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ATP 3-01.81 規定了陸軍如何防止有威脅的無人機系統 (UAS) 影響陸軍行動。受威脅的無人機系統是現代戰場的一種狀況,每個梯隊的領導和士兵都必須對此負責。反無人機系統不是一項獨立的工作,也不是任何作戰職能或部門的唯一責任。反無人機系統(C-UAS)是地方安全和反偵察任務的一部分,是每個士兵和部隊的責任。反無人駕駛航空器系統不僅僅是在無人駕駛飛行器飛行時,而且還發生在 "發射后",是情報部門進行威脅分析時預測分析的一部分,并被納入目標選擇過程。

每個梯隊都通過建立分層防御來提高士兵的生存能力。這種分層防御是主動和被動措施的結合,可防止威脅無人機系統探測、瞄準或摧毀其預定目標。在每個梯隊采取的每項行動都會增加威脅無人機系統的風險和飛行距離,使其更難完成任務。

敵人的無人機系統并不是一種獨特的威脅。士兵對抗無人機系統的行動與對抗敵方直升機或飛機等其他空中威脅的行動并無太大區別。雖然師級及以上級別有許多系統專門用于應對敵方空中威脅,但每個梯隊都致力于確保每名士兵,無論他們身處戰場何處,都有必要的信息和能力來探測、識別、決定并在必要時與任何空中威脅交戰。

ATP 3-01.81 包含三章和兩個附錄:

第 1 章概述了具有威脅的無人駕駛航空系統。

第 2 章介紹了旅及旅以下單位的 C-UAS 規劃注意事項。

第 3 章提供了部隊應采取的防御措施。

第 4 章為部隊提供進攻措施。

附錄 A 提供了可在駐地使用的 C-UAS 培訓資源。

附錄 B 介紹了當前的反無人機系統裝備。

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相關內容

人工智能在軍事中可用于多項任務,例如目標識別、大數據處理、作戰系統、網絡安全、后勤運輸、戰爭醫療、威脅和安全監測以及戰斗模擬和訓練。

本空軍條令出版物(AFDP)通過進一步詳細介紹空軍士兵對任務指揮的看法,闡明了當前的作戰條令。利用空中兵力實現聯合兵力目標,有賴于以全球視野和戰區視角集結、協調和同步空中行動的能力。任務指揮在美國空軍(USAF)的應用有別于其他軍種。本 AFDP 從空軍的角度介紹任務指揮。

盡管美國空軍的條令歷來注重分布式執行,但在過去幾十年的作戰環境中,所有級別的任務都是集中式執行。在此期間,美國空軍的條令堅定不移地擁護權力下放的長處和優勢,但美國空軍架構的許多要素卻深深地擁護中央集權。然而,未來對抗性、退化或行動受限的環境可能會阻礙這些效率的提高,因此有必要轉向權力下放。

本條令的發布就是朝著這個方向邁出的一步。然而,條令只是 DOTMLPF-P 框架的一個組成部分。實現任務指揮所提出的愿景需要采取全面的行動。要在美國空軍實現任務指揮,還需要在美國空軍組織結構、培訓方法、物資采購、領導力和教育模式以及人員和人力視角等方面進行更多計劃中的、預期中的和未知的變革。本《空軍發展計劃》為這些變革提供了動力,但只有空軍人員接受本計劃所述原則,并在全軍各級和各方面應用這些原則,這些變革才能實現。

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防御是最強大的戰爭形式。然而,提供防御的一種主要能力,即美國陸軍空中和導彈防御(AMD),在經過二十年的靈活威懾和靈活反應行動后,正在衰落。美國陸軍防空導彈部隊必須為第三個角色做好準備:大國競爭。美國陸軍空中和導彈防御2028年愿景和聯合全域戰(JADO)是支持國防政策和未來導彈防御部隊的指導性概念。如果JADO和AMD 2028是下一個合乎邏輯的進展,那么它們應該為美國在新出現的地緣政治環境中提供一種敘述和能力,使其具有競爭優勢。在實現這些目標的過程中面臨著許多挑戰,但仍有充足的時間來克服組織和能力上的差距。然而,JADO將要求陸軍AMD重新考慮其歷史角色和范式,為未來做好準備。

提綱

本專著有三個部分。首先,它探討了反脆弱性的理論構建、防御作為最強戰爭形式的回歸以及JADO如何在從防御出發的同時尋求創造機會之間的關系。接下來,它探討了導彈防御(MD)在未來作戰環境中的作用以及繼續為其交戰提供信息的范式。最后,本文探討了反脆弱性的概念與導彈防御在JADO中的作用與AMD 2028的相似之處和不同之處,因為美國與同行和近鄰的對手競爭。防空無疑將在未來戰爭中發揮重要作用,是塑造戰略和作戰環境的一個組成部分。然而,空防將繼續受到基于短兵相接的19世紀框架的長期挑戰,快速演變的威脅和預算限制。

反脆弱的行動理論

反脆弱性描述了一個從外部壓力和激動中獲益的系統。它是基于一個相當古老和進化的想法,可以追溯到希臘和羅馬的斯多葛派哲學家。塔勒布將反脆弱性定義為一個系統 "傾向于從(a)波動性,(b)隨機性,(c)錯誤,(d)不確定性,(e)壓力源,(f)時間中獲得收益。" 評價一個系統的反脆弱性的一個很好的方法是檢查兩個要素。首先是系統承受意外事件的能力。如果它是脆弱的,我們應該期望它失敗。 脆弱的系統必須得到照顧,仔細觀察,并加以培養,這樣它們才有可能持久。脆弱的例子很多,從一個玻璃瓶到一個失敗的企業,再到一個失敗的國家。如果某樣東西是脆弱的,它就容易受到傷害或動蕩,這與無政府國際體系中的國家所追求的恰恰相反。然而,如果這個系統是反脆弱的,它就會經受住沖擊,吸取教訓,并變得更加強大。

反脆弱系統的第二個關鍵因素是其沉思和學習的能力。自我分析和學習保證了適應性和敏捷性,同時創造而不是對未來條件作出反應。塔勒布將一個緩慢或不愿意改變的系統稱為穩健系統。一個穩健的系統描述的是對沖擊有彈性的東西,盡管它周圍有變化,但仍然保持不變。魯棒性經常被誤認為是反脆弱性。健壯性,或其同義詞強度、彈性或穩固性,并不是脆弱性的對立面。正是由于混淆了魯棒性和反脆弱性,導致了一些系統的失敗。穩健性是一個中立的概念,位于脆弱性和反脆弱性的中間位置。它是有問題的,因為它可能導致懶惰和自滿。馬歇爾-戈德史密斯(Marshall Goldsmith)的《讓你到達這里的東西不會讓你到達那里》(What Got You Here Will Not Get You There)總結了這個想法,支持塔勒布的論斷。塔勒布寫道:"有彈性的人抵制沖擊,保持不變,反脆弱的人變得更好。" 就像九頭蛇每砍掉一個頭就會長出兩個頭一樣,反脆弱性在面對變化、意外和反常的情況下茁壯成長。它從它觀察到的錯誤中學習,同時保留了創造未來的能力。

