美军联合全域指挥与控制发展分析

联合全域指挥与控制(JADC2)是当前美军正在发展的新型联合作战概念——全域作战的核心,将把美军所有军种的传感器连成一个网络,这将改变美军当前的指挥控制结构,形成跨域协同作战的新型作战管理与指控方式,颠覆未来的战场态势。美军规划2035年形成JADC2核心能力,目前正在全面推动JADC2发展。有必要了解其基本情况,分析其发展形势。

一、基本概念

传统上,美军各军种都开发了自己的战术网络,但各军种的网络互不兼容。海军发展了海军一体化火控-防空网络。2016年美国陆军开始寻求利用战术情报目标瞄准访问节点(TITAN)(传感器端)等系统来实现联合指挥与控制。2017年美国空军提出多域指挥与控制概念,并将其作为最高优先发展方向之一。但是,各军种在发展指挥与控制系统过程中,主要聚焦自身需求,着眼解决自身所在作战域存在的问题,缺乏统一设计,难以解决共享数据标准和多域互操作性等关键技术问题,难以统筹全域、多军种甚至多国的作战能力,以军种为基础的指挥控制与作战方式难以满足联合作战需求。

为解决当前各军种战术网络互不兼容的问题,应对未来战争对指挥与控制体系的需求,2020年1月29日,美国参联会副主席称按照前国防部长马克·埃斯珀的命令,联合参谋部正在开发新的联合作战概念——全域作战,主要目标是定义“联合全域指挥与控制”概念及其要求。国防部和联合参谋部指定空军进行JADC2技术开发。2020年初,美国空军作战集成能力办公室JADC2跨职能团队发布定义:JADC2是指将来自全域内所有部队的分布式传感器、射手和数据相连接,通过在规模、速度和各层级的分布式任务指挥实现指挥官的意图。2020年10月8日,美国空军《空军条令附件3-99:联合全域作战中的空军部职责》将JADC2定义为决策的艺术和科学,强调联合全域作战中空军将与合作伙伴共同利用所有域的能力,在竞争和冲突中取得作战和信息优势。2020年12月9日,美国国会研究处报告《JADC2》将其定义为:JADC2是指将美军所有军种(包括新成立的太空军)的传感器连接成一个网络,为联合部队提供一个类似云的环境以共享情报、监视和侦察数据。JADC2计划通过收集来自多个传感器的数据,利用人工智能算法处理数据以识别目标,在陆海空各作战平台与武器之间共享目标数据,然后推荐最佳武器与目标交战,包括动能和非动能武器(如网络或电子战武器),为指挥官更好决策提供支持。本质上,这三个概念均强调所有部队、所有作战域、传感器和发射平台联网、数据共享、决策支持。

近年来,美国国防高级研究计划局和军兵种先后推出马赛克战、海上分布式杀伤、空中分布式作战、多域作战等新兴作战概念。而JADC2是国防部和参联会从顶层设计的联合作战概念,其核心能力是各军种传感器与武器发射平台之间的网络连接,主要优势是战场联动、同步决策、全流程敏捷响应,技术基础是空军先进作战管理系统。从技术实现和发展目标来看,马赛克战、分布式作战等将为JADC2提供支撑。2020年,美军已经开始验证马赛克战等新兴作战概念的相关技术在JADC2中的应用。与美军以往提出的“空海一体战”“全球公域介入与机动作战”等联合作战概念相比,JADC2的核心能力、支撑技术以及推进举措更加明确,是新形势下美军对联合作战概念的新发展。

二、主要项目

当前,美国国防部重点推进JADC2核心能力开发和关键技术应用,以空军先进作战管理系统(ABMS)为基础进行能力开发,同时允许各军种独立发展JADC2能力。国防部层面,国防高级研究计划局等开展了相关技术研究;军种层面,除空军外,陆军和空军达成JADC2合作开发协议,海军提出了强军(Overmatch)计划。

表1 美军联合全域指挥与控制主要项目

(一)依托空军先进作战管理系统,发展JADC2核心能力

美国国防部和联合参谋部指定空军作为JADC2技术开发的执行机构。空军依托其先进作战管理系统,主导JADC2发展。空军先进作战管理系统旨在解决空中、陆地、海洋、太空和网络领域的互操作性和信息共享问题,将加速推进JADC2的技术开发、集成、转化和部署,是JADC2的使能技术。

