聯合全域指揮與控制（JADC2）是一項在信息共享方面的巨大工作--感知、理解和行動，以增強聯合部隊指揮官的作戰能力。這一工作將利用物質和非物質的解決方案，并修改現有的政策、權力、組織結構和操作程序。JADC2的目標是賦予美軍聯合部隊奪取、維持、保護、獲得信息和知識，以及保持決策優勢和優越性的能力。美國防部專家提出了一些挑戰和問題，包括但不限于：JADC2相關工作的組合管理的需要、JADC2內部的決策權力結構、可負擔性和具體的預算分配、擬議技術的技術成熟度以及最佳技術系統設計和生命周期管理。本文從學術/科學的角度審視JADC2，以確定各領域（工程、科學和社會科學）的學術機構可以為創建一個最先進的聯合全域指揮與控制系統做出貢獻的多種機會。

1 引言

美國軍隊在一個不斷變化的作戰環境中運作，需要快速適應不斷變化的環境。在這樣一個動態環境中，實現和保持信息優勢是最重要的。為此，美國國防部（DoD）建立了聯合全域指揮與控制（JADC2），這是一個旨在提高聯合部隊C2能力的倡議和概念（Hoehn，2022）。然而，由于國防部內部各部門之間存在著巨大的差異，JADC2的發展和實施需要付出相當大的努力，以考慮所有利益相關者和參與機構的不同需求和觀點。

為了指導和監督JADC2的開發和實施，已經成立了一個跨職能的團隊，該團隊將與國防部副部長相關的工作人員合作，該團隊由來自不同機構的高級行政服務（SES）級別的成員組成，例如，國防部、國防部長辦公室、國防高級研究計劃局、空軍、陸軍和海軍（Hoehn，2022）。這個團隊的主要目標和重點是以實施計劃的形式確定和實施指揮和控制的改進。

本文概述了JADC2倡議的現狀，提供了一系列建議，并確定了幾個機會來解決和改進JADC2在技術、組織和數據企業等多個領域的一些關鍵挑戰。本文首先介紹并概述了與聯合性和JADC2有關的重大挑戰。它簡要介紹了JADC2的歷史，然后是JADC2的一般概念性概述。本文的下一部分提供了一套技術和概念解決方案，以及研究、開發和采購技術所需的方向，這些技術將使國防部實現一個有彈性和優雅的JADC2高級解決方案。

2 研究歷史與進展

在JADC2倡議之前，獨特的指揮和控制系統（C2）由每個部隊獨立擁有和運行（Hoehn, 2022; McInnis, 2021; Theohary, 2021; Woolf, 2021）。從歷史上看，每個軍種都開發和獲得了自己獨特的戰術指揮和控制網絡，在不同的武器系統、平臺和操作領域往往不兼容。因此，決策的時間周期和決策所需的關鍵時間敏感數據的傳輸是緩慢的、冗余的和組織上的管道（高級戰斗管理系統，2022），除了地理上分離的指揮單位外，空中、陸地、海上、太空和網絡空間等領域也被分開處理（國防部，2022；費克特，2022；奧羅克，2021；西奧哈里，2021）（高級戰斗管理系統，2022；國防部，2022；美國武裝力量學說，2013）。雖然不同部隊擁有的多個指揮和控制系統使得高度專業化和有效的解決方案得以開發和實施，但它也需要各方面的巨大努力，并限制了所有部隊之間的威脅反應能力和信息共享（Feickert, 2022）。

傳統的C2系統有一個缺點，就是可能容易受到對手的反介入和拒絕攻擊。對手的反介入/區域拒止（A2/AD）戰術，包括電子戰、網絡武器、遠程導彈、先進的防空系統和GPS拒止，可以影響我們的作戰能力和依賴傳感器和技術的決策周期（先進作戰管理系統，2022；弗里德曼，2019；聯合學說出版物5指揮與控制，2012；克雷舍爾，2001）。此外，目前的威脅不再局限于個別領域，這使得我們很難用專門的和部分孤立的解決方案來應對。因此，國防部領導人表示需要以廣泛的方式擴大信息的獲取，以提高整體的靈活性和對來自不同方向的緊急情況的準備（Doctrine for the Armed Forces of the United States, 2013; Jointness - A Selected Bibliography, 1993; Kirtland, n.d.; Transforming the Joint Force, 2003; Woolf, 2021）。

JADC2倡議和擬議的共享基礎設施將加強和提高所有武裝力量和服務的有效性。這樣一個共享的基礎允許同時和連續的行動，以及所有領域的能力的持續整合。近年來，為了聯合特定的行動領域并利用聯合信息和技術的優勢，已經做出了重大努力，如空地戰概念（Kirtland，n.d.）、DARPA的馬賽克戰爭計劃、空軍先進作戰管理系統（ABMS）、海軍的超配項目和陸軍的融合項目（Congressional Research Service，2021b）。在其他國家，如荷蘭和印度，也有不同形式的聯合工作報告（Birch等人，2020；國會研究服務，2022；Nardulli等人，2003）。此外，在2019年和2020年進行了JADC2測試（McInnis，2021）。由于復雜性不成比例的增加，傳感器網絡的連接性越來越強，以及超過人類認知能力的新穎而復雜的聯合技術，到今天為止，還沒有任何特定的解決方案被廣泛實施。

