基于馬賽克戰(zhàn)的電子對(duì)抗裝備體系構(gòu)建研究?

高松 孫媛 段哲 陳健

（海軍航空大學(xué) 煙臺(tái) 264001）

1 引言

島礁防空作戰(zhàn)是當(dāng)前作戰(zhàn)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。由于具有遠(yuǎn)離陸地、戰(zhàn)略位置靠前等特點(diǎn)，島礁成為首先被空襲的要地目標(biāo)。面對(duì)空襲威脅，世界主要軍事強(qiáng)國(guó)一方面在構(gòu)建防空作戰(zhàn)“硬打擊”裝備體系的同時(shí)，越來(lái)越重視面向防空作戰(zhàn)的電子對(duì)抗“軟抗擊”的裝備體系建設(shè)。美國(guó)DARPA戰(zhàn)略技術(shù)辦公室提出“馬賽克戰(zhàn)”（Mosaic Warfare）的概念，其核心就是使用低廉、快速、致命、靈活和可擴(kuò)展的裝備［1］，運(yùn)用低成本無(wú)人機(jī)蜂群編隊(duì)和電磁頻譜戰(zhàn)應(yīng)對(duì)敵形成壓制態(tài)勢(shì)。由此，將地面電子對(duì)抗裝備、電子對(duì)抗無(wú)人機(jī)、雷達(dá)浮空氣球等裝備構(gòu)建成具備快速反應(yīng)、智能控制、靈活組網(wǎng)、有效干擾、及時(shí)反饋?zhàn)鲬?zhàn)能力的馬賽克式裝備體系，以達(dá)到電子對(duì)抗防空作戰(zhàn)的目的具有重要意義。

2 馬賽克戰(zhàn)作戰(zhàn)概念基本原理分析

美軍正由“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”向“決策中心戰(zhàn)”轉(zhuǎn)變［2］。決策中心戰(zhàn)旨在使指揮官更快更有效地決策，同時(shí)降低敵方?jīng)Q策速度和質(zhì)量。而“馬賽克戰(zhàn)”概念正是為實(shí)施決策中心戰(zhàn)提供的一種方法?！榜R賽克戰(zhàn)”的中心思想是“人工指揮-機(jī)器控制”相結(jié)合，通過(guò)對(duì)更為分散的兵力進(jìn)行快速組合和重組（如圖1所示），增強(qiáng)部隊(duì)組合的復(fù)雜性，削弱敵方戰(zhàn)場(chǎng)判斷能力［3］，降低敵方?jīng)Q策速度和效率。

圖1 馬賽克兵力元素重組示意圖

“馬賽克戰(zhàn)”作戰(zhàn)概念能夠描述應(yīng)對(duì)具備精確打擊能力的敵方的多域機(jī)動(dòng)策略［4］，將戰(zhàn)斗視為具有突發(fā)性的體系對(duì)抗，運(yùn)用低成本無(wú)人蜂群編隊(duì)、電磁頻譜戰(zhàn)等作戰(zhàn)手段應(yīng)對(duì)敵方形成的壓制態(tài)勢(shì)。

島礁防空電子對(duì)抗作戰(zhàn)運(yùn)用“馬賽克戰(zhàn)”作戰(zhàn)概念，將地面電子對(duì)抗裝備、無(wú)人機(jī)、浮空氣球等作戰(zhàn)系統(tǒng)較為單一、廉價(jià)的武器裝備，以運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能（AI）技術(shù)的指揮控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)快速組網(wǎng)［5］、數(shù)據(jù)共享、智能控制，形成對(duì)敵空襲裝備有效干擾抵御的作戰(zhàn)效果。