空军先进作战管理系统项目始于2017年,将替代联合监视目标攻击雷达系统,通过创建军事物联网,可连接下一代空战主宰(NGAD)力量,还可拓展到陆、海、天、网络、电磁等其他作战域和军种的所有作战单元,将联合部队整合成一个整体作战网络,最终将任一传感器实时地连接到战场上的任一射手,实现“以平台为中心”向“以网络为中心”转型。空军计划在2030年至2040年间形成比较完善的先进作战管理系统。空军将与其他军种进行协调,确保相关开发保持一致。

先进作战管理系统包括7个关键技术(产品)领域,28种特定产品。所有产品都将采用开源数据标准构建,以一号(ONE)字样命名,表明数据对所有军种开放。7个领域包括数字架构、标准和概念开发;传感器集成;多域数据管理;多域安全处理;多域通信;多域应用程序;效能集成。产品包括提供指挥与控制服务的云架构全域作战专用互联网(CloudONE)、大数据统一处理平台(DataONE)、新网关设备(GatewayONE)、新无线电设备(RadioONE)、新型射频天线(ApertureONE)、多域作战管理与指挥控制(CommandONE)等。目前,空军已发布多域作战管理与指挥控制等征询书,向工业界征集相关软件包、软件平台、应用等。

2020年,空军和太空军开始将网络领域的传感器添加到大数据统一处理平台中,以创建全面的战场图景,支持全域作战。添加网络传感器有助于精确识别和定位对手的攻击方式和位置。基于云系统的大数据统一处理平台利用了太空军传感器数据的统一数据库(UDL)。统一数据库正在将雷达和太空望远镜等太空军的传感器纳入统一的数据环境中。大数据统一处理平台将以统一数据库为中心,涵盖太空数据等多个作战域的数据。

(二)发展5G和人工智能等通用技术,将其应用于JADC2

1.5G和“机动与火力”等项目聚焦提高JADC2网络安全和自主能力

2019年8月30日,国防部联合人工智能中心主任——空军将军杰克·沙纳汉称2020年国防部联合人工智能中心将启动一个名为“机动与火力”的人工智能项目,用于支持联合全域指控、自主和集群系统等。2020年12月9日版美国国会研究处报告《联合全域指挥与控制》提出,国防部计划使用5G技术来实现JADC2。国防部申请了2.07亿美元用于对抗环境中的5G频谱研发,将开发频谱共享技术和新的网络安全架构。

2.联合全域作战软件等项目聚焦提高杀伤网的效用和决策辅助能力

2020年4月3日,国防高级研究计划局自适应能力办公室发布联合全域作战软件(JAWS)项目公告,征集相关软件等,旨在为联合部队指挥官等开发战区级联合全域作战软件套件,以编配作战资源,进而最大限度提高杀伤网的效用与弹性。

国防高级研究计划局的自适应杀伤网(ACK)项目的技术在空军先进作战管理系统中发挥了关键作用。自适应杀伤网是用于任务指挥官的新型决策辅助工具。2020年8月底至9月初,美国空军开展先进作战管理系统演示验证,国防高级研究计划局试验了项目相关技术在其中的应用。

3.“用于快速战术执行的空域全面感知”等项目提供动态空域的实时通用作战图

2020年4月7日,国防高级研究计划局公布了与陆军和空军合作开展的“用于快速战术执行的空域全面感知”(ASTARTE)项目,目标是在高度拥挤的未来战场中实现高效的空域作战并消除友军之间的空域活动冲突,在反介入/区域拒止(A2/AD)环境中提供动态空域的实时通用作战图,从而在同一空域同时且更为安全地执行远程火力任务以及开展有人驾驶飞机和无人机作战。不同于以往创建的动态空域通用作战图,ASTARTE将兼容各军种现有和未来的指挥控制系统,并将最新的相关空域信息自动推送给本地指挥控制系统上的所有联合部队。

4.异构电子系统技术集成工具链等项目着重实现异构系统通信或集成

国防高级研究计划局的异构电子系统技术集成工具链(STITCHES)项目的技术在空军先进作战管理系统中发挥了关键作用。异构电子系统技术集成工具链是一种快速的软件集成工具,可自动生成代码,实现异构系统通信/集成。2020年8月底至9月初,美国空军开展先进作战管理系统演示验证,国防高级研究计划局试验了项目相关技术在其中的应用。