反脆弱系統的一個例子是人類免疫系統及其對疫苗接種的反應。疫苗接種將低水平的有害病毒或細菌引入病人體內。雖然這些病原體可能是致命的,但疫苗接種的低劑量抗原使病人的免疫系統能夠識別病毒威脅。反過來,免疫系統了解威脅,產生抗體,并產生積極攻擊有害病原體的方法和手段。

反脆弱性也是美國國防部希望在下一場戰斗中取得成功的理論基礎,目前正在編入JADO中。在最近的地緣政治事件之后,聯合部隊正在為一個有爭議的規范和持續沖突的環境做準備。在這種環境下,軍隊的目標不再是決定性的勝利,而是為管理競爭和危機提供一系列的工具。最好的辦法是像接種疫苗一樣小劑量地理解和應對國防部面臨的威脅。這種方法允許組織學習建立適應性和彈性系統,并在時間、目的和規模上精心設計適當的反應。這并不意味著國防部可以直接擊敗對美國的每一個威脅。然而,它必須能夠做出相應的反應,并迅速調整自己的方向以實現政策目標。

因此,雖然軍隊永遠不會完全反脆弱,但其目標必須是介于強大-反脆弱范圍之間,而不是強大-脆弱。JADO中重新強調行動的形狀階段,有助于軍隊了解環境的趨勢。從那里,它可以制定反措施和不對稱措施,以轉移到戰場上,減輕新出現的威脅,為實現政治目標創造條件。從競爭而非勝利或統治的角度思考問題,對實現長期戰略目標至關重要。

對軍方來說,這也意味著接受一個循環過程來尋找和指導現代化的工作。這樣一個過程要求密切關注國際體系內的趨勢和新興技術,以避免給美國及其利益帶來驚喜。然而,技術不會提供最終的解決方案。更根本的是,它要求軍隊思考克勞塞維茨的關鍵論斷:防御是最強大的戰爭形式。從那里,它可以開始調整實現目標的方法和手段,盡管從一個不利的位置開始。

JADO和AMD 2028的前景:邁向反脆弱性的道路?

把JADO和AMD 2028放在一起考慮是否能創造一個更光明的未來?JOE 2035將未來描述為有爭議的規范持續無序。雖然這是一個公平的假設,但它強調了陸軍AMD必須為兩種可供選擇的未來做準備。第一種被歸類為強制力,即誘導行動的強制力,而第二種則被歸類為通過防御的說服力。由于財政要求和限制,這是有問題的。雅努斯錐體(圖1)通過回顧過去將這種潛在的未來形象化。它描述了一個以挑戰和回應動態為特征的過去,并且越來越傾向于全球導彈防御能力。它還表明,這些趨勢往往需要時間來發展和演變。

鑒于目前的政治和軍事工作,第一個未來,即GPC(代理沖突),是最理想的。在這種情況下,有限的導彈防御能力,盡管由移動和固定資產組成,為美國提供了保護其國土免受有限攻擊的可信度。它還繼續將移動式AMD保護分配給盟國和合作伙伴。這個未來是由來自多個部門和國家的戰略和作戰導彈防御系統組成的,并與任何對手的能力相競爭,激勵著一個更加合作的國際氛圍。第二個可供選擇的未來是威懾失敗,軍隊被鎖定在戰斗行動中,最好描述為第三代和第四代戰爭的組合,由同行和接近同行的國家行為者和非國家行為者組成。在這里,美國海軍陸戰隊必須抵御一系列針對關鍵作戰和戰略目標的空中威脅,并利用成群的無人機系統來壓倒和瓦解友軍的戰術編隊。集合一系列防御性火力的能力對于確保保持戰斗力是至關重要的。挑戰是這些未來需要優先考慮非常不同的采購和組織優先事項。

第一種情況需要更大、更復雜的系統,而這些系統的大量生產令人望而卻步。這些系統在財政上要求很高,需要致力于大規模生產。隨著整合能力的提高,防空將同時提供混合和整合的防空覆蓋。第二種情況需要廉價、快速生產和可回收的技術,利用傳統的防空原則,即大規模、混合、機動和整合。

雖然這兩種情況都會帶來挑戰,但第二種情況似乎更有可能。潛在的對手清楚地了解使美國在過去三十年中主導其對手的能力。正如威廉姆森和默里所認為的,"美國現在和未來的對手和盟友都知道美國軍隊能做什么"。對第一種情況的追求最符合1945年以后的國際秩序。然而,20世紀末和21世紀初的戰爭特征是流動的、快速的、容易受到越來越多的空中威脅,而且令人震驚的是,盡管有核武器,但還是發生了。

最近阿塞拜疆和亞美尼亞在納戈爾諾-卡拉巴赫的沖突顯示了其中一些趨勢。首先,雙方都限制了他們對現有遠程導彈的使用。雖然這可能是由于數量有限或技術成熟造成的,但更有可能的答案是為保持沖突的有限性而做出的刻意努力。同時,阿塞拜疆廣泛使用無人駕駛飛行器(UAV)來幫助收集情報和支持目標定位,其機載導彈的動能打擊能力以及與地面和空中資產的整合,對亞美尼亞的關鍵戰斗力造成了破壞。雖然這些無人機的影響不應該被夸大,但最突出的教訓是需要一個有規模的綜合短程防空系統。由于制造和操作無人機的技術越來越多,無人機正以前所未有的速度擴散。大國正在努力應對日益增長的無人機威脅。問題是要實現大規模而不是高質量。對于作戰計劃者來說,這可能是保護部隊及其最關鍵資產的最重要因素。

然而,JADO和AMD 2028概念可以在克服這兩種未來情況下的差距方面發揮重要作用。塔勒布對這些概念的評價標準是:(1)它不容易受到黑天鵝事件的影響;(2)它從震蕩中獲得力量;(3)它提供持續的組織學習。在JADO結構中工作的美國陸軍AMD部隊應該提供幾個符合這一評價標準的能力。

首先,一個網絡化和一體化的AMD系統將提供一個分層防御,以保護關鍵基礎設施和資產免受攻擊。情報共享協議和像IBCS這樣的未來系統提供了一個以網絡為中心的任務方法來識別、跟蹤、分類和消除威脅。引入新興技術,如人工智能,將通過修改目前的殺傷鏈結構來加速決策。修改還必須包括將多國聯軍成員納入殺傷鏈結構。雖然不是不受黑天鵝事件的影響,但以網絡為中心的方法引入了足夠的復原力,以替代手段來彌補損失。

