張春磊, 王一星， 呂立可， 陳鼎鼎,2， 王雪琴

(1.中國電子科技集團公司第三十六研究所，浙江 嘉興 314033;2. 通信信息控制和安全技術重點實驗室， 浙江 嘉興 314033)

0 引 言

從美國防高級研究計劃局“狼群”電子戰(zhàn)項目算起，網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)發(fā)展大概經(jīng)歷了20多年的歷史。無論是從電子戰(zhàn)能力本身，還是從組網(wǎng)能力角度來看，網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)都已經(jīng)取得了長足進展。近年來，隨著人工智能技術的發(fā)展，網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)發(fā)展又呈現(xiàn)出一些新的特點。

1 網(wǎng)絡中心戰(zhàn)理念

從1998年美國海軍提出美軍網(wǎng)絡中心戰(zhàn)(Network Centric Warefare, NCW)理念以來，已有20多年。在信息領域技術高速發(fā)展的當今，該理念與物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術領域?qū)崿F(xiàn)了非常完美的融合。

大約1980年，以太網(wǎng)的發(fā)明者羅伯特·梅特卡夫率先提出了如下理論[1]：全連通設備所構成系統(tǒng)之系統(tǒng)價值隨著設備數(shù)量平方的增長而增長，如圖1所示，該理論即為“梅特卡夫定律”的雛形。

圖1 梅特卡夫定律示意圖

1993年，記者喬治·吉爾德對該理論進行了修訂與改良，描述為“一個通信網(wǎng)絡的價值與網(wǎng)絡中用戶數(shù)量的平方成正比[2]，這一定律為美軍網(wǎng)絡中心戰(zhàn)奠定了理論與指導原則基礎。

1998年，美國海軍中將亞瑟·塞布勞斯基率先提出了網(wǎng)絡中心戰(zhàn)理念[3]。

2001年，美國國防部向國會遞交了《網(wǎng)絡中心戰(zhàn)》報告及其附件[4]，系統(tǒng)闡述了網(wǎng)絡中心戰(zhàn)概念、美軍已經(jīng)開展的相關工作、經(jīng)驗與教訓、未來發(fā)展思路、各軍種/國防部機構在網(wǎng)絡中心戰(zhàn)方面的具體項目等。這一報告是網(wǎng)絡中心戰(zhàn)理念發(fā)展歷程中的里程碑式成果。

自此，該理念在美軍戰(zhàn)術、理論、技術、裝備發(fā)展過程中起到了非常好的指導作用，美軍也借此機會實現(xiàn)了快速的能力躍升。此后，網(wǎng)絡中心戰(zhàn)理念逐步為更多國家的軍方所接納，影響力持續(xù)至今。而網(wǎng)絡中心戰(zhàn)在電子戰(zhàn)領域的落地則催生出了網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)。

2 美軍網(wǎng)絡化電子戰(zhàn)發(fā)展綜述

網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)的理論基礎是網(wǎng)絡中心戰(zhàn)。盡管關于網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)尚無明確、嚴格的定義，但從其網(wǎng)絡中心戰(zhàn)機理出發(fā)，文章對其內(nèi)涵進行如下界定“網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)是網(wǎng)絡中心戰(zhàn)理念在電子戰(zhàn)領域應用的特例，指的是通過網(wǎng)絡化協(xié)同手段綜合提升電子戰(zhàn)裝備個體、群體、體系的能力，其中，這些能力包括電子戰(zhàn)支援、電子防護、電子攻擊、電子戰(zhàn)效能評估等多方面能力?！?/p>

盡管在當前階段網(wǎng)絡中心戰(zhàn)理念已經(jīng)非常成熟，但基于網(wǎng)絡中心戰(zhàn)理念的網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)仍處于上升發(fā)展階段。之所以出現(xiàn)這種情況，主要原因可總結如下。其一，電子戰(zhàn)自身特點決定了其對網(wǎng)絡中心戰(zhàn)理念依賴性更強，導致電子戰(zhàn)領域網(wǎng)絡中心化潛力仍然非常巨大、很多方向尚未挖掘。其二，人工智能領域的異軍突起，為“人工智能+網(wǎng)絡中心戰(zhàn)”型的電子戰(zhàn)領域迎來快速發(fā)展機遇。尤其是借助分布式人工智能強大的個體能力提升，電子戰(zhàn)有望實現(xiàn)“網(wǎng)絡化體系智能”這一高階目標。而目前距離這一目標還有很長的路要走。

