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《美國天軍衛(wèi)星通信發(fā)展愿景》分析

2020-11-18 02:17:26原晉謙李之宇葉勉中國空間技術(shù)研究院通信與導(dǎo)航衛(wèi)星總體部
國際太空 2020年10期
關(guān)鍵詞:衛(wèi)星通信愿景終端

原晉謙 李之宇 葉勉 (中國空間技術(shù)研究院通信與導(dǎo)航衛(wèi)星總體部)

2020年2月19日,美國天軍正式發(fā)布《美國天軍衛(wèi)星通信發(fā)展愿景》(簡稱《衛(wèi)星通信愿景》文件),從頂層闡述了美軍衛(wèi)星通信體系現(xiàn)存問題、未來“作戰(zhàn)型衛(wèi)星通信”(Fighting SATCOM)體系概念與目標(biāo)、能力發(fā)展核心要素等。這是美軍近年來罕見地以官方文件形式公開披露其衛(wèi)星通信領(lǐng)域戰(zhàn)略思路,也是少有的一份從體系化角度論述其未來架構(gòu)的權(quán)威文件,將統(tǒng)領(lǐng)指導(dǎo)美國天軍成立后衛(wèi)星通信總體能力建設(shè),意義重大。

1 核心內(nèi)容

《衛(wèi)星通信愿景》文件內(nèi)容包括前言、背景、愿景、理想目標(biāo)、體系環(huán)境及關(guān)鍵屬性、關(guān)鍵概念和結(jié)論八個部分。

第一章前言,介紹衛(wèi)星通信在美軍戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)行動中的重要作用,闡述當(dāng)前外部對抗升級、內(nèi)部效率不足形勢,分析美國軍事航天機(jī)構(gòu)調(diào)整所帶來的能力整合新機(jī)遇,引出并簡述未來體系能力終極狀態(tài)。

第二章背景,詳細(xì)介紹美軍2015年成立的“作戰(zhàn)型衛(wèi)星通信”工作組開展研究后,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行衛(wèi)星通信體系在同步、感知、防護(hù)和運(yùn)管等四個方面存在的問題,綜述其自2010年以來各領(lǐng)域開展論證的情況。

第三章愿景,提出未來體系架構(gòu)的總體目標(biāo)。美國天軍將提供適合作戰(zhàn)、經(jīng)濟(jì)可負(fù)擔(dān)、具有彈性且安全的衛(wèi)星通信體系架構(gòu),能適應(yīng)瞬息萬變的需求、技術(shù)及威脅。

第四章理想目標(biāo),為太空司令部提供衛(wèi)星通信的能力。在對抗降級和軍事行動受限(CDO)環(huán)境中,提供通信保障,為聯(lián)合作戰(zhàn)人員提供支持。指出將以新體系支持太空司令部打勝仗。

第五章體系環(huán)境,介紹新體系的核心特性,包括“快速、彈性、可持續(xù)接入”、終端敏捷性、網(wǎng)絡(luò)敏捷性、網(wǎng)絡(luò)/鏈路和運(yùn)行安全以及與指揮控制系統(tǒng)的兼容互操作等。

第六章關(guān)鍵屬性,指出新體系將如何支持統(tǒng)一的能力需求生成與作戰(zhàn)指揮、如何為作戰(zhàn)用戶提供動態(tài)優(yōu)化接入、如何改善對抗下的彈性和作戰(zhàn)敏捷性、如何提供快速能力部署以支持敏捷作戰(zhàn)。

第七章關(guān)鍵概念,指出為支撐關(guān)鍵概念所需的關(guān)鍵能力,包括全球態(tài)勢感知和通用作戰(zhàn)視圖、指揮控制/管理系統(tǒng)、衛(wèi)星通信終端、跨機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)管理及采辦。

第八章結(jié)論,指出新體系將徹底解決現(xiàn)役系統(tǒng)“煙囪林立”的問題,總結(jié)了新體系將具備的核心能力,重申美軍須更快行動、更快采購、更快指控,維持作戰(zhàn)優(yōu)勢。

