21世纪以来,围绕电磁频谱展开的争夺战逐渐成为军事斗争的焦点。美军陆续推出的政策与条令中对电磁频谱战概念的描述是:电磁频谱战是指美军在电磁频谱域内执行的所有行动,包括通信、传感、电子战和频谱管理甚至部分网络战内容等,旨在利用、进攻、防御和管理电磁环境。电磁频谱战理念实现了电子战、频谱管控和情报侦察监视等业务的统一。

美国陆军高度重视电磁频谱领域的发展,美国陆军的基本条令确立了电磁频谱作战的方式,但是美国陆军很长时间未能做到真正应用电磁频谱战能力支持地面机动。所以,美国陆军近年来采取的新策略是在实际作战环境中边实践边学习,并根据获得的经验教训作出调整。

美国陆军电子战和信号情报支持部门一直为达到美军需求的电磁频谱战能力而努力,本文基于这两个部门的工作,梳理了美国陆军电磁频谱战项目当前进展以及未来发展方向。

1、美国陆军电子战和信号情报支持部门

美国陆军电子战和信号情报(SIGINT)能力的核心来源是情报电子战和传感器(IEW&S)项目执行办公室(PEO)以及指挥、控制、通信、计算机、网络、情报、监视和侦察(C5ISR)中心,这两个组织位于美国马里兰州阿伯丁试验场。

IEW&S项目执行办公室是美国陆军为其地面和空中部队开发、采办和部署广泛的先进电子技术和系统并支持其IEW&S任务的天基能力的主要组织。除了在阿伯丁试验场总部,PEO IEW&S还在弗吉尼亚州贝尔沃堡、艾尔红石阿森纳和加州洛杉矶空军基地部署有一系列设施。

该项目执行办公室由六个项目管理部门组成:飞机生存能力设备;陆军分布式通用地面系统;国防部生物识别技术;电子战和网络战(EM&C);定位、导航和授时;以及地面传感器。此外,还设有两个项目主管办公室,分别负责国家能力的战术利用(TEN-CAP)和传感器空中情报。

C5ISR中心即以前的通信与电子研究、开发和工程中心(CERDEC),现在是美国陆军作战能力发展司令部(CCDC)的八个科技“关注”之一,作为陆军的信息技术和综合系统中心,负责的研发项目包括以下几方面:指挥、电源和集成;情报和信息战;夜视和电子传感器;以及地面通信。C5ISR中心还包括情报和信息战局(I2WD),它是美国陆军主要的电子战和信号情报科技研发中心。

PEO IEW&S和C5ISR中心的工作需要同步支持美国陆军未来司令部(AFC)及其八个跨职能小组(CFT),即远程精确火力(LRPF)、下一代作战车辆(NGCV)、未来垂直提升机(FVL)、陆军网络、有保证的精确导航与授时(PNT)、防空反导(AMD)、单兵武器(SL),和综合训练环境(STE)小组。

IEW&S项目执行官Robert Collins在近期的采访中表示,IEW&S项目执行办公室一直在与CFT进行协调,与未来司令部合作的重点在于确保符合美国国防战略(NDS)要求。在关注多域作战和国防战略的同时,IEW&S项目执行办公室正尝试实施一种新的定制采办方案,不断迭代,先试后用并不断纳入士兵反馈。

具体到电子战和信号情报技术,或者更广泛的电磁作战管理需求方面,有不断演变的竞争和渗透因素参与其中。作战不再是线性的是或否命题,不仅涉及到有形的手段,从先进传感器角度来看,也存在着虚拟电磁渗透。电磁频谱是一种非常宝贵也非常有限的资源,美军一直在寻求新方法以更好、更灵活、更敏捷地使用频谱,并希望能更好地消除频谱冲突。在当前战场上,电子战作战任务的重要性逐步提升。未来战场将越来越多地转向非动能手段,电磁频谱在未来战场上的价值比以往任何时候都更重要。