近年來，美軍網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)領域發(fā)展非常迅速，且全面得到了各個軍種的認同。尤其是美海軍，作為網(wǎng)絡中心戰(zhàn)理念的倡導者與提出者，不僅從軍種層面提出了分布式殺傷理念[5]，更是不遺余力地致力于將網(wǎng)絡中心戰(zhàn)理念引入電子戰(zhàn)領域，并于2010年提出了電子戰(zhàn)協(xié)同與控制理念[6],如圖2所示，旨在實現(xiàn)美國海軍艦載、機載、無人機載、彈載電子戰(zhàn)系統(tǒng)的協(xié)同與控制。

圖2 美海軍電子戰(zhàn)協(xié)同與控制示意圖

美國國防部、各軍種目前仍非常重視網(wǎng)絡化電子戰(zhàn)能力的發(fā)展，并開發(fā)了一系列項目，典型項目如表1所示。

表1 美軍典型網(wǎng)絡化電子戰(zhàn)項目

3 網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)代際劃分初探

文章建議將網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)發(fā)展劃分為4個階段：連通階段、協(xié)同階段、群體智能階段、體系智能階段，如圖3所示。其中，連通階段和協(xié)同階段又可歸入“非人工智能時代”的發(fā)展階段，群體智能階段和體系智能階段則可歸入“人工智能時代”的發(fā)展階段。這些階段可以從多方面進行解讀。需要說明的是，這些階段劃分的依據(jù)是技術與戰(zhàn)術，即技術水平與使用方式而不是時間，因此沒有明確的時間點劃分。而且，考慮到美軍各軍種在網(wǎng)絡化電子戰(zhàn)方面技戰(zhàn)術水平不盡相同，甚至同一軍種的不同項目的技戰(zhàn)術水平也不盡相同,例如，先進艦外電子戰(zhàn)(Advanced off-ship Electronic Warfare,AOEW)和“復仇女神”，因此，會存在技戰(zhàn)術層面不同代際的項目、系統(tǒng)同時存在的情況。

圖3 網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)發(fā)展劃代

根據(jù)經(jīng)驗，給出各階段的資源需求如圖4所示，從圖中大致可以看出，隨著網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)逐步進入人工智能時代，其最大的資源需求變化體現(xiàn)在個體智能需求的提升、帶寬需求的下降、協(xié)同需求的提升。

圖4 網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)各階段的資源需求

根據(jù)經(jīng)驗，給出各階段的主要能力如圖5所示，從圖中大致可以看出，隨著網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)不斷向前推進，個體電子戰(zhàn)能力并未提升,甚至不斷下降，但體系對抗能力不斷提升，進而帶來了實戰(zhàn)作戰(zhàn)效能的質(zhì)的飛躍。從點對點式的電磁博弈，逐步演變?yōu)轶w系破擊式電磁博弈。最終帶來的結果就是電磁頻譜領域的博弈復雜度、不確定性、動態(tài)性、涌現(xiàn)性、突然性等方面大幅提升。

圖5 網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)各階段的能力對比

3.1 連通階段

這一階段體現(xiàn)了網(wǎng)絡中心戰(zhàn)理念在電子戰(zhàn)領域具體落地的萌芽，其觀點也比較“樸素”，即，先在電子戰(zhàn)典型系統(tǒng)、平臺之間搭建起諸如數(shù)據(jù)鏈等連通性手段，解決“電子戰(zhàn)系統(tǒng)連接”這一基本問題、解決有無問題。由于處于網(wǎng)絡中心戰(zhàn)理念發(fā)展的初級階段，因此，這一階段的項目大多具備探索性特點，即，主要出發(fā)點是“探究一下組網(wǎng)究竟能夠為電子戰(zhàn)帶來哪些新增益”。

這一階段的典型項目包括了DARPA的“狼群”項目，以及美國空軍的“舒特”計劃(前期研究階段)。

“狼群”項目于2001年左右啟動，也就是說，網(wǎng)絡中心戰(zhàn)理念剛剛得到美軍普遍認同，該項目就開始研發(fā)了?！袄侨骸毕到y(tǒng)是一個小型的難以偵測的地面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡，各個“狼”之間的直線距離約為1 km，確切的分布取決于地形的復雜程度，在城市作戰(zhàn)中，這種傳感器可以放在建筑物屋頂上。它們一般部署在干擾目標周圍100 m以內(nèi)，互相之間用網(wǎng)絡連接起來，可干擾地域大約100 km×100 km。單個“狼”是一種隱蔽的、300 mm×120 mm咖啡罐大小的傳感器，可用直升機人工布撒、用無人機投放或火炮發(fā)射。一旦被投放，單個的“狼”(傳感器)就伸開機械腿并升起天線，自己激活——即通過GPS實現(xiàn)自定位，然后組成一個約5～12個節(jié)點的“狼群”。該系統(tǒng)具有自己的任務規(guī)劃工具，可以優(yōu)化各個“狼”部署的位置，并且只要一個“狼”可以與另外任何一個“狼”通信，那么它就可以接入到整個網(wǎng)絡中。“狼群”可以根據(jù)需要被重新指派任務。在攻擊目標時，也可自行建立子網(wǎng)，對關鍵節(jié)點進行干擾、監(jiān)聽或侵入。每個狼都是非常靈巧的，某一套損壞時，并不會削弱整個網(wǎng)絡的工作?！袄侨骸眰鞲衅鬟€可以裝在無人機上，被稱為“飛狼”?！袄侨骸惫δ馨ㄈ矫妫弘娮討?zhàn)支援功能，竊聽無線電通信輻射信號，鑒別無線電臺的類型；發(fā)射干擾和欺騙信號，這些信號將破壞敵人清晰的無線電通信；監(jiān)視各系統(tǒng)的狀態(tài)，協(xié)調(diào)各系統(tǒng)之間的工作。