已確定的幾個挑戰如下：

• 需要更多的批準步驟來整合多個領域（Builder等人，1999）。
• 規劃者在相關的多領域操作方面沒有足夠的專業知識，也無法獲得相關的信息（Builder等人，1999）。
• 對多域作戰通信系統的依賴性增加（Builder等人，1999）。
• C2遺留系統的不相容性
• 存在單一領域或以服務為中心的思維方式，以及文化和組織偏見（Builder等人，1999）。
• 整合多個領域增加了統一工作的風險
• 管理方面和預算分配（Alberts & Hayes, 2006）。
• 部門間的沖突和競爭（Alberts & Hayes, 2006）。
• 重疊的組織結構（Hoehn, 2022）。

這些挑戰不僅影響到JADC2的技術或文化可行性，而且也對國會在預算和資助這一重大努力方面構成挑戰（國會研究服務，2021b）。JADC2計劃將解決和應對這些挑戰。

3 聯合全域指揮與控制概念和框架

JADC2設想了未來聯合部隊的指揮和控制能力。它的目標是建立一種作戰能力，能夠在戰爭的各個層次和階段，在所有領域，與合作伙伴合作，有效地感知、解釋和回應。最終目標是以前所未有的速度和相關性提供信息優勢（Alberts & Hayes, 2003; Kirtland, n.d. ）。JADC2戰略采用了系統方法，整合了各種能力、平臺和系統，旨在加速實施聯合部隊C2的必要技術進步和理論變革。JADC2將使聯合部隊能夠使用大量的數據并將其轉化為信息和知識，采用自動化和人工智能，利用安全、有彈性和可適應的基礎設施，并在對手的決策周期內采取行動（Builder等人，1999）。為了解決這些問題，已經制定了一個實施計劃，并任命了一個團隊來監督這個過程。該小組由來自作戰司令部、各軍種、國防機構以及聯合和OSD工作人員的跨職能SES級成員組成。

3.1 感知、理解和行動

感知（Sense）：為了確保聯合數據對所有部隊/軍種和聯合部隊指揮官的可用性和有用性，需要一個共同和共享的感知方法和信息管理技術。該方法要求在作戰環境中可以進行信息收集和提供，并交付給接收者。JADC2結合先進的信息管理技術，實施了一種新穎的數據共享方法。這些網絡是在聯合數據 "結構 "的基礎上建立的，并使聯合部隊能夠實現可用于決策的信息。通過傳感和整合，有可能 "發現、收集、關聯、聚合、處理和利用來自所有領域和來源（友好、敵方和中立）的數據"，并 "分享信息作為理解和決策的基礎"（Kirtland, n.d.）。

理解（Make Sense）：理解的過程包括分析、理解和預測作戰環境以及對手和友軍的行動。在這個階段，數據被轉化為信息，而信息又被轉化為知識。理解需要有能力融合、分析和呈現來自所有領域和電磁頻譜的有效信息。這一階段的一個主要要求是提供安全以及可訪問的信息執行。JADC2開發的能力將利用人工智能和機器學習（ML）來加速聯合部隊指揮官的決策周期（Builder等人，1999；Kirtland，n.d）。技術和程序上的進步也將大大增強聯合部隊在C2降級環境中的作戰能力。

行動（Act）：行動是指作出并向聯合部隊及其任務伙伴傳播決策。這一階段將決策的人的因素與技術手段相結合，以感知、理解和預測對手的行動和意圖，并采取行動。這一步驟包括決策分析、傳達決策和執行階段。新穎的決策支持應用將通過先進的、有彈性的和冗余的通信系統、可利用的和全面的運輸基礎設施以及靈活的數據格式在聯合部隊之間實施，以實現決策的快速、準確和安全傳播。"行動 "還意味著為聯合部隊提供適當的培訓。使用任務指揮的方法，下級指揮官通過了解高級指揮官的行動意圖，被賦予了信心和權力，同時在通信聯系中斷或行動的緊迫性排除了尋求指導的必要時間時，保留了采取行動的能力。任務指揮部為聯合部隊提供了奪取主動權、保持信息和決策優勢所需的敏捷性和信任（Kirtland，n.d.）。

圖1. JADC2行動鏈和過程

3.2 工作路線(LOEs)

JADC2戰略是圍繞五個LOE組織的，以指導該部在提供能力方面的行動，包括數據事業、人力事業、技術事業、與核C2和C3整合，以及使任務伙伴的信息共享現代化。每個LOE都由一個主要責任辦公室指導，該辦公室由高級旗幟/SES人員代表，可以通過聯合能力委員會提出問題，與聯合需求監督委員會互動并提供支持（國會研究服務，2021a）。

LOE 1: 建立數據事業 - 第一個LOE涉及數據結構和基礎設施。作為一種戰略資產，數據必須由JADC2有效管理，以使其能夠抓住、保持和保護信息和決策優勢。為了加速決策過程，聯合部隊必須能夠發現和獲取所有戰爭級別的所有作戰領域中的任何數據和信息。以下關鍵的數據標準化目標已被確定為對JADC2至關重要：

• 建立最低限度的元數據標記標準
• 采用和使用標準化的數據接口
• 實施共同的數據可用性和訪問實踐
• 納入數據安全的最佳實踐
• 建立符合JADC2的信息技術（IT）標準
• 繼續應用數據戰略目標（可見、可得、可理解、可聯系、可信賴、可互操作、可安全）。(Kirtland, n.d.)