谈及电磁作战管理缺乏一个专门的跨职能小组的问题时,Collins提及了情报、监视和侦察(ISR)任务组。ISR任务组成立于2018年,隶属于G-2办公室,旨在优化美国陆军多域作战的ISR能力,并利用联合部队和情报界的互补能力。ISR任务组融合了情报卓越中心和网络卓越中心的大量参与,一直以来作为指导团队提供协同作用,帮助形成作战需求概念并保证完全整合的战略。不过,Collins也强调电子战方面确实需要继续努力改进工具。美国陆军当前正在对部队结构进行调整,也开始对装备进行一些投资,希望恢复非动能和电子战环境中的某些能力,ISR任务组一直领导着这项工作。

美国陆军IEW&S项目执行办公室及C5ISR中心现阶段正在开发以及将来设想的项目,使用创新、灵活的方式简化采办流程,以便实现及时、快速交付,下文将介绍重点项目的进展情况。

2、电子战规划和管理工具:为电磁频谱管控提供支撑

IEW&S的电子战规划和管理工具(EWPMT)是陆军重新强调ISR能力和多域作战(MDO)的核心应用,由IEW&S项目执行办公室的电子战与网络战项目管理部门管理。EWPMT旨在成为指挥官的主要工具,将多域作战整合到军事决策过程中,提供电磁频谱的完全可视化(包括对手和己方部队RF信号特征),以便进行进攻和防御性电子攻击、电子战目标瞄准,并通过在情报、作战和信号之间同步电子战和频谱管理行动,实现作战机动,成功执行多域战。

EWPMT采用开放体系结构,在未来列装时将成为指挥所计算环境(Command Post Computing Environment,CPCE)服务器栈的一部分,插入到任务指挥套件中,与陆军未来指挥所(Command Post of the Future,CPOF)和数据分发系统(Data Distribution System,DDS)交互以显示、融合数据,并与高级野战炮兵战术数据系统(Advanced Field Artillery Tactical Data System,AFATDS)交互进行瞄准。它正针对当前网络进行裁剪,有望推动一些未来网络需求的发展。

EWPMT目前正在制定一份作战需求说明(ONS)。在该工具还处于开发周期时美军就已经开始使用,并增加了一些额外功能。尽管EWPMT没有完全列装,但部署到某些指定部队来促进多域作战。例如增加了插入当前快速反应能力(QRC)传感器的能力,能够向战场用户提供电磁频谱可视化能力。EWPMT目前需要非常“鲁棒的计算机”,研发项目组正与其主承包商雷声公司合作,根据不同的功能需求使用配置安装向导,将该系统移植到不同的硬件平台。

正在进行的EWPMT开发项目拆分为几个增量,研发将为期数年,每18~24个月进行一次能力投放(CD),这样的分解开发方式能够将新的软件功能增量引入系统。目前,该项目每年都会装备软件,但项目组仍希望加快这一进度。

根据美国陆军提供的资料,EWPMT增量1的CD1和CD2提供了电子战规划、电子战目标瞄准、频谱管理以及增强建模与仿真(M&S)等基本单元。该项目目前进度处于增量1的CD3阶段,与后续CD4一同旨在为断连、间歇和延迟(DIL)环境、电子战资产的远程控制与管理、增强态势感知、电子战效能和增强电子战瞄准提供威胁应对能力。此外,这些能力投放旨在为美国陆军网络电磁活动(CEMA)小组提供支持网络态势理解的基础单元。

EWPMT项目开发还利用了用户验证事件(UVE)方式,为世界各地的用户呈现针对该工具不同层面的战术想定,如规划和目标瞄准、任务执行等。该项目是软件密集型工具,每三个月从雷神公司获得新的软件更新。开发阶段始终围绕用户进行,到目前为止,项目经理仅根据反馈就进行了200多次修改。