第二,有大量的新出現的威脅和能力,輕微的沖擊,需要研究。例如,一些國家正在開發高超音速技術和可操控的彈道導彈。這些導彈提供了希特勒的V-2火箭的翻版,實現了杜赫特的想法,粉碎了平民的士氣,有能力穿透最現代化的防空系統。關鍵資產,從重要的民用基礎設施到師部,將需要主動和被動的保護,以應對新出現的導彈威脅。由于美國傾向于優先考慮質量而不是數量,這已經是一個重要的弱點。JADO所設想的增加互操作性的前景將在一定程度上通過加強預警能力和重新進行對話以通過被動和主動措施改進防御設計等措施來減輕這種威脅。

最后,雖然新出現的威脅正在發展,但現在或在五年內防御所有威脅的緊迫性是夸大了要求。測試是昂貴的,特別是對于高超音速技術。事實證明,大規模生產這些技術在短期內同樣難以實現。如上文圖1所示,這些技術有時需要幾十年才能成熟。這個時間表允許完善目前的系統,并開發一個適當的網狀IAMD網絡架構。軍隊有時間來確保它在組織上和物質上能夠完成任務。與多國伙伴合作,只會增強了解對手的能力,更重要的是,了解伙伴的能力。

盡管如此,仍有一些重大的不足。首先,一個綜合的、共同的作戰圖提供了對態勢的認識,以及在時間、空間和目的上協調和分層影響的能力。雖然這項技術處于測試階段,但這個過程可能而且應該需要時間來完善。伊拉克和阿富汗為國防部提供了加速向作戰人員提供某些現成的技術,而GPC則為開發者和采購者提供了一個可以適應未來的堅實基礎。快速采購允許快速打補丁,但從財政上來說,如果這些補丁被更新而不是全新的系統被投入使用,將更好地服務于作戰人員。

第二,正如所宣傳的那樣,這兩個項目都尋求整合聯合和聯盟的能力,通過將傳感器和效果聯系起來,在未來戰爭中獲勝。要實現共同理解,顯然需要克服信息共享方面的問題。此外,這將需要在國防部、盟國和伙伴國的國防組織以及國家和國際國防承包商內部進行大量工作。如果 "沙漠風暴 "行動是一個典范,美國必須注意到與整個戰爭層次相關的風險,以分享或可能不分享信息。利用稀缺資源對目標進行管理已經需要大量的人員工作。防御性反空可以動態地應對威脅,但維持這場戰斗將需要在人工智能的增強下進行重大監督,這是一個可以預見的未來,但仍然需要幾十年的時間。這些都是在危機出現時必須管理的效果,但這些過程是耗時的。

最后,在持續部署愛國者以支持FDO和FRO行動以及SHORAD計劃方面還有差距需要克服。這些力量仍然受到二十多年的反恐戰爭、不確定的資金以及在SHORAD的情況下,隨后減少師和軍團的地基導彈防御的抑制。隨著為美國空軍基地提供AMD的任務的重新出現,這些資源必須由陸軍來增長或由空軍來承擔。無論哪種方式,這些部隊都必須從某處分配。擴大SHORAD部隊的作用和數量,包括國民警衛隊的部隊,將增加可用的AMD戰斗力的儲備。國民警衛隊在向政府領導人和公民傳遞地緣政治局勢升級的信息方面發揮著重要作用。這是在越南戰爭期間的一個重要教訓,不需要重新學習。

這些未來都預示著一個潛在的暗淡時代。然而,正如塔勒布所警告的那樣,如果沒有波動或競爭,一個系統就會變弱并走向脆弱。這是在研究戰爭和戰爭期間發現的一個共同主題。杰弗里-帕克(Geoffrey Parker)解釋了挑戰和回應的動態在西方的戰爭方式中發揮的規范作用。與那些面臨失敗或持續挑戰的帝國相比,那些很少面臨權力挑戰的帝國往往在軍事上處于劣勢。當系統積極尋求創造自己的未來時,它將向反脆弱性傾斜。當它安于現狀時,它就會向脆弱性傾斜。因此,隨著世界的多極化,一個傾向于反脆弱性的體系將是必要的。軍事學說作為一個重要的溝通機制,向更大的政治體系進行溝通。這對維護全球利益的美國很重要。新興的軍事行動概念必須能夠支持這些目標。雖然JADO和AMD 2028有幾個缺點,但有足夠的時間來調查這些問題,建立協議,并充分溝通和證明其有用性,以滿足新出現的要求。導彈防御再次成為這一戰略的重要組成部分,以制衡新出現的空中和導彈威脅。

結論

對于美國和它的戰爭方式來說,由反脆弱性驅動的愿景是值得考慮的。1945年后的國際秩序是建立在美國良性領導和意識形態指導下的基于規則的體系之上的。正如G.John Ikenberry在《勝利之后》中所說,制度化的規范產生了權力,因為它們創造了可預測性。他把這稱為制度上的討價還價。領導國家試圖通過限制其統治潛力來減少遵守的成本,以換取下屬國家的更大合作和遵守。在冷戰后的環境中,美國幾十年的霸權主義提高了制度衰敗和脆弱的風險,除非它彎曲或調整一些商業規則。隨著對這一主導地位的威脅的增加,以及被遺忘的遵守規則的教訓,美國、其安全機構以及隨后的領導力、系統和技術必須保持吸收、學習和應對挑戰的能力。

因此,新出現的安全環境需要重新審視:(1)美國如何看待自己在國際社會中的地位;(2)美國如何看待國際組織和國際制度的作用和功能;以及(3)美國希望如何堅持良性和惡性的影響。國際組織和制度對美國權力的投射是有用的,也是有利的,但官僚機構適應起來卻很慢。雖然這其中有一些是設計好的,但也可能是效率低下,無法充分應對無賴行為者和試圖逃避現狀的國家。美國的軍事政策必須努力做到反脆弱性,以滿足和支持這些目標。

防御無疑是最強大的戰爭形式,也是為美國外交政策建立敘事和設定條件的關鍵位置。隨著美國繼續在國外進行作戰,它將不得不重新思考如何快速建立戰斗力以收獲國防的優勢。這意味著要克服組織上的偏見,保持不同的概念、組織和技術,以達到合適的終止標準,實現與合作伙伴和盟友的政治目標。