LOE 2：建立JADC2人力事業--第二個工作重點涉及利用人工智能和機器學習等創新工具在指揮和控制能力方面的人類和組織表現。這個LOE的任務還包括改革、調整或創建具有結構、敏捷性和資源的組織，以更有效地結合聯合部隊及其任務伙伴的物質和信息力量，從而能夠對聯合信息優勢（JIA）行動進行有效控制（Kirtland，n.d.）。人力企業還將解決領導者的專業發展和培訓問題，并指導和支持JADC2的政策、行動概念（CONOPS）、理論以及戰術、技術和程序（TTPs）的發展，以優化通過JADC2新能力獲得的優勢。

LOE 3：建立JADC2技術事業--第三個目標任務涉及增強共享態勢感知、同步和異步全球協作、戰略和作戰聯合規劃、實時全球部隊可視化和管理、預測部隊準備和后勤、實時同步和整合動能和非動能聯合和遠程精確火力，以及增強評估聯合部隊和任務伙伴表現的能力（Kirtland, n.d.）。技術企業需要提供安全的、具有足夠速度和帶寬的全球通信網絡，以滿足戰爭需要。LOE 3還涉及JADC2的運輸基礎設施，以及確保連續C2能力所需的基本最低功能（通信系統的彈性和多樣性，多級安全，消除單點故障）。

LOE 4： 將NC2/NC3與JADC2結合起來--JADC2將具有與核C2通信協作的能力，因此應在技術和人力企業層面考慮對NC2的要求（Kirtland，n.d）。

LOE 5： 使任務伙伴信息共享現代化--最后一個LOE描述了JADC2的機構互操作性需求和組織架構。聯合部隊指揮官將通過與任務伙伴共享態勢感知，建立并保持對作戰環境的共同理解。當每個伙伴的C2系統的數據可以被其他每個被批準的伙伴訪問、查看和采取行動時，這種整合就實現了（Kirtland, n.d.）。然而，這個LOE中的一些挑戰性任務包括新出現的任務、大型聯盟和不斷發展的技術，這些都是實現這一目標的持續障礙。

圖2. JADC2的工作路線

圖3. JADC2的指導原則、能力和提出的問題摘要

3.3 JADC2的系統性和生命周期觀點： 未來機遇和所需的研究

聯合全域指揮與控制（JADC2）概念建議將所有軍種--空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和太空部隊--的傳感器連接成一個網絡。為了實現這一目標，國防部正在追求一些新興技術的整合，包括自動化和人工智能、云環境和新的通信方法。然而，要將多種新技術整合并注入大型遺留系統（SoS），系統和生命周期方法是必不可少的，以確保一個復雜的、具有成本效益的、低風險的、高能力的、獨特的系統，為我們的軍事部門提供一套無與倫比的獨特能力。

在JADC2中有多個組織、技術、社會文化和企業層，它們之間存在著長期的相互作用。對JADC2系統的要求是將遺留系統整合成新穎的、顛覆性的和尖端的技術，這些技術需要以高度可靠、高效和具有成本效益的方式順利地共同工作。因此，作者提出了一個系統的方法來確定這樣一個復雜系統的機會和風險，以確保這一偉大事業的成功。在這一節中，作者提出了JADC2所面臨的多個系統性和生命周期的機會和風險群，并為每個確定的機會提供研究方向和解決方案。

本文討論了五組機會。第一個機會是需要在各軍種/部隊之間建立以文化為中心的新型互操作協作機制，以確保在空軍、陸軍、海軍、海軍陸戰隊、太空部隊和其他國防部門之間形成最佳的協作實踐。第二個機會討論了對決策科學、情景分析和社會文化上的博弈論修改的創新和研究的迫切需求。目前的博弈論應用僅限于理性和一致的行為者，而美國經常面對的對手是部分理性和/或非理性的，其行為的一致性可能有限。第三個機會討論了對日益增長的相互連接的傳感器、決策者和射擊者的網絡進行復雜性管理的必要性。隨著來自所有部隊的傳感器網絡的遺留系統被聯合起來，過剩的網絡復雜性的風險上升，因此，對連接遺留網絡的彈性架構的需求至關重要。作者建議建立一個由硬件和軟件組成的通用翻譯機靈活網絡，以連接所有現有和未來的異質傳感器和資產網絡。第四個機會討論了為JADC2采購項目建立一個新穎而強大的組合管理框架的必要性（以管理、優化、整合和資助JADC2相關的項目和采購項目）。JADC2由軟件、硬件和組織層面的多個采購項目組成，這些項目與當前的遺留系統和現有系統不同步地注入，因此需要高水平的組合管理來協調JADC2生命周期內的多個項目和任務。最后，機會5討論了JADC2作為SoS在以下領域的需求和MBSE的必要性：物資、非物資、政策、權力、組織結構和操作程序（Nilchiani, 2022）。

