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          研析美軍電磁頻譜戰的進展,爭取在未來信息戰場御敵制勝

                 隨著現代武器裝備信息化、智能化程度的大幅升級,電磁頻譜已成為貫穿作戰全域并產生跨域影響的資源型要素,進入破除“戰爭迷霧”的關鍵行動域。在爭奪現代戰場的戰略優勢中,為破解目標對手日益強大的反介入/區域拒止能力,美軍推出電磁頻譜戰新概念,迅速引領新一輪軍事理論和技術創新。研析美軍電磁頻譜戰的進展,對于在未來信息戰場御敵制勝具有重要現實意義。

           

          電磁空間與電磁頻譜戰
           

           

                認識電磁頻譜戰首先要認清概念內核——電磁空間。電磁空間是現代戰爭的作戰概念和技術發展到一定階段后的對抗新域。作為自然空間的組成部分,它是由電磁波構成的物理空間,涵蓋依存于電磁頻譜的各類傳感器、通信和武器系統及其產生的電磁波、信息流等相關信息活動。隨著移動通信和傳感技術的商業可用性越來越強,電磁空間的頻譜資源日益呈現擁擠、競爭、對抗的典型特征,軍用電磁頻譜面臨不斷被侵蝕的殘酷現實。

          美軍電磁頻譜戰發展探究

           

                電磁頻譜戰是電子對抗向電磁空間的自然延續和發展,是發生在電磁空間并依賴電磁空間能力的對抗行動,核心能力包括電磁空間的偵察、進攻、防御和電磁戰斗管理能力。電磁頻譜戰將電子對抗的傳統概念進一步向“電子戰+電磁頻譜管控”,甚至向整個電磁頻譜域(包括電子戰、通信、傳感器)的斗爭拓展。

           

          發展沿革與現狀
           

           

                美軍歷來重視電磁頻譜管控。20世紀70年代初,美國參聯會主席托馬斯·莫雷稱,第三次世界大戰的勝利者將是能高度控制和管理電磁頻譜的一方。美國電磁行業的老鴇鴉協會最早提出將電磁控制作為電子戰概念的第4組成部分,2010年首次提出將電磁頻譜利用與控制上升到國家戰略地位。

               電磁頻譜的地位作用日益凸顯。進入21世紀后,美軍開始從戰爭對抗角度認知電磁頻譜域的軍事行動。2009年,美國戰略司令部推出電磁頻譜戰爭早期概念,在電子戰基礎上增加電磁頻譜管理、電磁頻譜控制、電磁戰斗控制等任務內容,并在《2010聯合構想》的基礎上制定《2010聯合頻譜構想》。2012年,美國參聯會在《JP3-13.1:聯合電子戰條令》中提出聯合電磁頻譜行動概念,美國海軍提出電磁機動戰概念,2013年,美國空軍提出頻譜戰。美國防部2014年版《電磁頻譜戰略》認為,電磁頻譜是國家的重要戰略資源。2017年1月,時任國防部長阿什頓·卡特簽署首部《電子戰戰略》,提升電磁頻譜的獨立作戰域戰略地位并闡述了作戰實施方式。2018年,美國最新版《國防戰略》也為電磁頻譜戰及其軍事行動提供了理論指南,確定了未來相當長時期制定電磁頻譜行動的規劃與需求原則。

          電磁頻譜戰的組織機構

           

                在電磁頻譜戰凸顯戰略地位的歷程中,美國智庫戰略與預算評估中心影響深遠,在一定意義上打通了電磁頻譜戰從戰略認知向實戰應用的銜接通道。2015年12月的《電波制勝:重拾美國在電磁頻譜領域的主宰地位》報告首次提出以電磁頻譜戰代替電子戰,并闡釋了低-零功率電磁頻譜戰概念的視圖、能力與技術需求,以及所具有的認知、靈巧、分散等能力特征;2017年10月5日的《制勝灰區:利用電磁戰重獲升級優勢》報告,建議美軍應創新對抗中俄“灰色地帶”混合威脅的新方法,提出采用無人機蜂群等電磁戰新概念和技術達成精確攻擊;2019年11月發布的《贏得隱形戰爭:在電磁頻譜域奪取持續優勢》報告,采用凈評估框架對比評估美中俄三國電磁頻譜行動能力,重點提出了電磁機動戰的能力創新建議。