该项目的另一个特色是所谓的“信息技术箱”(IT Box)需求。该需求针对软件密集型项目,并且基本上设置了成本、进度和关键性能参数的下限。需要在规定的范围内根据用户反馈和当前威胁重新确定需求的优先顺序。当新软件交到用户手里时,用户也在同时开发其当前的战术、技术和程序(TTP)及条令,所以能够灵活地互通需求,最好地应对威胁,将用户实现EWPMT的方式应用到军事决策过程中。当前最新的用户需求是希望工具能直接连接到替代和未来在案项目传感器。

虽然EWPMT不属于美国陆军未来司令部跨职能小组的工作,但它与美国陆军网络和有保证定位、导航与授时两个跨职能小组对接。2019年7月,该项目经理参加了北卡罗莱纳州白沙导弹靶场举行的PNT评估演习。演习中,该工具成功集成了四种不同传感器,帮助项目办公室实现了一些需求的可视化。

此外,EWPMT还在美国陆军年度“网络探索”和“网络闪电战”演习中发挥了重要作用。在这些场景中EWPMT整合不同的传感器和成熟或接近成熟的人工智能能力,向不同的用户展示其能力。美国陆军还准备在国家训练中心评估EWPMT系统与战术电子战系统(TEWS)的集成工作,战术电子战系统将成为地面层系统(Terrestrial Layer System,TLS)的一部分。

EWPMT CD3已经在进行现场测试,欧洲用户现在将开始接收EWPMT CD3,预计于2020财年开始列装。2018年7月,雷声公司获得了一份价值4900万美元的EWPMT CD4开发合同,承包商通过CD4为CD3维护和列装提供支持。合同预计完成日期为2022年9月。当前研发项目组还在研究增量2需求,正在等待美国国防部决定EWPMT将在美国国防战略中建立的联合电磁作战管理工具需求中扮演的角色。项目组负责人员指出,EWPMT不一定完全满足联合部队需求,但会满足约80%联合部队需求。

3、电子战和网络战四大优先事项

尽管PEO IEW&S内的所有项目管理部门和研发部门都引起了电子战/信号情报业界的关注,但电子战和网络战项目管理部门(PM EW&C)是关注的中心焦点,它是美国陆军所有电磁作战管理能力重建工作的关键纽带。电子战与网络战项目管理部门当前工作有四个主要优先事项。

3.1 建立新项目

第一个优先事项是“建立新项目”,这些项目包括地面层系统和聚焦网络空间的的联合公共访问平台,为第915网络战支援营(CWSB)提供支持。第915网络战支援营被描述为美国陆军第一个满足当前和计划战术网络电磁活动需求的可扩展建制远征营。美陆军网络司令部预计,到2025财年结束时它将拥有12个远征网络空间小组(ECT),达成全面作战能力。

地面层系统是PM EW&C管理的在案项目,旨在开发战术电子战、信号情报和网络攻击能力,初始原型开发阶段采取网络空间指挥、控制与通信(C5)联盟的“其他交易授权”(OTA)合同机制。预计该计划将于2020财年开始获得资金,并且已经制定了初始能力文档(ICD)并收到装备开发决定(MDD)。

地面层系统将成为第一个电子战和网络战集成平台。美国陆军训练与条令司令部三个能力管理部门(TCM)——电子战、地面与身份、以及网络——都参与其中并就需求进行合作。所有三个TCM都认识到了这项能力的重要性——服务于多域作战。地面层系统工程与制造开发阶段(EMD)原型计划将于2021年完成,在2021财年结束前将交付作战人员,预计在2022财年第四季度装备到第一个作战单元。

3.2 执行现有项目

电子战与网络战项目管理部门当前第二个优先事项是“执行当前项目”,包括上文介绍的EWPMT、多功能电子战空中部分(MFEW-Air Large)以及“预言家”现代化。“预言家”现代化计划旨在保持“预言家”系统的当前信号情报和电子战能力,直到装备地面层系统,并通过增强信号处理能力在过渡期间提供改进能力。“预言家”系统一开始的目标是为了应对更多的反叛乱作战。然而,美国的新国防战略和对近对等威胁的关注提出了新需求:需要回归到整体考虑如何针对新任务升级该系统。