好消息是聯合部隊有時間把概念、工具和組織搞好。不幸的是,各軍種之間并沒有良好的合作歷史。今天的軍事規劃人員正在與隱藏和尋找對手的致命弱點這一古老的問題作斗爭。防御方的作用是掩蓋這一弱點,而進攻方則試圖利用它。然而,美國在冷戰后環境中的作用在范圍和規模上與歷史上的任何事情都不同。關于國家超越其手段來實施其目標的案例研究不勝枚舉。羅馬和大英帝國很容易讓人想起。他們的權力往往會隨著無法與未來的發展而被削弱。雖然美國不是一個帝國,但它有興趣保持其在全球的良性影響。然而,按照西方戰爭方式的傳統,它的軍隊仍然是一個具有進攻性思維的組織,擁有進攻性的理論。

鑒于新出現的地緣政治環境,JADO和AMD 2028是相互支持的概念,以實現政治目標。JADO和AMD 2028對盟友和合作伙伴的依賴是其最有用的杠桿點。雖然它的方法不是反脆弱的,但勝在穩健。然而,仍有幾個障礙。這些包括具有挑戰性的問題,如信息共享、管理目標、升級管理,特別是在涉及核大國的情況下,以及改變高清和區域導彈防御行動的規范,使其無縫整合。

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條令體現了基本原則,軍事部隊據此指導其行動以支持國家目標。它是一套精心制定的、經官方批準的權威思想,為解決軍事問題建立了一個共同的參考框架。然而,要成為一個有效的指南,理論的挑戰是同時關注過去,適用于現在,并面向未來;所有這些都是平等的。

美國空軍為一個新的現實做好準備,在這個現實中,決策優勢、機動自由和行動自由受到越來越多的挑戰。為了在整個競爭過程中進行威懾、競爭和取勝,空軍人員必須推進解決方案,使能夠在高度競爭的環境中開展行動。總的來說,聯合部隊應對這一挑戰的方法被概括為聯合全域作戰(JADO)。與聯合全域指揮和控制一起,JADO為聯合部隊提供了整合、同步和解除沖突的手段,以實現所有領域的效果,從而實現作戰優勢。

AFDP-1《空軍》支持這一工作,將任務指揮作為空軍指揮和控制的理念。盡管取得了進步,但對手將可能保留拒絕或降低通信能力。因此,所有梯隊的決策者應該有能力在與高層脫節的情況下發展理解,做出決定,并匯合效果。任務指揮部將集中指揮、分散控制和分散執行作為必要的反應能力、靈活性和主動性的基礎,以確保能力繼續運作,即使信息被削弱或被拒絕。

AFDP 3-01《制空行動》,雖然牢牢扎根于過去,但也著眼于未來,在需要時進行調整,以確保在未來的挑戰中繼續發揮作用和功效。適當的計劃和執行,制空行動是火力和保護聯合功能的一個關鍵因素,它使聯合部隊指揮官在合作、競爭和沖突中實現目標。飛行員應該接受培訓,以分布式和分散式的方式計劃和執行行動,并在與高層決策者隔離的情況下執行任務。各級飛行員應能自如地根據指揮官的意圖和任務指揮的宗旨做出決定和行動。

盡管沒有完全適應這里所確定的挑戰,但這一條令代表了基于迄今為止最佳證據所認為的。隨著繼續推進能力,繼續發展條令是至關重要的。縱觀歷史,具有創新精神的飛行員們已經開發出了應對作戰挑戰的方法。

目錄

第1章:制空行動

進攻性制空

防御性制空

綜合防空和導彈防御

第2章:指揮與控制

制空的作用和權限

戰區空中管制系統

第3章:制空規劃和評估

進攻性制空計劃

防御性制空計劃

制空支援計劃

對空評估

第4章:執行的考慮因素

進攻性制空

防御性制空

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ATP 4-92是為了描述在野戰軍和軍團梯隊中運作的維持組織。它是為各級指揮官、參謀人員和士兵、軍事機構的領導和教官、學生以及理論和培訓開發人員編寫的。它為野戰軍和軍團梯隊的陸軍維持組織提供了相關信息,重點是為支持多域作戰的遠征維持指揮部、維持旅和作戰維持支援營。

ATP4-92概述了野戰軍和軍團的梯隊以及支持每個梯隊的下屬單位。它描述了維持指揮部的作用、特點、組織設計、任務組織、指揮和支持關系,以及支持野戰軍和軍團梯隊的指揮所活動。

ATP4-92共有六章和三個附錄:

第1章概述了作為陸軍單位的野戰軍和軍團,其各自作為ARFOR、陸軍部分指揮部或聯合特遣部隊的作用,以及其下屬單位。它還描述了作戰環境并介紹了作戰環境的維持準備過程。

第2章描述了作戰級別的維持組織,具體重點是遠征維持指揮部、維持旅和作戰維持支持營。它還描述了總部的工作人員及其指揮和支持關系。

第3章解釋了野戰軍和軍團梯隊的維持計劃和行動過程,描述了支援行動,并詳細介紹了支援行動人員在維持行動中的整合。

第4章描述了進攻和防御行動中作戰支援的維持考慮。

第5章描述了野戰軍和軍團的支持區域,以及布置遠征軍維持指揮部及其下屬的考慮。

第6章描述了對野戰軍和軍團行動的衛生服務支持。

附錄A描述了對聯合行動、逆行行動和重組行動的作戰維持支持。

附錄B描述了對野戰軍和軍團的III級、V級、維修和醫療支持的同步性。

附錄C描述了作戰環境的持續準備過程。

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指揮官通過在敵軍沒有準備或預期的時間、地點或方式進行突然攻擊。指揮官通過向敵軍展示他們期望看到的事情,而實際上卻做著不同的事情來達到出其不意的目的。出其不意地延遲敵人的反應,使敵人的指揮和控制系統超載和混亂,引起心理上的變動,并降低敵軍防御的一致性(ADP 3-90)。

了解到突襲的風險,敵人和對手會進行情報活動以確定美國的意圖。行動計劃最容易被敵人通過通信和信息系統發現。

通信安全硬件和軟件通過保護敏感信息不被敵人和對手的情報活動發現,有助于保持行動中的意外因素。通信安全設備和技術可以保護美國通信和信息系統的保密性、完整性和可用性,防止敵人的攔截、欺騙、操縱或干擾。

通信安全措施必須平衡維護安全的需要和有效訪問和使用網絡及網絡資源進行規劃和通信的需要。美國防部網絡使用強大的加密功能來保護敏感信息。加密技術在保護信息和網絡安全方面的有效性,取決于對加密鑰匙材料的控制和核算,使其不被破壞。

ATP 6-02.75是針對通信安全材料用戶的主要理論出版物。該出版物由六章組成:

第1章介紹了通信安全,并討論了軍隊通信安全計劃的作用和責任、指揮官和參謀部的責任、通信安全材料控制系統、通信安全當局以及文職和軍事賬戶管理人員的責任。

第2章討論了密碼網的規劃和建立、信號操作指令和負載組管理。然后,本章討論了陸軍部的密碼訪問計劃,以及軟件升級和定期檢查終端密碼裝置的重要性。

第3章概述了密鑰管理和密鑰管理基礎設施。它討論了各種密鑰管理節點、傳輸密鑰加密密鑰管理和密鑰管理級別。

第4章討論了分發規劃、空中分發、加密鑰匙分發和國防信使司。本章進一步討論了聯合和多國行動的通信安全考慮以及部署COMSEC的支持。

第5章討論了通信安全材料的核算,包括證書管理、手工收據、泄露恢復、事件評估和類型、維護以及絕密通信安全材料的兩人完整性。

第6章提供了受控密碼物品的概述,并討論了對問責、轉移、存儲和向外國國民釋放的要求。本章進一步討論了保護技術、受控密碼物品在各部門或機構之間的轉移,以及受控密碼物品的維護。

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美陸軍技術出版物(ATP)3-01.81反無人駕駛飛機系統(C-UAS)技術提供了在行動中防御低、慢、小(LSS)無人駕駛飛機威脅的計劃考慮。這個ATP還提供了關于如何計劃并將C-UAS士兵的任務納入單位訓練活動的指導。當區域威脅估計包括較小的無人機系統(UAS)平臺時,本ATP為旅級及以下部隊提供規劃指導。

ATP 3-01.81的主要受眾是在其行動中采用聯合武器規劃技術的機動旅及以下級別的指揮官和參謀人員、下級領導、排級和班級。然而,所有部署組織的領導人都可以從本出版物規定的補充信息和C-UAS技術中受益。此外,培訓人員和教育工作者也將使用本出版物來支持將聯合武器防空納入他們的課程。

指揮官、參謀部和下屬確保他們的決定和行動符合適用的美國、國際,以及在某些情況下,東道國的法律和法規。各級指揮官確保他們的士兵按照戰爭法和交戰規則行動。(見FM27-10)。

ATP 3-01.81在適用的情況下使用聯合術語。部分聯合和陸軍術語和定義同時出現在詞匯表和正文中。ATP 3-01.81并沒有規定本出版物中的任何支持者術語。對于文本中顯示的其他定義,該術語為斜體,并在定義后注明了提議者出版物的編號。

除非另有說明,ATP 3-01.81適用于現役陸軍、陸軍國民警衛隊和美國陸軍預備役。

防御無人機系統是一項艱巨的任務,沒有單一的解決方案可以擊敗所有類別的LSS威脅。

傳感器和預警能力的協作和綜合規劃以及各梯隊之間的情報共享是至關重要的。與空地一體化或空域管理人員協調,以獲得最新的情報和防御支持,有助于最大限度地減少空中威脅的影響,減少損失,保護人員和設備,以及在行動區內作業的友好無人機系統。本出版物由四章和一個附錄組成,集中討論了對不可預測的威脅環境的規劃,這種環境有可能在LSS無人機系統的協助下進行協調攻擊。支持性附錄提供了旅級及以下的訓練策略。

第1章。行動環境

第2章。旅級規劃的考慮因素

第3章。營級規劃的考慮因素

第4章。連級C-UAS行動

附錄A. C-UAS訓練策略

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美國防部第5100.01號指令要求美陸軍 "進行空中和導彈防御,以支持聯合戰役并協助實現空中優勢"。FM3-01描述了美陸軍專門的AMD部門--ADA對AMD行動的計劃、協調和執行的貢獻,以支持大規模作戰行動中的聯合和陸軍部隊。

防空和導彈防御是直接(主動和被動)的防御行動,以摧毀、消除或降低敵對的空中和彈道導彈對友軍和資產的威脅(JP 3-01)。它包括在陸地、空中、海上以及網絡空間和太空中可能采取的行動。反彈道導彈行動是擊敗空中和導彈威脅的防衛性反空結構的一個關鍵因素。在整個防空框架內,AMD行動通常與其他進攻性和防御性的防空任務相結合。雖然本手冊涉及進攻性反空和被動反空的各個方面,但它側重于主動反空戰術和程序。

FM3-01涉及到今天的作戰環境,它所設想的對美陸軍和聯合部隊的威脅是這些部隊在25年內沒有遇到過的。在這種環境下,反坦克部隊必須適應并準備在一個高度競爭的空域中進行大規模作戰行動。FM3-01為反坦克部隊提供了一個應對未來沖突的理論方法,解釋了反坦克部隊的梯隊如何為陸軍的四個戰略角色做出貢獻:塑造作戰環境、預防沖突、進行大規模地面作戰和鞏固成果。

這個FM3-01版本是以ADA梯隊為單位組織的,而不像以前的版本是以ADA系統的角度來介紹。它介紹了從陸軍航空和導彈防御司令部(AAMDC)到防空空域管理(ADAM)單元的ADA梯隊的作用、功能、基本原則和就業宗旨。它進一步描述了ADA梯隊在當前或近期行動中的AMD部隊行動和交戰行動,并討論了這些行動的持續挑戰。

這個版本引入并定義了新的AMD術語。它還定義了在其他AMD理論出版物中反復使用但從未定義的舊術語。

FM3-01由12章組成:

  • 第1章提供了美陸軍AMD的概述。它介紹了一個新的ADA角色聲明,并確定了五個關鍵的ADA基本能力。它介紹了AMD的基本原則和就業宗旨。它總結了支持聯合和統一陸地行動的ADA行動。第1章重新介紹了短程防空(SHORAD),這是保護機動部隊的一個關鍵因素。本章最后討論了ADA士兵和領導人的培訓。本章中提出了大量的定義和術語的擴展解釋,以方便理解適用于所有ADA梯隊的AMD行動和語言。

  • 第2章從AMD的角度討論了美陸軍行動過程。AMD部隊行動一般包括支持空中和導彈威脅的交戰所需的計劃和準備行動。AMD交戰行動包括執行和評估交戰的所有行動。

  • 第3章涉及作戰環境,重點是空中和導彈威脅,從火箭、火炮、迫擊炮到洲際和潛射彈道導彈,以及它們的通用能力。它還涉及美國部隊可能面臨的來自太空和網絡空間威脅的挑戰。

  • 第4章描述了任務指揮以及與陸軍AMD相關的指揮與控制(C2)。它通過AMD的視角討論了任務指揮的原則。它還介紹了適用的權力和C2要素,以及在進行交戰時的駐地。

  • 第5章至第10章分別討論了AMD作戰框架以及基礎原則和宗旨在ADA梯隊中的應用,從AAMDC到機動旅編隊的ADAM單元。每一章都介紹了各自梯隊的角色和能力、組成和行動--在C2、部隊行動、交戰行動和維持行動方面。