• 機會1：在服務機構之間建立新的以文化為中心的可操作的合作機制

美國防部的所有部門和部隊都擁有獨特的文化和組織遺產、歷史和溝通方式，他們的資產由遺留系統和各種技術的最新進展組成。JADC2的工作重點（LOEs）之一是人力企業，它涉及JADC2實施的人力和組織方面。然而，問題仍然是什么是JADC2中部隊之間最理想的合作和協作的最佳組織結構？為了滿足JADC2的要求，有哪些潛在的部隊結構變化是必要的（Congressional Research Service, 2021b）？

國防部需要一個獨特的獨一無二的方法來加入部隊，承認每個加入組織的個性和組織身份，獨特的傳統，以及各部隊和部門的價值觀。一個成功的合作解決方案要求不同部門和部隊的有機和最佳合作，同時盡量減少部門間的沖突。這樣一個新穎的解決方案將需要基于最先進的組織身份研究、對每個部隊的價值觀和傳統的歷史和人類學研究，并提出在自愿和相互同意的合作中出現的有機解決方案。JADC2的聯合因素和人類企業需要提供一個獨特的組織解決方案/藍圖，這不是單靠技術就能解決的。圖4總結了第一個機會和相關建議。

建議： 投資于一個獨特的、長期的、文化上的解決方案/組織藍圖的聯合，它具有動態的持久性，而不是有限的、短期的 "解決方案"，不能解決核心的平等、角色和功能。

需要的學術研究： 組織理論，激勵聯合的動機，組織人類學和心理學，以找到最佳和獨特的聯合和協作架構。

圖4. 組織解決方案/藍圖的需求和要求的概念化

• 機會2：需要創新決策分析和社會文化博弈理論的修正

在JADC2的核心中，有三個行動，即感知、理解和對從傳感器收集和處理的數據采取行動，這些行動是相互交織的。感知和整合提供了從所有領域和來源發現、收集、匯總和處理數據的能力。然后使用機器學習（ML）和人工智能（Builder等人，1999），數據得到融合、分析和驗證。最后一步涉及一個關鍵的決策過程，這是關于機會2的建議的重點。

在行動階段，聯合部隊參與制定并向聯合部隊和任務伙伴傳播決策。這個階段的很大一部分任務是結合以下內容：

• 決策的人的因素
• 感知、理解和預測對手的行動和意圖并采取行動的技術手段。

博弈論解釋了決策者互動的情況下的動態（Priebe等人，2020），并在決策過程中使用了幾十年。博弈論的科學重點主要涉及政治、經濟和生物主題和現象（Priebe等人，2020）。博弈論的第一個重大進展是由Borel（1927年；Alkire等人，2018年）在20世紀20年代與馮-諾伊曼一起取得的，他后來還出版了博弈論的里程碑式出版物之一《游戲與經濟行為理論》（Spirtas，2018年）。最近，經濟學中的博弈論在兩位諾貝爾獎得主約翰-F-納什（Michael等人，2017）和約翰-C-漢薩尼（1967）的推動下取得了巨大的進步。

在博弈論中，模型被建立起來以代表整體情況和動態，其中有四個主要方面被定義：第一，決策者，通常被認為是玩家；第二，每個玩家/決策者可以選擇的策略和行動；第三，可能的結果和成果，這與玩家的行動和策略選擇有關；第四，每個玩家的回報與結果/成果有關（Rapoport，2012）。除了這些方面，情景中的參與者和決策者被認為是單獨的理性的，這意味著在每個參與者的角度對回報的判斷是理性的和有序的，此外，每個參與者都假設其他參與者是理性的（Rapoport，2012）。因此，博弈中的玩家可以將他們的知識和對其他玩家的假設納入他們的策略，并可以做出相應的選擇。博弈論允許對利益沖突情況以及合作進行邏輯分析，因此定義了沖突情況下的理性決策理論（Lawlor，2007）。

然而，目前決策分析和博弈論的方法在JADC2中的整合和使用方面存在不足。博弈論假定理性和一致的行為者/對手是沖突局勢中戰略和決策分析建議的基礎。然而，博弈論中并非所有的行為者/對手都是 "理性的"。在社會文化博弈論的修改中，亟需進行新的研究。這門新的決策分析科學應該考慮到來自不同社會文化背景的對手中的非理性和不一致的參與者，并創建一個修正的博弈理論，根據新的信息制定策略。