5.太空发展局“数据传输”卫星将支持JADC2网络构建

美国太空发展局计划利用卫星连接各军种的指挥控制系统。由于空军先进作战管理系统不包括开发新卫星,前国防部长埃斯珀要求利用太空发展局正在开发的“数据传输”卫星连接各军种的指挥和控制系统,以支持未来全域作战。太空发展局计划大量增加近地轨道卫星,共同构成JADC2的网络空间。这些近地轨道卫星最终将由数百颗小型卫星组成,主要用于低延迟通信,并利用卫星间的光学链路建立天基网络。2020年5月1日,太空发展局发布建议书,征求低地球轨道卫星星座发展建议,旨在实现低延迟通信。

6.海军强军计划等项目聚焦军种之间互操作性和数据共享

2020年9月,陆军和空军签订为期两年的联合全域指挥与控制合作开发协议。按照协议,陆军和空军将建立基础级多国联盟联合全域指挥与控制(CJADC2)体系,在JADC2体系中增加联盟(Combined)概念,实现传感器和武器系统的高速协同,将盟军部队接入网络。按计划,将在2022年年底之前开发出数据共享标准和服务接口。

2020年10月初,海军作战部长迈克尔·吉尔迪将军签署了两份备忘录,指示启动强军计划,并指定由海军信息战系统司令部司令道格拉斯·斯莫尔少将负责该计划。该计划旨在设计一个连接武器和传感器的战术数据网络,在不同系统和平台之间提取和传送数据,供目标指示所用。海军计划将该项目纳入JADC2,消除专有网络标准,实现与其他军种的互操作。强军计划的目标是使海军和海军陆战队能够在海上集群,在每个作战域都能同步实现致命和非致命杀伤效果,利用人工智能和有人/无人编队开发一种新的舰队架构,实现分布式海上作战。强军计划的关键是开发网络、基础设施、数据架构、工具。

三、发展分析

一是技术路径日益明确。美军在发展先进作战管理系统等核心项目的同时,正在加快推动5G、人工智能、异构电子系统集成、决策辅助等关键技术或项目用于JADC2。另外,美国海军此前并未明确提出开展JADC2的相关项目。2020年10月海军宣布启动强军计划项目,将设计一个连接武器和传感器的战术数据网络,以实现与其他军种的互操作和分布式海上作战。

二是推进举措不断深化。由于国防部允许各军种同步发展相关系统,并计划未来几年整合这些系统。国会加强了对国防部JADC2开发的监管。《2021财年国防授权法案》要求国防部确保国防部内部使用开放的模块化系统,便于各系统间的交互及新能力的快速部署;要求国防部所属联合需求监管委员会确认能力建设需求;要求空军确认正在实施的项目和正在开发的架构符合联合需求监管委员会的要求;要求其他军种确保正在发展的联合作战概念与JADC2概念兼容。

三是仍有潜在制约因素。当前美军发展JADC2仍然面临潜在问题,包括:军种协调问题,目前各军种的接受程度、推进程度和资源投入不一;文化问题,需要调整作战概念、指挥与控制权限及组织架构;经济承受能力问题,需要承受所有军种配备和维护JADC2的成本;资源问题,需要确保实现JADC2需配备的人力、装备、设施和训练资源;人工智能引入决策程序问题,需要进一步明确如果传感器能够实时链接到射手,在多大程度上需要人在回路。

四是将加大对我威胁。在关键技术、核心能力、演习演练、国防预算等方面美军联合全域指挥与控制概念已进入实际推进阶段。美军联合全域指挥与控制基于大国竞争思维,一旦建成核心能力将加大对我威胁。对我形成战场信息集成优势。通过联合全域指挥与控制,美军意图打造联合全域作战全球综合体系,将军舰、战车、飞机或卫星以及武器连接成协同作战的作战网络,形成全要素一网联动优势,从而能够比对手更快地收集、处理和共享数据,使美军能够更快、更智能地发动战争,做出最有效、最致命的响应。对我形成战场决策优势。联合全域指挥与控制体系将各类情报、监视与侦察平台,指挥控制平台,打击平台和作战管理平台连接起来,从而能够在大数据的基础上利用机器赋能来增强决策能力,形成全平台同步决策优势和全流程敏捷响应优势。其速度和准确度远超当前水平,使指挥官能够基于来自传感器及其他来源的大量情报和目标数据进行观察、判断、决策和行动,更好更快的做出指挥决策。

2021-1-20智邦网声明:本平台发布部分内容来自公开资料或者网络,版权归原作者所有,转载的目的在于传递信息及用于网络分享,不代表本平台赞同其观点,如涉版权问题,请与我们联系,我们第一时间处理。