的作战环境,除了从技术层面寻求突破以外,美军还不断致力于从战术层面寻找切入点。电磁频谱作战概念的提出、落实就为美军提供了一个很好的切入点:应对网络-电磁一体的作战环境的最佳方式无疑是网络-电磁一体作战,而具体到电磁频谱作战领域,最佳方式就是“情侦融合”。


例如,若要通过电磁战手段对作战对象实施网络-电磁一体攻击,不仅需要关于作战对象的内外部电磁特征信息(如频率、调制样式、方位、功率等信息),还需要关于作战对象的情报信息(如网络层及以上层协议、作战应用流程等信息)。


因此,从电磁频谱作战角度来讲,所谓“网络-电磁一体作战”,核心就是“情侦融合作战”。

3.

能力层面,电磁频谱作战自身能力发展需求驱动

联合电磁频谱作战活动中的电磁支援和信号情报活动是联合部队目标瞄准和火力支援的基础。电磁支援和信号情报数据可用于动态描绘电磁作战环境,以规划目标瞄准和威胁规避。在己方对敌方实施打击和其他物理破坏行动时,电磁支援资产及时提供敌方做出反应的告警。电磁支援和信号情报也通过反馈己方攻击行动的结果在战斗评估中发挥重要作用。电磁支援也可用于评估己方辐射控制措施的有效性,并提供修改或改进建议。


从电磁频谱作战角度来讲,“情侦融合”系统收集、分析后的信息可以兼顾各个方面:为电磁战(主要是电磁攻击)提供必须的综合目标信息,既包括电磁干扰所需的引导信息,也包括电磁欺骗、网络电磁一体化攻击所需的目标情报信息;为电磁频谱管理提供己方电磁态势信息;为电磁战斗管理提供敌方、第三方电磁态势信息。最终,这些信息可以集成到全源情报系统内,并充分融入联合电磁频谱作战的指挥决策流程。


作者中国电科36所 张春磊

- The End

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