3 島礁防空電子對(duì)抗作戰(zhàn)需求分析

3.1 島礁防空電子對(duì)抗裝備系統(tǒng)組成

島礁防空電子對(duì)抗裝備體系包括諸多偵查系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)、電子對(duì)抗系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及需協(xié)同的防空火力打擊系統(tǒng)等作戰(zhàn)單元組成。未來(lái)在馬賽克戰(zhàn)作戰(zhàn)概念驅(qū)動(dòng)下島礁防空電子對(duì)抗裝備系統(tǒng)需要大量無(wú)人值守電子對(duì)抗防空系統(tǒng)，如電子偵察無(wú)人機(jī)、雷達(dá)對(duì)抗無(wú)人機(jī)、通信對(duì)抗無(wú)人機(jī)，浮空氣球等，地面電子對(duì)抗車也應(yīng)發(fā)展無(wú)人電子對(duì)抗車；指揮控制中心應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展人工智能機(jī)器控制系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)來(lái)自敵方的動(dòng)態(tài)威脅，從而進(jìn)行作戰(zhàn)方案的快速定制。最終馬賽克戰(zhàn)可實(shí)現(xiàn)將低成本傳感器、多域指揮與控制節(jié)點(diǎn)以及有人∕無(wú)人電子對(duì)抗裝備系統(tǒng)等低成本、低復(fù)雜度的系統(tǒng)靈活組合，創(chuàng)建適用于任何場(chǎng)景的交戰(zhàn)體系［6］。

3.2 島礁防空電子對(duì)抗作戰(zhàn)的使命任務(wù)

1）奪取制電磁權(quán)。制電磁權(quán)的奪取，目的是運(yùn)用地面電子對(duì)抗兵力裝備，干擾壓制敵方通信、雷達(dá)等電子設(shè)備系統(tǒng)，以達(dá)到“致盲”敵方的作戰(zhàn)效果，使得戰(zhàn)場(chǎng)變?yōu)閱畏矫嫱该鳎瑸殡S后的火力打擊提供安全通道。在島礁防空作戰(zhàn)背景下，要注重平時(shí)對(duì)島礁區(qū)域周邊敵情的電子偵察情報(bào)信息收集，掌握潛在敵方的工作頻段，重點(diǎn)關(guān)注收集M國(guó)空襲裝備兵力的活動(dòng)規(guī)律、電子設(shè)備技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)等信息，戰(zhàn)時(shí)動(dòng)態(tài)掌握敵方電子戰(zhàn)重新編程情況，針對(duì)不同目標(biāo)不同工作頻段的空襲裝備，快速準(zhǔn)確的智能輔助選取相應(yīng)的電子對(duì)抗裝備，以實(shí)施有效的電子對(duì)抗作戰(zhàn)手段，確保己方電子設(shè)備、友鄰部隊(duì)能夠充分發(fā)揮作戰(zhàn)效能，保護(hù)己方要地目標(biāo)安全，并最大限度削弱敵方電子設(shè)備效能。

2）要地電子防護(hù)。在島礁防空電子對(duì)抗裝備體系中，地面電子對(duì)抗裝備部署位置要圍繞島礁上的機(jī)場(chǎng)、指揮所、裝備陣地、油料貯備庫(kù)等要地目標(biāo)，不僅要增強(qiáng)電子防護(hù)能力，同時(shí)也要提高電子進(jìn)攻的效能，為要地防護(hù)提供有效保障，即防御性電子進(jìn)攻作戰(zhàn)。作戰(zhàn)時(shí)，在確保己方電子設(shè)備安全運(yùn)行的前提下，主要對(duì)敵方C4ISR系統(tǒng)、精確制導(dǎo)武器及其發(fā)射平臺(tái)的雷達(dá)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等，運(yùn)用電子干擾壓制、誘餌欺騙等方式進(jìn)行電子防護(hù)與進(jìn)攻，起到有效防護(hù)電子設(shè)備及島礁上重要目標(biāo)的作用。