这些升级包括目前在战术电子战系统快速反应能力中的一些组件。此外,在与情报和信息作战处的合作中,通过采用名为“光子(Photon)”的新软件框架的战术信号情报(TSIG)工作,在战术电子战系统中纳入了“光子”软件框架,并将展示TSIG中的新能力。这种能力也被放入“预言家”增强信号处理(Prophet-ESP),帮助应对近对等威胁。“光子”接口能够在短时间内集成诸如多个软件定义无线电之类的新能力(一个月内能够整合六种不同的软件定义无线电)。2020财年预算已为“预言家”现代化提供了资金,工作已经在顺利进行。

2019年1月,洛克希德•马丁公司通过“其他交易授权”获得了一项价值1800万美元的快速原型项目,为美国陆军多功能电子战(Multi-Function Electronic Warfare,MFEW)项目大型空中部分组件设计、开发和测试一个网络战/电子战吊舱系统。该系统搭载在MQ-1C“灰鹰”无人机上,将为旅指挥官提供建制电子支援和电子攻击能力,以及网络攻击能力。

MFEW-Air Large基于洛克希德•马丁公司独立研发的“沉默乌鸦(Silent Crow)”吊舱系统。“沉默乌鸦”吊舱参与了2019年的“网络闪电战”演习,目前正利用获得的反馈信息推进该项目。作为作战需求说明工作的一部分,“灰鹰”无人机上名为“COBRA” 的初始能力——另一个吊舱系统也为该项目提供了一些思路。项目组不断从用户获取反馈,在开发和装备新能力时,虽然初始能力并不具备在案项目系统的所有功能,但它可用于开发战术、技术和程序,并能够为最终产品的条令、组织、训练、装备、领导与教育、人事、设施(DOTMLPF)提供信息。在合同的第一阶段,洛克希德公司将交付一个原型系统,在替代飞机上进行演示验证,随后第二阶段将交付四个系统与“灰鹰”无人机集成。第二阶段在2020财年第一季度执行。

3.3 立即交付能力

电子战与网络战项目管理部门当前的行动的第三个优先事项是“立即交付能力”。这是美国驻欧洲陆军和美国陆军网络电磁活动小组正在进行的工作。这些工作至关重要,它们正为快速反应能力的战术电子战系统(TEWS)和轻量型战术电子战(TEWL)开发工作并最终为地面层系统开发工作提供信息。战术电子战系统目前是“斯特瑞克”战车上的电子战平台,轻量型战术电子战是目前提供给步兵部队的“飞鸟-72”地面机动车辆(GMV)上仅有的一种电子支援能力。这两者都是目前已有项目,它们可真正为地面层系统各要点提供信息并将之串联在一起。

美国驻欧洲陆军作战需求说明第一阶段部署了一种车载电子战能力,名为“狂怒军刀”(Sabre Fury),也装备了一种名为“乌鸦爪”的“轻型版”EWPMT工具,主要用于欧洲战区。第二阶段将提供TEWS和TEWL能力。TEWS将装备位于德国维尔塞克的美国陆军第二骑兵团的“斯特瑞克”战车,TEWL将装备位于意大利维琴察的第173空降旅战斗队。虽然美国驻欧洲陆军和美国陆军网络电磁活动小组的作战需求说明针对不同地区和威胁,但两者都涉及了“乌鸦爪”和TEWS的应用。

2019年夏,美国陆军进行了所谓“学习运动”,决定将原本计划直接运往欧洲的设备转移到位于华盛顿州路易斯-麦考德联合基地的第二步兵师第二斯特瑞克旅战斗队,并在那里用于试验和原型开发(DEMP)活动,以完善地面层系统需求。该旅战斗队在三次单独的演习(2019联合作战评估、在北卡罗来纳州勒琼基地的一次部署以及国家训练中心演习)中使用了该设备。