“舒特”計劃是美空軍從傳感器到射手的無縫一體化作戰(zhàn)網(wǎng)絡的計劃之一。前期研究階段的“舒特”計劃又稱作“羅盤呼叫”機載傳輸數(shù)據(jù)鏈/通用數(shù)據(jù)鏈計劃?！笆嫣亍庇媱澲荚趯⑶閳蟊O(jiān)視與偵察平臺RC-135V/W“聯(lián)合鉚釘”飛機與進攻性信息作戰(zhàn)平臺EC-130H“羅盤呼叫”飛機、進攻性防空作戰(zhàn)平臺F-16CJ飛機進行橫向一體化。這將為作戰(zhàn)指揮官提供一個可以實現(xiàn)時間敏感目標瞄準的已驗證的作戰(zhàn)體系結構?！傲_盤呼叫”飛機和“聯(lián)合鉚釘”飛機的一體化可以通過先進戰(zhàn)斗空間信息系統(tǒng)來完成，先進戰(zhàn)斗空間信息系統(tǒng)是一個與通用數(shù)據(jù)鏈兼容的廣播網(wǎng)絡，F(xiàn)-16飛機通過改進型數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器接入網(wǎng)絡。當然，隨著“舒特”計劃不斷通過實飛測試提升自身能力，最終階段實現(xiàn)的能力遠超“連通階段”，已達到了“協(xié)同階段”的極致乃至已經(jīng)觸碰到了“群體智能階段”的能力門檻。

3.2 協(xié)同階段

這一階段體現(xiàn)了網(wǎng)絡中心戰(zhàn)在電子戰(zhàn)領域的成熟與深化。即，在解決連通性的基礎上，根據(jù)所連通的具體電子戰(zhàn)平臺、系統(tǒng)，打造既能支撐互操作、融合等需求,如射頻級、中頻級融合等需求，又能支撐定制化能力需求,如電子攻擊、戰(zhàn)場網(wǎng)絡攻擊等的協(xié)同能力。

這一階段的典型項目包括了美空軍后期演示階段的“舒特”計劃和美海軍的AOEW項目。

美空軍“舒特”計劃進入后期演示階段以后，無論是在協(xié)同能力方面，還是在作戰(zhàn)效能方面，都較之前期研究階段得到了大幅提升。其特點可總結為“三網(wǎng)一體+三效一體”。“三網(wǎng)一體”指的是“舒特”計劃所依賴的協(xié)同環(huán)境，包括如下三個網(wǎng)絡：1)NCCT網(wǎng)絡，這是一個“鏈、接口、算法一體化網(wǎng)絡”，通過寬帶數(shù)據(jù)鏈實現(xiàn)EC-130H、RC-135V/W、F-16、“高級偵查員”等平臺的互聯(lián)互通，通過專門開發(fā)的數(shù)據(jù)融合與精確定位算法實現(xiàn)情報融合、精確輻射源定位等核心功能，通過機器到機器接口實現(xiàn)多平臺自適應互操作與數(shù)據(jù)共享；2)前沿部署的無人機偵察網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡的主要功能包括抵近式組網(wǎng)偵察、簡單數(shù)據(jù)融合，以彌補RC-135V/W粗粒度偵察的不足；3)地面深度信息融合網(wǎng)，該網(wǎng)絡的主要功能是實現(xiàn)網(wǎng)絡化深度信息融合與分析?！叭б惑w”指的是“舒特”計劃所能實現(xiàn)的“電磁-賽博-火力”三個維度的作戰(zhàn)效能，具體包括：1)平戰(zhàn)結合的偵察效能，舒特計劃的偵察能力可概括為“以雄厚的平時偵察能力為基礎，結合精確的戰(zhàn)時偵察，實現(xiàn)可支撐攻擊決策的情報”；2)“軟硬兼施”的“電磁-賽博-火力”一體化攻擊能力，舒特計劃的攻擊功能主要包括硬殺傷和軟殺傷兩類。