3）支援防空部隊(duì)。島礁要地防空電子對(duì)抗作戰(zhàn)的有效電子防護(hù)，主要是在近程和末端，因而“軟抗擊”要與“硬摧毀”相結(jié)合，以達(dá)到有效抵御敵方空襲裝備的目的。這體現(xiàn)在組織實(shí)施島礁防空電子對(duì)抗的同時(shí)，要與防空兵力協(xié)同作戰(zhàn)，電子對(duì)抗裝備體系要起到支援防空部隊(duì)作戰(zhàn)的作用。島礁防空電子對(duì)抗裝備體系支援防空部隊(duì)作戰(zhàn)，主要依靠電子情報(bào)信息的實(shí)時(shí)共享，電子干擾壓制敵方無(wú)線電電子設(shè)備，消弱敵方通信系統(tǒng)及雷達(dá)系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能，保障己方無(wú)線電電子器材、雷達(dá)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等安全和確保電磁兼容，最大發(fā)揮己方防空兵力實(shí)施火力打擊的作戰(zhàn)效能，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)敵空襲裝備的協(xié)同防御作戰(zhàn)。

3.3 島礁防空電子對(duì)抗作戰(zhàn)想定

20XX年X月X日，藍(lán)方M國(guó)派遣1支航母戰(zhàn)斗群對(duì)某島礁發(fā)動(dòng)空襲［7］，其航母戰(zhàn)斗群由1艘搭載E-2D、EA-18G、F∕A-18E∕F的尼米茲級(jí)航母、兩艘阿利伯克級(jí)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦、1艘提康德羅加級(jí)巡洋艦和1艘弗吉尼亞級(jí)攻擊型核潛艇組成，并攜帶精確制導(dǎo)武器［8］。紅方某島礁根據(jù)情報(bào)，指揮控制中心迅速部署展開(kāi)地面電子對(duì)抗裝備、無(wú)人機(jī)電子對(duì)抗裝備、浮空氣球等兵力裝備，進(jìn)行抵御敵空襲的電子對(duì)抗作戰(zhàn)。通過(guò)仿真軟件實(shí)驗(yàn)，制定紅藍(lán)對(duì)抗作戰(zhàn)想定，對(duì)抗態(tài)勢(shì)展現(xiàn)如圖2所示。

圖2 某島礁防空電子對(duì)抗紅藍(lán)作戰(zhàn)想定三維態(tài)勢(shì)圖

4 基于馬賽克戰(zhàn)的島礁防空電子對(duì)抗裝備體系構(gòu)建

4.1 島礁防空電子對(duì)抗裝備體系作戰(zhàn)概念

根據(jù)作戰(zhàn)想定分析和“馬賽克戰(zhàn)”作戰(zhàn)概念，紅方為抵御藍(lán)方M國(guó)空襲，需要將大量低價(jià)值的小型無(wú)人機(jī)、浮空氣球，以及電子對(duì)抗無(wú)人機(jī)、地面電子對(duì)抗裝備和指揮控制中心等馬賽克兵力元素，迅速組網(wǎng)構(gòu)成島礁防空電子對(duì)抗裝備體系；指揮人員結(jié)合人工智能控制系統(tǒng)快速發(fā)出作戰(zhàn)指令，削弱敵信息系統(tǒng)和決策程序，干擾精確制導(dǎo)武器及其發(fā)射系統(tǒng)，完成體系對(duì)抗作戰(zhàn)任務(wù)，由此提出“馬賽克戰(zhàn)”的島礁防空電子對(duì)抗裝備體系高級(jí)作戰(zhàn)概念，如圖3所示。

圖3 島礁防空電子對(duì)抗裝備體系高級(jí)作戰(zhàn)概念示意圖

4.2 島礁防空電子對(duì)抗裝備體系基本構(gòu)成描述

1）島礁防空電子對(duì)抗裝備能力

島礁防空電子對(duì)抗裝備需要具備電子偵察、指揮控制、通信組網(wǎng)、電子防護(hù)、電子進(jìn)攻、作戰(zhàn)效能評(píng)估等六種能力，未來(lái)要多采用無(wú)人值守電子對(duì)抗裝備系統(tǒng)，以能夠?qū)崿F(xiàn)在降低人員損耗基礎(chǔ)上全時(shí)作戰(zhàn)值班的島礁區(qū)域防空作戰(zhàn)、奪取戰(zhàn)場(chǎng)制電磁權(quán)等作戰(zhàn)能力構(gòu)想，如圖4所示。