  • 第11章描述了非AMD陸軍部隊對執行AMD行動的貢獻。它總結了C2、計劃和使用以及與空中和火箭彈、大炮和迫擊炮(RAM)威脅有關的交戰考慮。它介紹了關于機動部隊 "毒刺 "小組的使用的理論和行動信息。

  • 第12章概述了ADA數據和通信架構以及美陸軍、聯合和多國AMD要素之間的聯系。

  • 附錄A和B分別介紹了美陸軍AMD戰略組織和系統以及ADA系統(那些通常支持作戰和戰術層面的系統)。

根據目前的理論變化,FM3-01的某些術語被添加、修改或廢除。這些術語的清單在第9頁的引言表1和2中提出。詞匯表包含了所定義的術語。

第x頁的引言圖-1說明了FM3-01的邏輯圖。第x頁的引言圖-2說明了ADA理論出版物的層次結構。

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美國負責采購和維持的國防部副部長辦公室(OUSD A&S)的任務是快速和低成本地向作戰人員和國際合作伙伴提供和維持安全和有彈性的能力。現在迫切需要開發適應性采購框架(AAF),以加快軟件開發和采購流程,加強作戰概念(CONOPS),如分布式海上作戰(DMO)。國防部(DoD)必須利用與國防戰略和全球威脅的性質相聯系的數據驅動的分析來塑造AAF,并擴展新的能力來應對新的威脅。威脅和能力共同演化矩陣(TCCM)解決了這一要求。威脅是一種能力試圖處理的問題。一種能力是代表威脅的問題的解決方案。共同進化算法探索了一些領域,其中一個能力或能力組合的質量由其成功擊敗一個威脅或威脅組合的能力決定。TCCM有可能在新的和有爭議的環境中系統地優化、推薦和共同演化能力和威脅。我們展示了一個關于幫助項目執行辦公室(PEO)使用從公開來源匯編的非機密數據對特定領域DMO的能力和威脅進行戰役的用例。

引言

不僅美國防部負責采購和維持的副部長辦公室(OUSD A&S)有必要制定采購戰略,而且整個國防部也有必要應用數據驅動的分析以及與國防戰略和全球威脅的性質相聯系的創新和適應性作戰概念(CONOPS),并為作戰人員擴展新的能力。

例如,為了提高部隊的總體戰備能力,并在廣泛的行動和沖突頻譜中隨時投射戰斗力,海軍需要靈活的指揮和控制(C2)組織結構來滿足CONOPS。例如,DMO是海軍的一個CONOPS,而遠征先進基地作戰(EABO)是美國海軍陸戰隊(USMC)的一個CONOPS。DMO和EABO都是海戰現代化的新興作戰概念。PMW 150是PEO C4I的C2系統項目辦公室,也是C2解決方案的主要提供者,它的工作重點是將作戰需求轉化為海軍、海軍陸戰隊、聯合部隊和聯軍作戰人員的有效和可負擔的作戰和戰術C2能力。PMW150的任務是 "以創新的方式滿足相關能力的操作要求,使作戰人員能夠保持C2的優勢"(Colpo,2016)。

另一方面,美國艦艇的海上行動,特別是在沿海地區,將繼續存在爭議和危險;因此,當務之急是發展DMO和EABO,以實現統一的行動愿景。DMO的目的是在有爭議的環境中支持國家和戰略目標。DMO的概念不僅將進攻性打擊視為在戰斗中獲勝的主要戰術,而且還將欺騙和迷惑敵人的能力確定為在有爭議的環境中獲得成功的關鍵任務。目前的工作重點是將現有的平臺、系統和能力與DMO的具體戰術相結合,以實現海上戰略和作戰目標。DMO被定義為 "通過使用可能分布在遙遠的距離、多個領域和廣泛的平臺上的戰斗力來獲得和保持海上控制所必需的作戰能力"(海軍作戰發展司令部[NWDC],2017)。

DMO作為海軍和海軍陸戰隊資產運作的一個概念,其發展源于分布式殺傷力(DL)模型(Popa等人,2018)。DMO的概念采用了DL的擴展觀點,由三個支柱組成:通過網絡射擊能力提高單個軍艦的攻擊力,將攻擊能力分布在廣泛的地理區域,并為水面平臺分配足夠的資源,以實現增強的作戰能力(Rowden, 2017)。DMO還強調在所有領域,包括空中、地下和網絡戰,都需要更有彈性和可持續性的水面平臺。DMO的未來觀點是成為以艦隊為中心的戰斗力,通過整合、分配和機動性,允許在多個領域(有爭議的空中、陸地、海上、太空和網絡空間;國防部,2018)同時和同步執行多種能力和戰術,以便在復雜的有爭議的環境中戰斗和獲勝(Canfield,2017)。因此,DMO不僅包括傳感器、平臺、網絡和武器的傳統戰爭能力,而且還延伸到隨著新技術發展的其他戰術。DMO概念使用涉及ISR、機器學習(ML)和人工智能(AI)的先進探測和欺騙,特別是使用無人系統來增強進攻性戰術行動的能力;因此,通過潛在地利用平臺、傳感器、武器、網絡和戰術的不同組合,可以在所有海上領域放大一支多樣化但統一的部隊的戰斗力。

DMO的概念包括詳細的能力,如反措施、反目標和反介入的戰術。反措施是旨在轉移威脅的防御性能力。反目標可能是進攻性能力、欺騙性戰術和轉移威脅的作戰演習。欺騙性戰術包括無人資產群、機械和物理反措施、電子干擾和限制電磁輻射,或排放控制(EMCON)。反介入是為了消除威脅。

傳統上,基線部隊結構由一組固定的友軍艦艇和飛機組成,排列成行動組,包括航母打擊組(CSG)、遠征打擊組(ESG)、水面行動組(SAG),以及各種獨立的可部署單位,如EABO的遠征海軍部隊。

DMO的行動要求包括能力、人力、維護和供應等資源,需要仔細分析、計劃和執行,這需要正確的數據戰略、分布式基礎設施和深度分析。威脅與能力協同進化矩陣(TCCM)的技術概念解決了DMO和EABO行動的要求。威脅是一種能力試圖處理的問題,包括其復雜性和緊迫性。一種能力是代表威脅的問題的解決方案。來自ML/AI社區的協同進化算法探索了一些領域,其中能力或能力組合的質量由其成功擊敗威脅或威脅組合的能力決定。戰爭游戲模擬中使用的協同進化算法類似于國防應用中廣泛使用的蒙特卡洛模擬,只是它們參與了預測和預報、優化和博弈(minmax)算法等ML/AI。DMO和EABO概念要求處理不斷變化和發展的威脅的能力和資源網絡的靈活性和進化。

