基于马赛克战的电子对抗装备体系构建研究∗
2021-10-11高松孙媛段哲陈健
高松 孙媛 段哲 陈健
(海军航空大学 烟台 264001)
1 引言
岛礁防空作战是当前作战研究的一个热点问题。由于具有远离陆地、战略位置靠前等特点,岛礁成为首先被空袭的要地目标。面对空袭威胁,世界主要军事强国一方面在构建防空作战“硬打击”装备体系的同时,越来越重视面向防空作战的电子对抗“软抗击”的装备体系建设。美国DARPA战略技术办公室提出“马赛克战”(Mosaic Warfare)的概念,其核心就是使用低廉、快速、致命、灵活和可扩展的装备[1],运用低成本无人机蜂群编队和电磁频谱战应对敌形成压制态势。由此,将地面电子对抗装备、电子对抗无人机、雷达浮空气球等装备构建成具备快速反应、智能控制、灵活组网、有效干扰、及时反馈作战能力的马赛克式装备体系,以达到电子对抗防空作战的目的具有重要意义。
2 马赛克战作战概念基本原理分析
美军正由“网络中心战”向“决策中心战”转变[2]。决策中心战旨在使指挥官更快更有效地决策,同时降低敌方决策速度和质量。而“马赛克战”概念正是为实施决策中心战提供的一种方法。“马赛克战”的中心思想是“人工指挥-机器控制”相结合,通过对更为分散的兵力进行快速组合和重组(如图1所示),增强部队组合的复杂性,削弱敌方战场判断能力[3],降低敌方决策速度和效率。
图1 马赛克兵力元素重组示意图
“马赛克战”作战概念能够描述应对具备精确打击能力的敌方的多域机动策略[4],将战斗视为具有突发性的体系对抗,运用低成本无人蜂群编队、电磁频谱战等作战手段应对敌方形成的压制态势。
岛礁防空电子对抗作战运用“马赛克战”作战概念,将地面电子对抗装备、无人机、浮空气球等作战系统较为单一、廉价的武器装备,以运用机器学习、神经网络等人工智能(AI)技术的指挥控制系统,实现快速组网[5]、数据共享、智能控制,形成对敌空袭装备有效干扰抵御的作战效果。
3 岛礁防空电子对抗作战需求分析
3.1 岛礁防空电子对抗装备系统组成
岛礁防空电子对抗装备体系包括诸多侦查系统、指挥控制系统、电子对抗系统、通信系统以及需协同的防空火力打击系统等作战单元组成。未来在马赛克战作战概念驱动下岛礁防空电子对抗装备系统需要大量无人值守电子对抗防空系统,如电子侦察无人机、雷达对抗无人机、通信对抗无人机,浮空气球等,地面电子对抗车也应发展无人电子对抗车;指挥控制中心应重点发展人工智能机器控制系统,以应对未来战场来自敌方的动态威胁,从而进行作战方案的快速定制。最终马赛克战可实现将低成本传感器、多域指挥与控制节点以及有人∕无人电子对抗装备系统等低成本、低复杂度的系统灵活组合,创建适用于任何场景的交战体系[6]。
3.2 岛礁防空电子对抗作战的使命任务
1)夺取制电磁权。制电磁权的夺取,目的是运用地面电子对抗兵力装备,干扰压制敌方通信、雷达等电子设备系统,以达到“致盲”敌方的作战效果,使得战场变为单方面透明,为随后的火力打击提供安全通道。在岛礁防空作战背景下,要注重平时对岛礁区域周边敌情的电子侦察情报信息收集,掌握潜在敌方的工作频段,重点关注收集M国空袭装备兵力的活动规律、电子设备技战术指标数据等信息,战时动态掌握敌方电子战重新编程情况,针对不同目标不同工作频段的空袭装备,快速准确的智能辅助选取相应的电子对抗装备,以实施有效的电子对抗作战手段,确保己方电子设备、友邻部队能够充分发挥作战效能,保护己方要地目标安全,并最大限度削弱敌方电子设备效能。