                軍事機構同步調整變化。2012年,戰略司令部建立聯合電磁頻譜控制中心,旨在實現電子戰和電磁頻譜管理的全面集成,各部隊也分別建立相應的組織協調機構和分隊,國防部信息系統局下屬的聯合頻譜中心則負責提供應用系統和技術支持。2015年3月,美軍成立最高級別電子戰機構——電子戰執行委員會,下設秘書處、常設辦公室和負責具體事務的電子戰能力小組,從國防部層面對電子戰進行決策、協調和監管。2018年1月,空軍司令部新建了跨職能團隊——電子戰/電磁頻譜優勢體系能力協作工作組,由網絡空間行動和作戰通信部主任戴維德·哥德克準將領導,研究確保電磁頻譜優勢的具體舉措。各軍種開始圍繞實戰需求組建新型專業分隊,美國陸軍在2017年成立第1戰場網電戰小組作為獨立電磁頻譜戰分隊。

          電磁頻譜戰概念及行動要素關系

           

           

          條令與理論要義
           

           

               為推動電磁頻譜戰相關理念深化發展,美軍先后從戰略政策到戰技術規程建立起一系列指導文件。從發展脈絡看,核心思想逐步從電子戰與電磁管理向電磁頻譜戰與電磁戰轉型。

               美國國防部于2014年2月修正2006年版《電磁頻譜戰略》,聚焦推進頻譜裝備發展、增強頻譜行動靈活性、提升頻譜管理和政策響應能力等戰略目標;2017年1月的《電子戰戰略》明確加速推進電子戰能力的發展戰略以及集成電子戰能力、概念與項目技術、訓練與作戰等措施。

                戰略司令部2010年8月在《贏得21世紀經濟與安全優勢:電磁頻譜控制戰略框架》文件中,為聯合信息作戰中心構建起電磁頻譜控制的頂層戰略框架和體系架構。

                參聯會2012年先后頒布《JP6-01:聯合電磁頻譜管理行動》和《CJCSM3320.01C:電磁作戰環境中聯合電磁頻譜管理行動》手冊,2013年頒布《CJCSI3320.01D:電磁頻譜作戰行動》指示和《CJCSM3320.04:電子戰支援電磁頻譜作戰行動》手冊,2015年簽發《電磁頻譜作戰聯合概念》,系統闡明了聯合部隊開展電磁頻譜作戰行動的戰略愿景、組織機構與職能、指揮與管理關系、計劃制定與作戰實施、作戰集成與行動協同等內容,并向戰術、技術與程序(TTP)操作層細化;2016年10月形成的《JDN3-16:電磁頻譜作戰行動》紀要草案,以參聯會JP6-01、CJCSM3320.01、CJCSI3320.02等條令為支撐,規范了電磁頻譜作戰術語和作戰框架標準,對職能角色、組織機構、計劃制定、作戰實施和評估作了初步明確,成為電磁頻譜戰較為系統的新指導。

          電磁頻譜戰相關概念關系圖

           

                軍種方面,美國陸軍走在前列,空軍近年也進展顯著。陸軍早在2007年就頒布《陸軍未來模塊化部隊概念能力計劃2015—2024:電磁頻譜作戰》作為早期的頂層戰略指導;2010年5月和2015年12月先后頒布《FM6-02.70:陸軍電磁頻譜作戰》《ATP6-02.70:電磁頻譜管理作戰行動技能》,對陸軍電磁頻譜作戰行動的全流程組織實施作了明確規定,是集成電磁頻譜戰、電子戰與網絡空間戰的行動框架與技能手冊;2018年1月發布《賽博空間與電磁頻譜戰概念》,對電磁頻譜戰與網絡空間域行動進行融合集成。