圖 1. 每個節點都使用 CLA 注意:每個節點的內容和數據可能包括能力;首先需要對能力進行索引、編目和數據挖掘。

圖 2. TCCM 和兵棋仿真的概念

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前言

美國陸軍未來與概念中心 未來戰爭部主任 克里斯-羅杰斯上校

歷史上的戰爭包含了大量改變戰爭性質的工具和技術的例子。自最初研究多域作戰(MDO)以來,美國陸軍發現人工智能是一種新興技術,有可能改變戰爭的特點,也許也會改變戰爭的性質。使用人工智能(AI)解決方案來緩解軍事問題是過去兩年未來戰爭研究、檢查和學習的一個反復出現的主題。作為2019年未來研究計劃的一部分,我們與陸軍、聯合、多國、學術和科技組織合作,探索和了解人工智能對多軍種的影響,并為未來的研究和發展制定一個操作框架。

多域作戰的人工智能運作最終報告提供了采用人工智能的組織框架,以幫助陸軍和聯合部隊更好地定義所需的能力以及相關的數據和網絡架構,以實現多域能力部隊。描述聯合部隊如何采用人工智能解決方案,為了解人工智能在時間和空間上對多域作戰的影響提供了一個操作說明。本報告確定并解決了與人工智能相關的好處、機會和挑戰,為進一步分析提供了基礎。諸如人工智能等新興技術使陸軍不僅可以改進當前的戰術、技術和程序,而且可以創造新的運用和融合能力的方法。

該報告支持美國陸軍人工智能任務組,該組織負責制定陸軍的人工智能戰略和政策。本文通過描述部隊如何在整個MDO框架內采用人工智能解決方案和相關技術,啟動了陸軍的人工智能運用工作。這份報告使概念發展團體能夠修改陸軍功能概念和戰場發展計劃。它為能力發展團體提供了作戰視角和部隊在確定所需能力時必須考慮的技術影響。此外,該報告還為作戰概念文件或基于能力的評估提供了開發情景或小插曲的基礎。該文件為科學和技術界提供了行動背景,以便為人工智能研究、開發、建模和模擬提供信息和指導。最后,它支持制定一個在未來使用人工智能的全面愿景,以告知陸軍現代化的努力,這將創造有能力的MDO部隊,準備好與任何對手作戰并取得勝利。

執行摘要

人工智能(AI)是未來聯合部隊實現多域作戰(MDO)全部潛力的基礎。人工智能系統提供了跨越領域、電磁頻譜和信息環境戰勝對手的能力。在競爭中使用這些系統使聯合部隊能夠近乎實時地了解作戰環境,從而更好地運用能力來擊敗旨在破壞區域穩定的威脅行動,阻止暴力升級,并將被拒絕的空間變成有爭議的空間。在從競爭到武裝沖突的過渡中,人工智能的機動、火力以及情報、監視和偵察能力為聯合部隊提供了拒絕敵人奪取優勢地位的能力。改進的維持能力與攻擊敵人的反介入/空中拒止網絡的能力相結合,為美國部隊提供了奪取作戰、戰略和戰術優勢位置的能力。通過由人工智能支持的多領域聯合行動圖(MDCOP)增加了解,使美國部隊有能力協調多領域的效果以創造優勢窗口。

制定人工智能的作戰概念使陸軍能夠更好地理解這些技術對戰爭的性質和特征的潛在影響。描述陸軍如何在未來的作戰環境中使用人工智能,有助于說明其對戰爭的暴力、互動和基本的政治性質的影響,以及戰爭不斷演變的特點。本文提供了一些小插曲(附錄A),說明了人工智能的組織運用,為美國陸軍RAS總體概念、作戰和組織概念、基于編隊的作戰概念以及系統或單個系統的運用概念的潛在發展提供信息。

人工智能的運作影響到未來部隊將如何運作,如何針對對手開展行動,以及指揮官如何利用軍事藝術和科學,運用部隊能力來實現預期效果和目標。在2019年未來研究計劃(FSP19)期間,人工智能工作線(LoE)確定了與實施人工智能支持的多領域解決方案有關的以下問題:

  • 數據管理--AI/ML應用程序依賴于對策劃的數據的訪問,以便發揮作用。陸軍必須培養一種以數據為中心的文化,以標準化的格式和協議有效地生成、存儲和訪問數據。人才管理的努力必須側重于發展、培訓和保留一支精通數據的員工隊伍。這可以通過以下方式實現:

    • 在整個部門培養一種以數據為中心的文化

    • 投資于整個員工隊伍的數據科學培訓

    • 簡化數據訪問

    • 設計和實施協議,以確保數據的可發現、可訪問、可共享和可互操作性

  • 功能分解--狹義的人工智能本質上是有限的,構建算法的數據科學家需要精確的問題定義,準確確定聯合部隊的要求。

  • 可解釋人工智能--人工智能支持的系統需要有能力解釋決策/建議和所采取的行動背后的邏輯。這種解釋 "為什么"的能力是人類對人工智能智能體的信任基礎。

  • 邊緣計算/人工智能--未來的作戰環境與有爭議的電磁頻譜預期要求有能力向前處理極其龐大的數據集,以及能夠自主行動的人工智能平臺。

  • 利用商業部門--美國防部實驗室繼續在人工智能/ML發展方面取得重大進展,特別是與聯邦資助的研究和發展中心合作。商業部門繼續探索和擴大可能適用于軍事應用的工作。

作為FSP19的一部分,人工智能LoE開發了五個小插曲和一個概念草圖(見附錄A),以協助人工智能和機器學習的運作。這些小插曲說明了聯合部隊如何利用人工智能/ML來解決多領域行動所需的關鍵能力。MDCOP概念將依靠幾個有限內存的人工智能來建立和維護描繪整個戰場的藍、紅、綠活動。一個反應式機器人工智能將為特定的指揮官和總部定制MDCOP。合作傳感、維持、攻擊和瞄準的小插曲依靠反應式機器人工智能來優化傳感器覆蓋、維持吞吐量、攻擊順序和射手選擇。

未來部隊需要人工智能來充分實現多領域作戰的潛力。人工智能支持的系統使未來部隊能夠進行信息收集和分析,以便在時間有限和信息競爭的環境中增加對形勢的了解。這種能力使快速、知情和合理的決策成為可能。人工智能的決策支持代理將減輕作戰人員的認知工作量并提高整體效率。由人工智能支持的無人系統將探測、識別和穿透高風險區域,以提高開展行動和保護部隊、人口和資源的能力。人工智能使MDO在與近似對手的沖突規模下實現了作戰速度的要求。