圖4 電子對(duì)抗裝備能力及電子對(duì)抗裝備體系作戰(zhàn)能力構(gòu)想

2）島礁防空電子對(duì)抗裝備體系作戰(zhàn)流程

島礁防空電子對(duì)抗裝備體系基本作戰(zhàn)流程是地面電子偵察部隊(duì)發(fā)現(xiàn)敵空襲裝備進(jìn)入己方防空區(qū)域后，迅速將情報(bào)數(shù)據(jù)分發(fā)給指控中心和各作戰(zhàn)單元，人工智能決策輔助系統(tǒng)經(jīng)過(guò)計(jì)算分析，為指揮員提供決策方案，指揮員通過(guò)指揮控制系統(tǒng)將作戰(zhàn)指令下達(dá)給各作戰(zhàn)單元，各作戰(zhàn)單元間可自行組建馬賽克戰(zhàn)作戰(zhàn)體系，對(duì)來(lái)襲目標(biāo)實(shí)施干擾、欺騙等電子對(duì)抗作戰(zhàn)手段，并根據(jù)實(shí)時(shí)戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)效能評(píng)估，進(jìn)行裝備體系重組及二次電子對(duì)抗作戰(zhàn)，完成防空作戰(zhàn)任務(wù)，如圖5所示。

圖5 馬賽克戰(zhàn)島礁防空電子對(duì)抗裝備體系作戰(zhàn)流程示意圖

3）島礁防空電子對(duì)抗系統(tǒng)功能

島礁防空電子對(duì)抗系統(tǒng)功能包括電子偵察、電子對(duì)抗作戰(zhàn)管理、電子對(duì)抗人工智能指揮控制、電子對(duì)抗作戰(zhàn)、電子對(duì)抗作戰(zhàn)效能評(píng)估等五種功能［9］。根據(jù)分解需求可繼續(xù)分解為所需要的顆粒度，如圖6所示。馬賽克戰(zhàn)島礁防空電子對(duì)抗裝備體系系統(tǒng)功能，特別強(qiáng)調(diào)人工智能技術(shù)的應(yīng)用，以輔助指揮員下達(dá)決策命令，對(duì)體系中馬賽克兵力裝備元素的重組構(gòu)建實(shí)施管控，以達(dá)到構(gòu)建的電子對(duì)抗裝備體系能夠?qū)崿F(xiàn)快速反應(yīng)、智能控制、靈活組網(wǎng)的作戰(zhàn)能力。

圖6 馬賽克戰(zhàn)島礁防空電子對(duì)抗裝備體系系統(tǒng)功能分解示意圖

4.3 島礁防空電子對(duì)抗裝備體系關(guān)鍵技術(shù)分析

1）分布式可重組電子對(duì)抗部隊(duì)設(shè)計(jì)

以往地面電子對(duì)抗裝備通常為有人駕駛多任務(wù)單元，這些單元多為能夠獨(dú)立自主完成“偵-控-打”甚至“偵-控-打-評(píng)”等作戰(zhàn)活動(dòng)。馬賽克作戰(zhàn)概念視域下的電子對(duì)抗裝備體系，旨在將以往一體化多任務(wù)單元和系統(tǒng)較為集成的相對(duì)不靈活的配置，轉(zhuǎn)化構(gòu)建為可任意組合的多樣性部隊(duì)，以提高部隊(duì)自適應(yīng)能力，降低敵方?jīng)Q策能力，提高己方部隊(duì)的迷惑性。

未來(lái)分布式可重組電子對(duì)抗部隊(duì)，可多運(yùn)用小部隊(duì)或分隊(duì)，在中小型無(wú)人值守電子對(duì)抗防空系統(tǒng)—車、無(wú)人機(jī)和浮空氣球等支援下實(shí)施作戰(zhàn)，以提高近程電子對(duì)抗防空作戰(zhàn)能力。這種分布式可重組的電子對(duì)抗部隊(duì)設(shè)計(jì)［10］，可更加容易地采用新技術(shù)或新系統(tǒng)。