與修正博弈論的需要一致，還需要對對手的文化規范、傳統和思維方式進行藍圖/系統了解，如《孫子》中提出的基本文化規范和戰略（Bass等人，2014；JNT-501S聯合行動簡介： 課程，2019），并找到考慮到文化差異、價值觀和方法的最佳決策分析方法。孫子兵法》在遠東地區作為權威的軍事和政治指南已有好幾個世紀，在過去的一個世紀里，西方國家也在翻譯和使用。有必要進行學術研究，將《孫子兵法》的原則轉化為抽象的規則和啟發式方法，并創建一個框架，以便能夠深入了解對手的行動，并為JADC2提出行動中的最佳戰略。作為一個例子，《孫子》中關于勝利的五個要領可以解釋如下：

1）戰斗的時機至關重要（關于盡量減少交戰和優化決策點時機的建議)

2）處理優勢力量和劣勢力量的能力（與不同規模和能力的對手交戰的可伸縮性和能力）

3）在部隊的各個等級中應用相同的作戰原則

4）準備和在毫無準備的情況下對付對手（這將指向監視和情報以及積累模式和作戰藍圖）。

5）軍事能力和行動的可擴展性。

圖5. 修正博弈論中需要推進的概念化

促成這些進展的學術研究包括但不限于：組織理論、激勵聯合的激勵措施、博弈論和對非理性和不一致的行為者/對手的修正，以及提取和理解各種行為者/對手的操作原則，這些原則是有文化依據的，如孫子。

• 機會3：傳感器聯合異構網絡的通用轉譯系統：對不斷增長的互連傳感器、決策者和射擊者網絡的復雜性管理

JADC2的核心技術挑戰之一是整合由所有部隊/軍種管理和運作的高技術含量的傳統傳感器網絡。每個軍種都擁有最先進的情報、監視和偵察傳感器網絡，但這些網絡不一定能與其他部隊的戰術網絡互操作。感應和整合是指發現、收集、關聯、匯總、處理和利用來自所有領域和來源（友軍、敵軍和中立）的數據的能力，并為決策分享信息。有效數據整合的要求必須從數據共享和安全的最早階段開始考慮，并應用于整個作戰領域，以提供快速收集、融合和定制數據（Kirtland，n.d.）。

國防部的戰術網絡和資產的異質性給JADC2帶來了一些挑戰，同時也帶來了巨大的優勢。整合多個異質戰術網絡的技術解決方案有很多，而且很多是次優的。每個解決方案都使用特定的系統結構和技術硬件和軟件解決方案的組合。然而，在選擇整合傳感器網絡的最佳技術方案時，有兩個系統特性是至關重要的：靈活性和復雜性。靈活性是指系統以及時和具有成本效益的方式應對各種內部和外部變化的能力，因此對JADC2傳感器網絡至關重要，因為各種情況可能會出現，需要迅速重新安排相互連接的網絡。架構和技術方案的復雜性增加也會導致網絡脆弱，容易出現錯誤和對網絡的攻擊，因此應控制技術方案的復雜性（Chullen & Nilchiani, 2021; Nilchiani & Pugliese, 2017; Priebe等人, 2020; Pugliese等人, 2018）。

當JADC2尋找合并傳感器網絡的最佳技術解決方案時，有多種因素應予考慮：

• 需要對復雜的網絡進行分割和聯合，特別是要適應以文化為中心的互操作協作機制。

• 如果需要，需要對網絡的關鍵部分進行防火墻（通過與網絡的其他部分隔離來保護）和多層安全（例如，將特定服務功能與聯合功能分開，或者如果網絡受到對手的攻擊）。

• 傳感器集成網絡的所有權和管理權： 在所有互聯網絡上的平等所有權與由部隊保持每個網絡的主要所有權并在需要時共享（軍種、盟國和聯盟）之間進行選擇。

• 如何避免單一的聯合性帶來的脆弱性？每個網絡的異質性應該保持不變嗎？

• 如何隔離對手的破壞行為，為他們對我們網絡的攻擊設置防火墻，并作出反應？

• 如何避免和制止網絡中有意/惡意的傳播？噪聲傳播會延遲傳感器的讀取和對結果的解釋，影響有效的決策過程。

過度的網絡復雜性和連接性導致了錯誤（錯誤傳播和來自于跨服務的誤解）和容易受到對手攻擊的風險。技術解決方案應解決定期管理復雜性的問題，并納入靈活性和能力，以便在必要時重新配置傳感器的異質性網絡。與JADC2工作相關的多個國防部倡議一直在研究技術解決方案，包括馬賽克戰爭（DARPA）、高級戰斗管理系統（ABMS；空軍）、聚合項目（陸軍）、超配項目（海軍）、全網絡化指揮、控制和通信（FNC3；國防部長辦公室）和第五代（5G）信息通信技術（國防部首席信息辦公室）。DARPA的 "馬賽克戰爭 "項目特別關注對靈活性的需求和對不斷變化的環境和場景的反應，因此研究對局勢和環境的重新安排和變化做出快速反應的解決方案。