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前沿作戰基地(FOB)防御是一項人力密集型任務,需要占用作戰任務的寶貴資源。雖然能力越來越強的無人駕駛飛行器(UAV)具備執行許多任務的能力,但目前的理論并沒有充分考慮將其納入。特別是,如果操作人員與飛行器的比例為一比一時,并沒有考慮提高無人機的自主性。本論文描述了使用先進機器人系統工程實驗室(ARSENL)蜂群系統開發和測試自主FOB防御能力。開發工作利用了基于任務的蜂群可組合性結構(MASC),以任務為中心、自上而下的方式開發復雜的蜂群行為。這種方法使我們能夠開發出一種基于理論的基地防御戰術,在這種戰術中,固定翼和四旋翼無人機的任意組合能夠自主分配并執行所有必要的FOB防御角色:周邊監視、關鍵區域搜索、接觸調查和威脅響應。該戰術在軟件模擬環境中進行了廣泛的測試,并在現場飛行演習中進行了演示。實驗結果將使用本研究過程中制定的有效性措施和性能措施進行討論。

第1章:導言

1.1 背景和動機

2019年,美國海軍陸戰隊司令大衛-H-伯杰將軍發布了他的規劃指南,作為塑造未來四年的部隊的一種方式。他在其中指出:"我們今天做得很好,我們明天將需要做得更好,以保持我們的作戰優勢"[1]。這句話摘自海軍陸戰隊司令大衛-H-伯杰將軍的《2019年司令員規劃指南》(CPG),呼吁采取集中行動,以應對海軍陸戰隊在未來戰爭中預計將面臨的不斷變化的挑戰。在為海軍陸戰隊確定未來四年的優先事項和方向的CPG中的其他指導,呼吁建立一個 "適合偵察、監視和提供致命和非致命效果的強大的無人駕駛系統系列"[1]。伯杰將軍進一步呼吁利用新技術來支持遠征前沿基地作戰(EABO)。EABO將需要靈活的系統,既能進行有效的進攻行動,又能進行獨立和可持續的防御行動。簡而言之,實現EABO將需要最大限度地利用每個系統和海軍陸戰隊。

從本質上講,伯杰將軍正在呼吁改變無人駕駛飛行器的使用方式。通過使用大型的合作自主無人飛行器系統,或稱蜂群,將有助于實現這一目標。無人飛行器蜂群提供了在人力需求和后勤負擔增加最少的情況下成倍提高戰場能力的機會。正如伯杰將軍所提到的 "下一個戰場",海軍陸戰隊將必須利用各種技術,最大限度地利用自主性和每個作戰人員在戰場上的影響。

目前的無人系統使用理論是以很少或沒有自主性的系統為中心。另外,目前的系統依賴于單個飛行器的遠程駕駛;也就是說,每輛飛行器有一個操作員。部隊中缺乏自主系統,這在監視和直接行動的作戰能力方面造成了差距。此外,側重于一對一操作員-飛行器管理的無人系統理論要求操作員的數量與車輛的數量成線性比例。這對于 "下一個戰場 "來說是不夠的。相反,海軍陸戰隊將需要能夠讓操作員擺脫束縛或提高他們同時控制多個飛行器的能力系統[2]。

考慮到這些目標,美國海軍研究生院(NPS)的先進機器人系統工程實驗室(ARSENL)已經開發并演示了一個用于控制大型、自主、多飛行器的系統,該系統利用了分布式計算的優勢,并將駕駛的認知要求降到最低。ARSENL在現場實驗中證明了其系統的功效,在該實驗中,50個自主無人駕駛飛行器(UAV)被成功發射,同時由一個操作員控制,并安全回收[3]。

1.2 研究目標

這項研究的主要目標是證明使用無人機蜂群來支持前沿作戰基地(FOB)的防御。特別是,這需要自主生成、分配和執行有效的、符合理論的基地防御所需的子任務。這部分研究的重點是開發基于狀態的監視、調查和威脅響應任務的描述;實施支持多飛行器任務分配的決策機制;以及任務執行期間的多飛行器控制。

輔助研究目標包括展示基于任務的蜂群可組合性結構(MASC)過程,以自上而下、以任務為中心的方式開發復雜的蜂群行為,探索自主蜂群控制和決策的分布式方法,以及實施一般的蜂群算法,并證明了對廣泛的潛在蜂群戰術有用。總的來說,這些目標是主要目標的一部分,是實現主要目標的手段。

1.3 方法論

基地防御戰術的制定始于對現有基地防御理論的審查。這一審查是確定該行為所要完成的基本任務和子任務的基礎。然后,我們審查了目前海軍陸戰隊使用無人機的理論,以確定這些系統在基地防御任務中的使用情況。

在確定了任務要求的特征后,我們為基地防御的整體任務制定了一個高層次的狀態圖。子任務級別的狀態圖等同于MASC層次結構中的角色。

ARSENL代碼庫中現有的算法和游戲以及在研究過程中開發的新算法和游戲被用來在ARSENL系統中實現子任務級的狀態圖。最后,根據高層次的狀態圖將這些游戲組合起來,完成基地防御戰術的實施。

在游戲和戰術開發之后,設計了基于理論的有效性措施(MOE)和性能措施(MOPs)。通過在循環軟件(SITL)模擬環境中的廣泛實驗,這些措施被用來評估基地防御戰術。在加利福尼亞州羅伯茨營進行的實戰飛行實驗中,也展示了該戰術和游戲。

1.4 結果

最終,本研究成功地實現了其主要目標,并展示了一種包含周邊監視、關鍵區域搜索、接觸調查和威脅響應的基地防御戰術。此外,開發工作在很大程度上依賴于MASC層次結構,以此來制定任務要求,并將這些要求分解成可在ARSENL蜂群系統上實施的可管理任務。這一戰術在實戰飛行和模擬環境中進行了測試,并使用以任務為中心的MOP和MOE進行了評估。最后的結果是令人滿意的,在本研究過程中開發的戰術被評估為有效的概念證明。

1.5 論文組織

本論文共分六章。第1章提供了這項研究的動機,描述了這個概念驗證所要彌補的能力差距,并提供了ARSENL的簡短背景和所追求的研究目標。

第2章討論了海軍陸戰隊和聯合出版物中描述的當前海軍陸戰隊后方作戰的理論。還概述了目前海軍陸戰隊內無人機的使用情況,并描述了目前各種系統所能達到的自主性水平。

第3章概述了以前自主系統基于行為的架構工作,ARSENL多車輛無人駕駛航空系統(UAS)和MASC層次結構。

第4章對基地防御戰術的整體設計以及高層戰術所依賴的游戲進行了基于狀態的描述。本章還詳細介紹了用于創建、測試和評估這一概念驗證的方法。在此過程中,重點是對每一戰術和戰術所針對的MOP和MOE進行評估。

第5章詳細介紹了所進行的實戰飛行和模擬實驗,并討論了與相關MOPs和MOEs有關的測試結果。

最后,第6章介紹了這個概念驗證的結論。本章還提供了與基地防御戰術本身以及更廣泛的自主蜂群能力和控制有關的未來工作建議。

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