2 要點分析

突出“對抗、受損和行動受限”條件下的通信保障

“對抗、受損和行動受限”,這是美軍對其軍事航天外部環(huán)境的總體判斷,是其開展各裝備領(lǐng)域新體系研究論證的核心驅(qū)動。2018年新版美國《國防戰(zhàn)略》首次在國家級文件中明確“太空是一個作戰(zhàn)域”,指出“必須確保太空力量能夠在對抗、受損和行動受限(CDO)環(huán)境下作戰(zhàn)、制勝”。美軍認(rèn)為,未來戰(zhàn)爭中,中、俄等高端對手將持續(xù)打造“反介入/區(qū)域拒止”能力,電磁干擾和反衛(wèi)攻擊將成為必然,前者趨于常態(tài)化,將直接威脅其全球作戰(zhàn)指控鏈條的通暢,后者則極具威懾性,嚴(yán)重威脅其戰(zhàn)略保底的核指揮控制通信能力,但其現(xiàn)有體系無法應(yīng)對這種對抗升級的威脅。在此背景下,通過技術(shù)和管理手段升級來提升體系的彈性和抗毀能力,確保為全球范圍內(nèi)作戰(zhàn)行動“可持續(xù)接入”的通信保障,成為解決問題的關(guān)鍵方向。

構(gòu)建“企業(yè)化衛(wèi)星通信綜合體系”

“企業(yè)化”在這份文件中得到多次強(qiáng)調(diào),代表了美軍實現(xiàn)其未來衛(wèi)星通信能力、資源“一體化”發(fā)展和管控的總思路。在衛(wèi)星通信領(lǐng)域,美軍多年來面臨的核心內(nèi)部問題就是多頭管理、分散運(yùn)控,各類系統(tǒng)“煙囪林立”,各類通信資源(包括頻率、功率、波束、載波、網(wǎng)系、用戶、控制等)協(xié)調(diào)分配效率不高。僅從現(xiàn)役體系屬性而言,美軍所擁有的是“軍、情、民、商、盟”各種力量組成的松散結(jié)合體,即使在軍方內(nèi)部,也是陸、海、空軍各自相對獨立管理的局面,統(tǒng)籌性差,在平時會拉高系統(tǒng)建設(shè)成本,在戰(zhàn)時也不利于衛(wèi)星資源的按需調(diào)度分配。因此,新體系突出“企業(yè)化”的概念,將重點解決這一長期存在的內(nèi)部矛盾。

組織機(jī)構(gòu)的調(diào)整帶來“特別的拐點”

該文件的背景部分重點分析了美軍近年來,特別是自2018年以來的軍事航天組織機(jī)構(gòu)改革對發(fā)展新體系的重要價值,事實上,這也是解決前述“煙囪林立”問題的先決條件之一。美軍衛(wèi)星通信能力的發(fā)展與其組織機(jī)構(gòu)、特別是采辦體制和組織模式不可分割:2018年以前,軍事通信衛(wèi)星主要由航天與導(dǎo)彈系統(tǒng)中心(SMC)負(fù)責(zé)采辦,而商業(yè)通信服務(wù)則由國防信息系統(tǒng)局(DISA)采購,但實際上各軍種內(nèi)部也有采辦機(jī)構(gòu),這種管理分割的局面導(dǎo)致需求很難統(tǒng)一、也使其中長期能力評估和規(guī)劃的準(zhǔn)確性差,不利于可持續(xù)發(fā)展,因此天軍成立后采辦職能的整合將有力解決這一關(guān)鍵問題。此外,太空司令部成立后,衛(wèi)星通信集成作戰(zhàn)處(SIOD)也將統(tǒng)籌制定寬帶、窄帶和防護(hù)以及軍事和商業(yè)等通信衛(wèi)星系統(tǒng)一體化作戰(zhàn)支援計劃,統(tǒng)一管理和分配衛(wèi)星通信帶寬和資源,從而解決衛(wèi)星通信能力保障作戰(zhàn)運(yùn)用的問題。

引入“終端和網(wǎng)絡(luò)敏捷性”與“資源池”等新概念

衛(wèi)星通信不等于通信衛(wèi)星,是將天、地、用、控等各系統(tǒng)融為一體的綜合體。美軍提升其體系效能的手段,也更多地是從如何用好和管好衛(wèi)星通信資源的角度出發(fā)來研究和實施的?!敖K端和網(wǎng)絡(luò)的敏捷性”的概念重點解決的就是美軍“煙囪林立”的衛(wèi)星體系問題。美軍在役的衛(wèi)星通信終端類型眾多,大多數(shù)都是針對特定需求開發(fā)的高度定制化產(chǎn)品,互相之間很難實現(xiàn)通用、兼容,在作戰(zhàn)時,單一作戰(zhàn)平臺可部署終端數(shù)量有限,經(jīng)常出現(xiàn)衛(wèi)星可用、但終端不支持的局面,導(dǎo)致資源的利用效率低下。為此,美軍近年來已經(jīng)在開展“靈活調(diào)制解調(diào)接口”(FMI)項目,旨在利用一型終端,內(nèi)置支持多個系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)模塊,實現(xiàn)不同衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)之間的無感切換和漫游,推動美軍衛(wèi)星通信統(tǒng)一“資源池”的構(gòu)建。當(dāng)然,這一過程也必須對現(xiàn)役的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造,美軍也在控制方面發(fā)力,推動實現(xiàn)各類不同衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)之間的統(tǒng)籌調(diào)度和管理。