技術解決方案：用于傳感器聯合異構網絡的通用轉譯系統（Rosetta Stone）

連接所有部隊（陸軍、海軍、空軍、海軍陸戰隊、太空部隊）網絡的技術解決方案需要實現一個系統的彈性、靈活性和對需求的響應，并在國防部面臨的不同情況下產生更大的信息和洞察力。通常情況下，過度連接所有部隊/軍種的所有傳感器和資產可能會帶來一些實質性的問題，包括但不限于：1）傳感器和信息傳輸速度減慢；2）數據收集和傳輸過程中出現錯誤和問題的風險增加；3）面對網絡攻擊時的網絡脆弱性以及失去迅速隔離和遏制攻擊的能力。

作者建議探索一個新的概念，即通用翻譯器基礎設施。這個通用翻譯器將包括一個嵌入式硬件和軟件分布式節點的組合，它將作為所有五個部隊/軍種以及所有國防部機構的聯合網絡傳感器和資產之間的接口翻譯器。圖6顯示了通用翻譯器的網絡概念。

通用翻譯器的特點如下：

• 不同的傳統系統之間的翻譯發生在某些物理硬件和軟件節點上，這些節點位于兩個或多個異質的傳感器網絡之間，屬于不同的部隊。

• 沒有必要投資使來自不同部隊的所有傳感器資產成為一個統一的頻率和標準。通用翻譯器將提供網絡之間的翻譯，而傳統系統可以繼續其正常功能而不會中斷。

• 通用翻譯器可以由多個節點以及冗余組成，可以作為翻譯器的分體式網絡運行，并且可以很容易地擴展、現代化，并在未來用最新的最先進的技術進步進行升級，并根據需求重新安排以創建新的網絡功能和地形。這一概念將提供高度的靈活性、適應性和可升級性，并為所有部隊的所有資產和傳感器增加一層安全和保護。

• 通用翻譯器節點將作為兩個獨立網絡之間的瓶頸，可以作為防火墻機制。如果有必要關閉或隔離受到攻擊的傳感器網絡，可以關閉某些翻譯器節點，這將使被隔離的網絡恢復到其原有的功能。

• 通用翻譯器網絡可以嵌入各種安全層，給每個部隊的網絡提供額外的保護和馬賽克戰爭（DARPA）的新型網絡重新排列和協議的能力。

• 每支部隊還可以作為資產的主要擁有者指揮他們的原始資產（傳感器網絡），以及通過許可和激活通用翻譯機與其他部隊分享他們的數據。來自不同部隊的數據可以被共享，而不需要共享每個網絡背后的詳細藍圖和架構。

圖6. 通用轉譯機/Rosetta Stone基礎設施的概念，以及通用轉譯機基礎設施和軟件在兩個機構/部隊之間轉譯數據的詳細視圖（Nilchiani，2022）。

建議： 投資于一個通用轉譯系統，用于傳感器的聯合異構網絡，該系統可以保留特定服務的功能，同時與聯合功能無縫對接，如果受到攻擊，也可以獨立于網絡的其他部分運行。

• 機會4：與JADC2相關的采購計劃的組合管理

在《聯合全域指揮與控制： 國會的背景和問題》（Hoehn, 2022）中，提出了幾組關于管理JADC2-相關工作、預算、成本估算和需求的問題。在這些問題中，有JADC2的支出重點、倡議以及JADC2相關工作的管理。管理與JADC2相關的多項工作的解決方案是采用行業中組合管理的最佳做法，并創建一個全面的國防部組合管理框架來管理多項工作。通過研究工業界在組合管理方面的最佳創新，可以創建創新的系統和企業級框架，使JADC2的聯合工作人員能夠管理、優化、整合和資助JADC2。

JADC2由數據、人力和技術企業的多種努力組成，適合于硬件、軟件、商業和主要采購。處理多個同時進行的能力采購需要一個基于系統的框架來整合多個項目，以及一個組合管理方法來資助、管理和整合JADC2的多個潛在的非同步采購項目。組合管理框架將需要納入JADC2相關項目的共享治理結構（治理架構）。

學術研究： 多個采購項目的組合管理框架, 共享治理架構

圖7. 對所有與JADC2相關的采購計劃進行組合管理的必要性的構想

• 機會5：JADC2作為一個系統的需要、要求和MBSE

聯合全域指揮與控制（JADC2）是一個在物資、非物資、政策、權力、組織結構和操作程序等領域運作的系統，因此需要系統工程工具和方法來保證最優化的系統。基于模型的系統工程（MBSE）可以幫助以最佳方式回答有關單個技術/項目的采購、生命周期管理、定期升級和向JADC2注入新技術，以及JADC2中各種傳感器和資產的所有權和管理等問題。

MBSE可以幫助確定聯合特定的系統、需求和要求，并指導項目和技術組合的采購過程。關于各種部隊和服務的傳感器網絡如何連接、結構和操作概念的技術問題都可以通過系統方法來實現。MBSE還可以為JADC2的生命周期相關問題找到最佳解決方案，包括識別新的顛覆性技術和與當前遺留系統的整合，以及對JADC2不斷增長的互連傳感器和資產網絡的復雜性管理。