                空軍2014年6月版《電子戰集成重編程》與2015年12月版《頻譜干擾消除綱要》聚焦電磁頻譜對抗行動的操作規程;2018年12月,由空軍大學李梅中心(Curtis E. LeMay)牽頭,以JDN3-16為指導重修條令附錄《ANNEX3-51:電子戰》,2019年7月正式發布新版《ANNEX3-51:電磁戰與電磁頻譜行動》,重點描述了電磁頻譜行動和電磁戰兩大概念及其對抗行動與構成、支援行動、組織機構、行動規劃、實施與評估,并明確電磁戰的空中、太空和賽博空間3種樣式構成。

          裝備建設與技術發展

               軍事技術引領和支撐先進作戰理念。為將電磁頻譜戰從概念轉化為能力,美軍極力開展技術創新和裝備研發,發展具有網絡化、靈巧化、多功能、小型化和自適應等新特征的作戰應用系統。

               美國國防部在2014年《電磁頻譜戰略》中指出,要量化頻譜需求、發展電磁環境所需裝備和技術,增強實時頻譜操作和電磁頻譜系統實時識別、預測及干擾消除等能力。

          聯合電磁頻譜作戰計劃產品及其關系

           

                美軍自2005年開始開發部署同盟國的聯合頻譜管理規劃工具與全球電磁頻譜信息系統,隨后的頻譜XXI及其改進型、頻譜感知管理與規劃系統、頻譜態勢感知系統等,均具備實時頻譜測量與在線分析、頻譜籌劃推演與方案制定、用頻規劃分配與頻率指派、信號操作與通信電子操作指令生成、電磁干擾分析與沖突消除、電磁作戰環境建模仿真、電磁態勢圖共享與用頻效能評估、衛星接入與網絡中心環境協調、頻譜資源接入與數據庫標準等多種功能與能力,且各系統具有一定的兼容與互操作性能,為美軍戰場電磁頻譜管控提供了多功能支撐。

                2018年11月,美國國防部首席信息官宣布,國防部國防信息系統局正在利用云計算、大數據和人工智能技術構建大型的聯合電磁頻譜數據庫。它將依托抗干擾的安全衛星通信,近實時地向美軍全球用戶共享數據,并與軍事云和聯合企業防御基礎設施結合使用,將前線作戰單位連接到云,既可避免內部信號互擾,又可協助信號情報和電子戰部隊識別對抗敵方信號,增強電磁頻譜行動的作戰和機動效能。聯合電磁數據庫的建立,將為智能型電磁頻譜戰能力奠定堅實基礎。

                高新技術裝備是催生新生作戰能力的重要途徑!稕Q勝電磁波》指出,新階段電磁頻譜戰的重要特征是無源傳感器的應用和采用低-零功率能力對敵進行反電磁對抗,智能化技術和裝備將是未來主導。在智能型電磁頻譜作戰技術與能力發展中,認知電子戰具有重要影響。

                2010年7月,自適應行為學習電子戰項目將機器學習應用到通信電子戰領域,開啟了認知電子戰的發展。認知電子戰的實現依靠智能電子戰系統,能夠自主感知電磁環境,通過學習和推理實時改變干擾策略,并評估干擾效果,以實現對已知或未知威脅目標的自適應對抗,具備環境感知、學習推理、評估判斷和記憶存儲等能力。

           

                因此,美國國防高級研究計劃局自2010年開始啟動自適應行為學習電子戰、自適應雷達對抗、極端射頻頻譜條件下通信技術等項目,通過對抗行為實時評估、措施自主生成、效果即時反饋等技術,開發針對未知波形和行為的電磁頻譜威脅進行實時戰術對抗的能力。在認知電子戰和人工智能技術的推動下,2017年8月11日DARPA啟動了射頻機器學習系統(RFMLS)和頻譜聯合挑戰項目,開發從大量復雜頻譜信號中自動區分和表征目標信號的新技術。

          美軍小精靈無人機集群計劃概念圖

           

           

          作戰運用與典型戰法
           

           

                在新概念牽引下,美軍從規范條令文件到基于概念驗證實戰能力同步展開。在聯合和軍種條令中,規范作戰概念、任務范疇、組織機構、作戰籌劃與實施及評估等;在系統研建和戰法驗證中,充分融入“體系博弈”理念,將電磁頻譜戰與多域戰、馬賽克戰、分布式作戰、蜂群作戰等概念緊密銜接。