2）以人工智能為核心的機(jī)器控制系統(tǒng)

馬賽克戰(zhàn)電子對(duì)抗裝備體系是以基于機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法的人工智能技術(shù)為核心驅(qū)動(dòng)［11］，依靠人工指揮和機(jī)器控制相結(jié)合的方式，充分利用分散的、更容易組合的部隊(duì)，整合傳統(tǒng)C4ISR體系的各類要素［12］，最終構(gòu)建為“傳感器、網(wǎng)絡(luò)與人工智能”的裝備體系。

機(jī)器控制系統(tǒng)可以將機(jī)器學(xué)習(xí)運(yùn)用到其建模工具中，以更快地預(yù)測(cè)某一行動(dòng)和方案在某一特定情況下成功執(zhí)行指揮員命令的可能性，為人工指揮提供決策輔助方案。由于戰(zhàn)場(chǎng)瞬息萬(wàn)變，決策輔助最需要的就是在秒級(jí)時(shí)間內(nèi)迅速運(yùn)算出合理的方案結(jié)果，人工智能正是提高這一運(yùn)算速度的核心技術(shù)。

3）以情景為中心的指揮控制與通信

傳統(tǒng)的指揮關(guān)系一般為支持指揮員所期望的控制范圍而構(gòu)建的，并沒(méi)有完全考慮通信系統(tǒng)的可用性，戰(zhàn)時(shí)很可能無(wú)法達(dá)到通信組網(wǎng)所需要的連接能力或帶寬要求。馬賽克戰(zhàn)的指揮控制與通信，更強(qiáng)調(diào)以情景為中心建立。以情景為中心的指揮控制與通信中，指揮關(guān)系要根據(jù)通信系統(tǒng)的可使用性來(lái)構(gòu)建，將可組合的部隊(duì)依靠分散的無(wú)線通信系統(tǒng)連接成指揮通信網(wǎng)，每一個(gè)部隊(duì)、裝備或指揮員只需與另外一個(gè)馬賽克兵力元素相連接，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息共享。

馬賽克戰(zhàn)電子對(duì)抗裝備體系要考慮裝備缺乏互通性、敵方的干擾和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境影響等實(shí)際情況。不再將一個(gè)指揮員指控全局、同時(shí)也不可將一組相互關(guān)聯(lián)的任務(wù)分派給不同的指揮員。這就需要機(jī)器控制系統(tǒng)將大型部隊(duì)分解成相互獨(dú)立的作戰(zhàn)單元，每個(gè)作戰(zhàn)單元由每個(gè)作戰(zhàn)單元的指揮員指揮，并維持作戰(zhàn)單元內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)暢通。而各個(gè)作戰(zhàn)單元的機(jī)器控制系統(tǒng)將共享數(shù)據(jù)信息來(lái)消除各作戰(zhàn)單元的作戰(zhàn)沖突。

5 結(jié)語(yǔ)

未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)是體系與體系之間的對(duì)抗，以馬賽克戰(zhàn)作戰(zhàn)概念為驅(qū)動(dòng)構(gòu)建的裝備體系與傳統(tǒng)固定模式裝備體系多有不同，基于馬賽克戰(zhàn)的裝備體系更強(qiáng)調(diào)各裝備單元、關(guān)鍵子系統(tǒng)之間的按需組合、集成和互操作性，最終形成“馬賽克戰(zhàn)”持久、快速、開(kāi)放的未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)適應(yīng)性。本文采用馬賽克戰(zhàn)作戰(zhàn)概念，是從頂層視角提出島礁防空電子對(duì)抗裝備體系作戰(zhàn)概念、描述裝備能力、作戰(zhàn)流程及系統(tǒng)功能，為未來(lái)島礁防空作戰(zhàn)電子對(duì)抗裝備發(fā)展、作戰(zhàn)模式、關(guān)鍵技術(shù)等提出需求建議。