MBSE還可以為各種資產的網絡所有權和架構提供建議和解決方案。例如，在尊重每個部隊對其資產/傳感器的主要所有權的同時，能否成功實現和實施聯合？利用通用翻譯器的概念，每個部門可以保留其對資產和傳感器的主要所有權和指揮權，并根據需要分享所有資產的第二所有權。在極端情況下，主要所有者可以將他們的資產與網絡的其他部分分開，以保護他們的資產或其他部門的資產，并在需要時獨立運作。

4 總結

本文概述了聯合全域指揮與控制的現狀，并通過學術研究與開發（R&D）的視角提出了一系列建議和機會。這套機會強調了研發的必要性以及在知識、技術、程序和能力方面的差距，可以使JADC2成為一個有彈性的、敏捷的、適應性強的共享指揮與控制平臺。

文件中提出了以下機會：機會1：部隊之間以文化為中心的新型互操作協作機制（組織和文化研究）；機會2：決策分析和博弈論創新的必要性（根據對手的社會文化細微差別進行修改）；機會3： 機會3：需要為日益增長的相互連接的傳感器、決策者和射手網絡進行復雜性管理和最佳系統架構設計（作者提出了一個由硬件和軟件組成的通用翻譯網絡概念，以連接國防部所有現有和未來的異質傳感器和資產網絡，這將授權重新安排、重組、擴展和注入最新的先進技術，因為它們可用）；機會4： 機會4：需要一個新的、強大的JADC2采購計劃組合管理框架（管理、優化、整合和資助JADC2相關的項目和采購計劃）；機會5：需要基于模型的系統工程（MBSE），將JADC2作為物資、非物資、政策、授權、組織結構和操作程序等領域的一個系統。

2020年10月，荷蘭國防部(MoD)發布了《2035年國防愿景》(DV35)，為未來的條令、政策、創新和采辦制定了指導方針。這份所謂的白皮書設想2035年的國防組織是一個可靠的合作伙伴和保護者，技術先進，能夠執行信息驅動的行動。未來的荷蘭國防組織將利用強大的創新能力，并專注于北大西洋公約組織(NATO)和歐盟(EU)的專業化。此外，它將在信息環境中成為有效的軍事行動者，利用現有的數據和信息。在不久的將來，荷蘭國防組織將獲得權威的信息地位，能夠執行多領域和綜合信息驅動的作戰，并將信息作為武器使用。

在戰爭、武裝沖突或國家間競爭中使用信息和數據與戰爭本身一樣古老。在冷戰時期，軍事手段有時因壓倒性的戰略核僵局而過時，事實證明，除了使用武力之外，還可以開展各種活動。無論是蘇聯及其盟國，還是美國及其盟國，都非常積極地通過說服、脅迫或操縱的方式相互影響。這是蘇聯積極措施主義和美國政治戰爭的全盛時期。

計算機科學領域的最新技術進步深刻地影響了使用信息和數據的能力。不僅在商業領域，在軍事領域也是如此。微電子和小型化已經為軍事系統開發了廣泛的新產品和功能。在這方面值得一提的一個相關例子是，在過去15年中，通用原子公司在伊拉克和阿富汗使用了大型遙控飛機系統(RPAS)，如MQ-1捕食者和MQ-9死神。無人駕駛飛機配備了令人印象深刻的傳感器套件和精確制導彈藥，可以通過衛星通信從世界的另一邊駕駛。目前，小型低成本無人飛機系統在世界范圍內用于各種軍事應用，如信息、監視和偵察任務。在未來，可能會出現大量具有高度自主性的武器化無人飛機。

同時，信息技術互聯互通為網絡空間賦能。這個新穎的人造領域打開了信息環境的大門，從而為貿易和交流提供了新的機會。世界上任何地方的客戶都可以輕松地購買產品，互聯網也可以幫助即將進入全球市場的公司立即尋找全球市場。網絡空間也將成為競爭和沖突的平臺，為惡意行為者提供了類似的機會。

2022年2月24日，俄羅斯聯邦進行了一次“特別軍事行動”，入侵烏克蘭，從而公然違反國際法，使國際社會感到震驚。盡管軍事和動力活動獲得了大多數公眾和媒體的關注——主要是由于它們造成的破壞和破壞——烏克蘭-俄羅斯戰爭，特別是戰爭的準備階段，說明了數據在現代戰爭中的使用。

事后看來，2014年的獨立廣場革命、2014年2月和3月對克里米亞半島的吞并，以及隨后在頓巴斯地區發生的親俄叛亂，都可以被視為引發2022年烏克蘭與俄羅斯戰爭的導火索。自2014年以來，俄羅斯聯邦在網絡空間或通過網絡空間實施了多次行動，以破壞、迫使或威懾烏克蘭，最突出的是2015年對烏克蘭電網的網絡攻擊，導致20多萬人停電超過4小時。在2022年烏克蘭-俄羅斯戰爭爆發前，烏克蘭面臨著大量網絡行動的攻擊，包括安裝“惡意軟件”、破壞計算機軟件、通過分布式拒絕服務(DDoS)攻擊封鎖政府網站、破壞Viasat衛星系統以及泄露200多萬烏克蘭人的個人數據。