                電磁頻譜戰是交戰雙方圍繞制電磁權展開的爭奪,目的是限制或剝奪敵方有效使用電磁頻譜,從而保障己方有效使用電磁頻譜。根據JDN3-16和ANNEX3-51條令,電磁頻譜戰的任務域由電磁頻譜利用、管理、攻擊和防護四維度任務構成,旨在對電磁作戰環境中聯合任務部隊的電磁頻譜行動進行作戰集成、重點確立、組織協同和沖突消除,從而實現戰場電磁頻譜控制在各作戰域的指揮控制、情報、火力打擊、調整與機動、防護、行動維持等職能能力中發揮關鍵作用。

                電磁頻譜戰的核心在于爭奪和利用電磁頻譜資源,是電子戰與頻譜管控的有機集成。美軍聯合部隊組織實施電磁頻譜戰的基本框架為:電磁頻譜控制計劃與電子戰重編程相結合生成電磁頻譜控制序列,主要內容是針對電磁頻譜控制行動的計劃制定、電磁頻譜資源使用的優先級確立與沖突消除、作戰行動的協同與集成。

                 因此,電磁頻譜控制序列是關鍵,它以計劃為基礎(包括主/備用方案),在根據戰場行動需要進行重編程的情況下,考慮和解決局部資源使用的沖突消除、優先級序列和行動協同問題,以形成新的電磁頻譜控制序列。由于電磁頻譜戰系統具備智能認知、多功能集成、自主協同、小型靈巧、網絡分布、頻譜機動等新型能力,頻譜管控與電磁輻射控制將是一個協同、反饋和自適應的動態過程。作戰防御方應重點關注的要素包括對手的電磁能量控制、電磁信號認知、頻譜控制和信息情報支援等。電磁能量控制可以實現低-零功率探測和高功率攻擊,電磁信號認知和頻譜規劃控制可以實現頻域機動和頻段控守,頻譜管控與電磁能量控制協同可以實現電磁兼容和電子防護,信號情報支援是電磁能量控制、信號認知與頻譜控制共同支撐的結果。

                近年來,馬賽克戰、多域作戰等新的作戰理念與電磁頻譜戰概念交織滲透,催生了更多戰場應用的新戰法。在多域作戰和彈性分散架構理念的框架下,美軍推出借助小精靈、低成本無人機集群技術等蜂群項目驗證電磁頻譜戰能力的構想。小精靈電磁戰無人機項目于2015年9月提出,旨在開發小型化、網絡化、集群作戰偵察與電子戰無人機,可由C-130運輸機攜帶至防區外發射,這種可回收、重復使用的無人機利用網絡化集群特征壓制敵方導彈防御系統,切斷敵方通信乃至向數據網絡注入惡意代碼等。

                 隨著美國太空軍建設的持續加強,電磁頻譜戰也已在太空戰領域初現雛形?哲夾NNEX3-51條令在電磁戰概念中專門闡釋了太空電磁戰的組織籌劃、指揮控制、效果協同、攻防支援等內容,將成為太空軍實施電磁頻譜戰的早期遵循。2019年2月,美國國防情報局在《太空安全挑戰》報告中分析了針對太空系統及其鏈路的電磁對抗問題。近年來,美軍不斷加強太空體系彈性建設,2019年太空發展局發起“下一代太空架構”的大規模集群式太空系統建設愿景,認為增強電磁頻譜對抗能力將是確保彈性的重要因素。其中,發展導航戰和通信對抗能力是重點內容之一。據美媒報道,2014年發射的第三代GPS-Ⅲ衛星的抗干擾能力就比現有的GPS系統提高了100~500倍。

           

          結 語
           

           

                 美國戰略與預算評估中心在2016年1月的《決勝齊射角逐:美國防空與導彈防御再平衡》報告中指出,電磁頻譜戰將成為戰場的長期性競爭,建議美軍重點發展直戳要害的電磁頻譜戰技術和能力。作為應對信息網絡、大數據和人工智能時代軍事新挑戰的作戰理念,電磁頻譜戰一經提出就成為美軍戰斗力發展的新方向。美國國防部通過頒布國家戰略與軍隊條令、集成作戰力量與機構、研發新型系統與裝備技術等措施,將新作戰概念全維推向戰場。

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