3.4 为现有设备及能力提供支持

美国陆军电子战与网络战项目管理部门的最后一个优先事项是维持和改进美陆军目前的电子战和信号情报装备。这一事项既与“立即交付能力”的工作有所关联,也是对现有系统和需求的全力支持。例如,反遥控简易爆炸装置(RCIED)电子战(CROW)/杜克系统今天的地位仍然和第一次部署时一样重要。这些系统正在战区使用,美国陆军会继续确保所有系统都与目标同步并继续紧跟威胁的不断发展。

另一个例子是“托尔”III反IED无线干扰背负式系统。为了应对威胁的不断变化,美国陆军电子战与网战项目管理部门授予Sierra Nevada公司一份合同,用其“Modi”模块化背负式系统替换和升级“托尔”III。“Modi”系统将在2020年迁移到中央司令部责任区。中央司令部的需求目标是400个系统,而当前已经有了大约30个系统。尽管美国国防战略强调的是近对等的问题,但应对日常出现的一些反叛行动也同样重要,维持现有设备及能力也在确保美军可以解决这一类威胁。

4、快速装备新型电子战传感器和电子攻击能力

美国陆军还与C5ISR中心合作,通过快速反应能力计划快速装备许多新电子战传感器和电子攻击能力。其中的工作重点是多功能无线电侦察与测向(Versatile Radio Observation and Direction,VROD)电子监视系统,及其包括模块化自适应发射模式(VMAX)在内的全功能版本。VMAX为系统增加了电子攻击能力。

VMAX是一种轻型(25~30磅)背负式系统,能够实时发现、监控、定位和干扰RF通信和数据链发射机,为战术行动提供支持,包括潜在反无人机应用。VMAX还代表了美国陆军的第一个具有测向和精确地理定位能力的背负式进攻性电磁频谱/电子攻击能力。

该系统于2016年开始装备,到目前为止已经构建了200多个VMAX节点,全球范围内部署了的数百个VROD节点供美国、盟军和特种部队使用。该系统可以在固定站点使用,或安装在各种空中平台上,提供更远程电子攻击能力。目前还在研究集成到无人载具上的VROD系统原型,这种无人机型设备号将比MFEW-Air Large(美国陆军用于大型无人机的电子战系统)还要小。

电子战人员可以使用安卓平板电脑在独立配置中运行VMAX系统,还可以与支持EWPMT的系统联网,电子战作战人员可以从战术作战中心(TOC)对其进行远程控制。系统软硬件100%由政府所有,由情报和信息战局及其内部承包商开发。VMAX系统还可以根据目标任务重新进行现场配置,并定期向现场推送新软件更新。

虽然该系统不是一个在案项目,但是它将支持未来的在案项目,例如地面层系统。该系统的研发项目组当前还与多个跨职能小组(包括士兵杀伤力、下一代作战车辆、网络指控通信及情报,以及有保证定位、导航与授时小组)合作,提供原型能力并参与演示。VMAX是PNT评估演习整合的四种传感器之一,为EWPMT提供输入,并提供全球定位系统(GPS)干扰源位置信息。它还用于为其他训练和评估活动提供支持,如“网络闪电战”和“网络探索”。目前,研发人员正在考虑重新设计该系统以提高性能,例如扩展频率覆盖范围、增加带宽、采用更快的处理器等。

5、结语

本文介绍了美国陆军电磁频谱战工作的近期发展情况,从美国陆军电子战和信号情报支持部门的角度出发,叙述了当前几个重点项目的发展情况,如电子战规划和管理工具、多功能无线电侦察与测向等,也展望了美国陆军已制定的一些未来项目计划,如地面层系统。美军期望达成的电磁频谱作战最终状态是对对手电子系统影响最大化,同时保护美军系统免受对手电子支援和电子攻击的攻击。为此,美军各个军种正在不断调整制定阶段性计划并坚持不懈努力。

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