強(qiáng)調(diào)“商業(yè)衛(wèi)星通信”

美軍的新體系進(jìn)一步突出對“商業(yè)衛(wèi)星通信”力量的集成和運(yùn)用,明確提出“只有那些商業(yè)市場無法提供的頻段、覆蓋區(qū)域或軍事專用能力,國防部才采辦專用的軍事星座、衛(wèi)星和有效載荷”,高度強(qiáng)調(diào)“多軌道”“多星座”“多頻段”的商業(yè)能力采購。事實上,美軍一直以來都將商業(yè)系統(tǒng)作為其軍事衛(wèi)星能力的重要補(bǔ)充,在國會、參聯(lián)會等發(fā)布的多項指令和指導(dǎo)意見中,都曾對商業(yè)通信衛(wèi)星服務(wù)采購工作進(jìn)行了充分強(qiáng)調(diào)。歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展,美軍已經(jīng)形成了較為成熟和穩(wěn)定的供應(yīng)商渠道和市場規(guī)模,國防部也已成為商業(yè)衛(wèi)星通信市場中最大的單一用戶。在當(dāng)前商業(yè)低軌巨型星座快速發(fā)展的態(tài)勢下,此文件的發(fā)布,勢必為運(yùn)營商后續(xù)建設(shè)運(yùn)營帶來重大利好。

3 影響研究

1)文件的出臺,突顯衛(wèi)星通信在美軍事航天體系的核心基礎(chǔ)性地位,將極大促進(jìn)內(nèi)、外部力量統(tǒng)一推動面向未來的能力建設(shè)。美國天軍成立后,選擇在衛(wèi)星通信領(lǐng)域發(fā)布其首個頂層發(fā)展戰(zhàn)略,體現(xiàn)了美軍對于未來作戰(zhàn)條件下通信保障能力的高度重視。事實上,2010年以來,在美軍提出“彈性體系轉(zhuǎn)型”概念后,即將衛(wèi)星通信作為軍事航天裝備領(lǐng)域的第一批開展轉(zhuǎn)型論證。2019年,美國太空發(fā)展局提出的下一代國防太空體系,更是將 “傳輸層”的通信星座作為未來體系能力發(fā)展的基礎(chǔ),列為第一優(yōu)先級開展研究。這些舉措都表明,未來太空作戰(zhàn)“信息先行”(即通信和網(wǎng)絡(luò)先行)的重要性。這份文件的出臺,將為美國軍方內(nèi)部統(tǒng)一思想、統(tǒng)一認(rèn)識打好基礎(chǔ),影響其后續(xù)預(yù)算規(guī)劃和項目優(yōu)先級設(shè)定,同時,也將向盟國、商業(yè)合作伙伴釋放未來共同參與建設(shè)的強(qiáng)烈信號,激發(fā)后者主動為其謀劃、主動發(fā)展軍方所需能力,推動其體系目標(biāo)的最終實現(xiàn)。

2)新體系圍繞未來“作戰(zhàn)”“對抗”等要素,在注重衛(wèi)星能力的基礎(chǔ)上,更加突出天地一體化和網(wǎng)絡(luò)層面的高效協(xié)同和運(yùn)用。美軍近年來軍事航天領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型發(fā)展都以未來的天基信息支援、天基系統(tǒng)對抗為作戰(zhàn)想定,推動裝備領(lǐng)域的能力規(guī)劃,將新體系命名為“打仗型衛(wèi)星通信”,也突出對抗條件下衛(wèi)星通信裝備的重點考量。在此背景下,新體系在注重衛(wèi)星能力的基礎(chǔ)上,也進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)其對于衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)的重視,旨在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的空間通信體系,將所有天基資源進(jìn)行整合,以提升作戰(zhàn)信息傳輸效率,提高天基和地基系統(tǒng)的效能。此外,美軍未來的衛(wèi)星通信體系高度重視用戶終端側(cè)的多系統(tǒng)集成、多頻段整合,從而為作戰(zhàn)人員提供更多的備選方案,另一方面也更加側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)之間的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、兼容互通,以多網(wǎng)融合盡可能地實現(xiàn)衛(wèi)星通信資源的虛擬化,確保用戶無感切換,提升作戰(zhàn)使用體驗。

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