2)要地电子防护。在岛礁防空电子对抗装备体系中,地面电子对抗装备部署位置要围绕岛礁上的机场、指挥所、装备阵地、油料贮备库等要地目标,不仅要增强电子防护能力,同时也要提高电子进攻的效能,为要地防护提供有效保障,即防御性电子进攻作战。作战时,在确保己方电子设备安全运行的前提下,主要对敌方C4ISR系统、精确制导武器及其发射平台的雷达系统、通信系统等,运用电子干扰压制、诱饵欺骗等方式进行电子防护与进攻,起到有效防护电子设备及岛礁上重要目标的作用。
3)支援防空部队。岛礁要地防空电子对抗作战的有效电子防护,主要是在近程和末端,因而“软抗击”要与“硬摧毁”相结合,以达到有效抵御敌方空袭装备的目的。这体现在组织实施岛礁防空电子对抗的同时,要与防空兵力协同作战,电子对抗装备体系要起到支援防空部队作战的作用。岛礁防空电子对抗装备体系支援防空部队作战,主要依靠电子情报信息的实时共享,电子干扰压制敌方无线电电子设备,消弱敌方通信系统及雷达系统的作战效能,保障己方无线电电子器材、雷达系统、通信系统等安全和确保电磁兼容,最大发挥己方防空兵力实施火力打击的作战效能,最终实现对敌空袭装备的协同防御作战。
3.3 岛礁防空电子对抗作战想定
20XX年X月X日,蓝方M国派遣1支航母战斗群对某岛礁发动空袭[7],其航母战斗群由1艘搭载E-2D、EA-18G、F∕A-18E∕F的尼米兹级航母、两艘阿利伯克级导弹驱逐舰、1艘提康德罗加级巡洋舰和1艘弗吉尼亚级攻击型核潜艇组成,并携带精确制导武器[8]。红方某岛礁根据情报,指挥控制中心迅速部署展开地面电子对抗装备、无人机电子对抗装备、浮空气球等兵力装备,进行抵御敌空袭的电子对抗作战。通过仿真软件实验,制定红蓝对抗作战想定,对抗态势展现如图2所示。
图2 某岛礁防空电子对抗红蓝作战想定三维态势图
4 基于马赛克战的岛礁防空电子对抗装备体系构建
4.1 岛礁防空电子对抗装备体系作战概念
根据作战想定分析和“马赛克战”作战概念,红方为抵御蓝方M国空袭,需要将大量低价值的小型无人机、浮空气球,以及电子对抗无人机、地面电子对抗装备和指挥控制中心等马赛克兵力元素,迅速组网构成岛礁防空电子对抗装备体系;指挥人员结合人工智能控制系统快速发出作战指令,削弱敌信息系统和决策程序,干扰精确制导武器及其发射系统,完成体系对抗作战任务,由此提出“马赛克战”的岛礁防空电子对抗装备体系高级作战概念,如图3所示。
图3 岛礁防空电子对抗装备体系高级作战概念示意图
4.2 岛礁防空电子对抗装备体系基本构成描述
1)岛礁防空电子对抗装备能力
岛礁防空电子对抗装备需要具备电子侦察、指挥控制、通信组网、电子防护、电子进攻、作战效能评估等六种能力,未来要多采用无人值守电子对抗装备系统,以能够实现在降低人员损耗基础上全时作战值班的岛礁区域防空作战、夺取战场制电磁权等作战能力构想,如图4所示。
图4 电子对抗装备能力及电子对抗装备体系作战能力构想
2)岛礁防空电子对抗装备体系作战流程
岛礁防空电子对抗装备体系基本作战流程是地面电子侦察部队发现敌空袭装备进入己方防空区域后,迅速将情报数据分发给指控中心和各作战单元,人工智能决策辅助系统经过计算分析,为指挥员提供决策方案,指挥员通过指挥控制系统将作战指令下达给各作战单元,各作战单元间可自行组建马赛克战作战体系,对来袭目标实施干扰、欺骗等电子对抗作战手段,并根据实时战场作战效能评估,进行装备体系重组及二次电子对抗作战,完成防空作战任务,如图5所示。