AOEW項目的核心有效載荷為AN/ALQ-248電子攻擊吊艙，該吊艙搭載于艦載直升機上，可以獨立工作，也可通過Link-16數(shù)據(jù)鏈和軟殺傷協(xié)同系統(tǒng)與AN/SLQ-32系統(tǒng)協(xié)同工作。AN/SLQ-32同樣能檢測來襲導彈并確定其方向，兩者通過信息共享，實現(xiàn)艦-機協(xié)同電子戰(zhàn)作戰(zhàn)，為艦船提供分層的整體防護能力。

3.3 群體智能階段

隨著人工智能的不斷發(fā)展，電子戰(zhàn)系統(tǒng)、平臺等個體的智能化程度越來越強大。再結合無人系統(tǒng)的廣泛應用，逐步形成了一種以無人群體智能為主要特征的網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)系統(tǒng)。與協(xié)同階段相比，這一階段的最主要特點就是個體、群體智能化不斷提升，進而促進了電子戰(zhàn)快速、高質(zhì)量殺傷鏈的形成。

這一階段的典型項目為DARPA的“小精靈”電子戰(zhàn)無人機集群項目?！靶【`”項目是一個將“網(wǎng)絡化協(xié)同”、“電子戰(zhàn)”這兩大要素發(fā)揮到極致的項目。網(wǎng)絡化協(xié)同方面，可實現(xiàn)快速發(fā)射后的即時組網(wǎng)能力。作為速度至少為0.7馬赫高速移動的空中平臺，快速組網(wǎng)無疑面對很多挑戰(zhàn)，如，無固定基礎設施、信道多變、同步困難等。但從DARPA的要求來看，其組網(wǎng)能力,尤其是快速組網(wǎng)能力無疑是最重要能力之一。電子戰(zhàn)方面，可實現(xiàn)對敵防空壓制、通信干擾、賽博攻擊等多方面能力。借助其強大的抵近式作戰(zhàn)能力，“小精靈”可以做到其他傳統(tǒng)電子戰(zhàn)系統(tǒng)無法做到的事情，其中,向敵方數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中注入惡意代碼的賽博攻擊能力無疑是其最大的亮點。

3.4 體系智能階段

在應用于個體層級、群體層級的基礎上，人工智能在體系層級上的運用也得到了越來越高的關注。相應的，網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)領域也在朝著這方面發(fā)展，即，從體系博弈的角度、充分結合人工智能與軟件定義一切理念，實現(xiàn)電子戰(zhàn)體系博弈、體系破擊等能力的跨越式演進。目前美軍提出的“馬賽克戰(zhàn)”理念即是典型代表，其與電子戰(zhàn)能力的結合將催生出全新的應用模式,不僅電子戰(zhàn)自身能夠更靈活地形成合力，還能夠借此與聯(lián)合作戰(zhàn)深度融合并形成全電磁頻譜作戰(zhàn)能力。

這一階段的典型項目為美國海軍“對抗綜合傳感器的多元素信號特征網(wǎng)絡仿真”項目“復仇女神”。該項目是美國海軍秘密開展的網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)項目?！皬统鹋瘛表椖渴状纬霈F(xiàn)在美國海軍2014財年預算文件中，文件指出“復仇女神”能滿足同時對多個敵方監(jiān)視與目標瞄準傳感器生成逼真海軍力量的需求?！皬统鹋瘛表椖康哪康脑谟趯⒗走_反射器、電子戰(zhàn)氣球、各類無人機蜂群各種平臺進行組合，通過組網(wǎng)協(xié)同作戰(zhàn)，以迷惑、欺騙或致盲分布在廣闊區(qū)域的敵方傳感器。根據(jù)“復仇女神”項目官方文件，系統(tǒng)組成包括模塊化可重構電子戰(zhàn)載荷、分布式誘餌和干擾機蜂群、有效聲學對抗措施、多輸入/多輸出傳感器/對抗措施，可對水面和水下傳感器生成虛假兵力目標。具體來說，“復仇女神”包含空中、水面、水下三類作戰(zhàn)平臺，例如空中電子戰(zhàn)無人機群/誘餌群/氣球群，水面電子戰(zhàn)無人艇群/誘餌群，水下電子戰(zhàn)無人潛航器群/誘餌群。

4 結 語

網(wǎng)絡中心戰(zhàn)理念的重要性在人工智能時代有望實現(xiàn)再次躍升，這對于網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)領域而言，是突破現(xiàn)有諸多技戰(zhàn)術極限的切入點。通過充分發(fā)揮網(wǎng)絡中心戰(zhàn)與人工智能這兩大驅(qū)動力，網(wǎng)絡化協(xié)同電子戰(zhàn)有望逐步實現(xiàn)真正的體系博弈能力，進而讓整個電子戰(zhàn)領域在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中的作用更加凸顯。