图5 马赛克战岛礁防空电子对抗装备体系作战流程示意图
3)岛礁防空电子对抗系统功能
岛礁防空电子对抗系统功能包括电子侦察、电子对抗作战管理、电子对抗人工智能指挥控制、电子对抗作战、电子对抗作战效能评估等五种功能[9]。根据分解需求可继续分解为所需要的颗粒度,如图6所示。马赛克战岛礁防空电子对抗装备体系系统功能,特别强调人工智能技术的应用,以辅助指挥员下达决策命令,对体系中马赛克兵力装备元素的重组构建实施管控,以达到构建的电子对抗装备体系能够实现快速反应、智能控制、灵活组网的作战能力。
图6 马赛克战岛礁防空电子对抗装备体系系统功能分解示意图
4.3 岛礁防空电子对抗装备体系关键技术分析
1)分布式可重组电子对抗部队设计
以往地面电子对抗装备通常为有人驾驶多任务单元,这些单元多为能够独立自主完成“侦-控-打”甚至“侦-控-打-评”等作战活动。马赛克作战概念视域下的电子对抗装备体系,旨在将以往一体化多任务单元和系统较为集成的相对不灵活的配置,转化构建为可任意组合的多样性部队,以提高部队自适应能力,降低敌方决策能力,提高己方部队的迷惑性。
未来分布式可重组电子对抗部队,可多运用小部队或分队,在中小型无人值守电子对抗防空系统—车、无人机和浮空气球等支援下实施作战,以提高近程电子对抗防空作战能力。这种分布式可重组的电子对抗部队设计[10],可更加容易地采用新技术或新系统。
2)以人工智能为核心的机器控制系统
马赛克战电子对抗装备体系是以基于机器学习、神经网络等算法的人工智能技术为核心驱动[11],依靠人工指挥和机器控制相结合的方式,充分利用分散的、更容易组合的部队,整合传统C4ISR体系的各类要素[12],最终构建为“传感器、网络与人工智能”的装备体系。
机器控制系统可以将机器学习运用到其建模工具中,以更快地预测某一行动和方案在某一特定情况下成功执行指挥员命令的可能性,为人工指挥提供决策辅助方案。由于战场瞬息万变,决策辅助最需要的就是在秒级时间内迅速运算出合理的方案结果,人工智能正是提高这一运算速度的核心技术。
3)以情景为中心的指挥控制与通信
传统的指挥关系一般为支持指挥员所期望的控制范围而构建的,并没有完全考虑通信系统的可用性,战时很可能无法达到通信组网所需要的连接能力或带宽要求。马赛克战的指挥控制与通信,更强调以情景为中心建立。以情景为中心的指挥控制与通信中,指挥关系要根据通信系统的可使用性来构建,将可组合的部队依靠分散的无线通信系统连接成指挥通信网,每一个部队、装备或指挥员只需与另外一个马赛克兵力元素相连接,最终实现实时信息共享。
马赛克战电子对抗装备体系要考虑装备缺乏互通性、敌方的干扰和战场环境影响等实际情况。不再将一个指挥员指控全局、同时也不可将一组相互关联的任务分派给不同的指挥员。这就需要机器控制系统将大型部队分解成相互独立的作战单元,每个作战单元由每个作战单元的指挥员指挥,并维持作战单元内部通信网络畅通。而各个作战单元的机器控制系统将共享数据信息来消除各作战单元的作战冲突。
5 结语
未来战争是体系与体系之间的对抗,以马赛克战作战概念为驱动构建的装备体系与传统固定模式装备体系多有不同,基于马赛克战的装备体系更强调各装备单元、关键子系统之间的按需组合、集成和互操作性,最终形成“马赛克战”持久、快速、开放的未来战场适应性。本文采用马赛克战作战概念,是从顶层视角提出岛礁防空电子对抗装备体系作战概念、描述装备能力、作战流程及系统功能,为未来岛礁防空作战电子对抗装备发展、作战模式、关键技术等提出需求建议。