網絡空間的屬性和無處不在的數據獲取改變了沖突的特征。國家不再是唯一的參與者，實體邊界在網絡空間中已經失去了相關性。在現代沖突中，許多非國家行為者，同情者(黑客組織，如Anonymous)站在一個交戰國家一邊，而不一定是交戰實體;信息通信技術企業對信息通信技術基礎設施遭到入侵一事更加直言不諱;公民新聞(例如Bellingcat)參與揭露社交媒體平臺上傳播的虛假信息;甚至傳統上秘密運作的情報機構現在也通過Twitter分享數據，希望揭露俄羅斯的計劃和意圖。

越來越多的數據變得越來越重要，不僅在整個社會中，而且事實上在現代戰爭中，這是荷蘭軍事研究年度審查(NL ARMS) 2022的核心主題。

NL ARMS 2022評估了來自不同科學和方法學科的現代沖突數據和信息的使用，旨在為正在進行的數據、軍事和現代戰爭的討論做出有價值的貢獻。《軍事系統與技術》通過研究如何使用數據來提高軍事物資和裝備的效率和有效性，從而產生有價值的數據來增強和加速決策過程，從而從經驗上接近這一主題。戰爭研究對戰爭的演變采取多學科的方法，而軍事管理研究則采取整體的組織和程序方法。基于各自的科學協議和研究方法，這三個領域提出了不同的研究問題和觀點，為NL ARMS 2022提供了獨特的特征。

下一節提供了章節概述。為此，編輯們選擇了參考數據驅動的軍事或國防組織的分類。案例研究的重點是荷蘭國防組織。本卷的第一部分詳細闡述了數據的使用如何影響組織，重點是國防組織的后勤、人員和物質方面。第二部分評估了數據驅動技術如何增強或加速國防組織的決策。最后一部分討論了數據如何影響行動的計劃和執行。

章節概述

本書的第一部分討論了數據驅動的軍事防御組織方面。在第1章中，Kramer和van Os概述了數字化轉型的社會技術視角。總的來說，人們一致認為數字技術將對社會、組織和人類產生深遠的變革性影響。盡管有這種廣泛的共識，數字技術的這些變革性影響也是有爭議的，值得注意的是，因為數字技術的變革性影響不能直接從技術本身的功能規范中推斷出來。Op den Buijs在第2章中強調了組織的一個方面;人力資源管理。大數據分析在人力資源管理(HRM)領域的應用已經變得非常流行。因此，它也可以有利于武裝部隊應對與技術、勞動力市場、人口老齡化、人員招聘有關的人力資源管理環境的變化。然而，人力資源管理數據分析不僅提供了機會，也帶來了挑戰。第三章和第四章的重點是維護。雖然數據可能被視為一種重要的“武器”，但數據收集和分析對于減少系統故障的數量也至關重要，因此可能會大大提高系統的可用性和軍事性能。在第3章中，Tinga、Homborg和Rijsdijk介紹了使用各種成熟度級別的數據驅動維護的概念，從故障檢測和自動診斷到高級狀態監測和預測性維護，并針對實際案例進行了測試，以展示其優勢并討論遇到的挑戰。在第4章中，Vriend、Tiddens和Jurrius認為，雖然機器學習在許多應用中得到了成功的應用，但挑戰仍然存在;數據通常存儲在不同的地方，用于培訓目的的數據應該尊重隱私。聯邦學習規避了這些挑戰，并允許機器學習模型基于多方的隱私敏感數據集進行訓練，而無需共享原始數據。這種有前途的技術在與外部各方進行協作活動的情況下特別有價值。De Gooijer、Hoogstrate、Schijvenaars、van Fenema和van Kampen在第5章中關注國防部的維持組織，并探討了數據驅動成熟度模型的可用性，以探討荷蘭國防組織是否可以成為一個信息和數據驅動的組織。

本卷的第二部分評估了數據可用于支持決策過程的程度。無論是在武裝沖突期間，還是在準備部署期間，數據都可以提高決策過程的效力和效率。在第6章中，Hoogstrate分析了大數據和人工智能(AI)對國防和軍事應用中預測實踐的影響。他預計，通過大數據和人工智能的結合，預測和預見的發展將受到極大的影響，并將影響戰略、作戰和戰術層面的應用。在第7章中，Lindelauf、Monsuur和Voskuijl研究了運籌學、數據科學和飛機軌跡優化領域的算法技術是否可以幫助軍事飛行任務規劃。優化軍用直升機任務涉及多個方面，包括實例路線選擇、直升機配置設計、對手建模、人員到平臺分配。在第8章中，van Ee、de Lima Filho和Monsuur研究了使用多架無人機進行的海上巡邏如何優化其目標，以探測、定位和識別(對方)船只。作者明確表示，包括相互支持在內的路由問題可以建模為廣義旅行推銷員問題(GTSP)，從而調查需要相互支持的成本，并將其與使用單獨的無人機在操作區域檢測和識別船只的成本進行比較。Theunissen的第9章概述了將遠程操作飛機集成到非隔離空域所需的探測和避免(DAA)系統的當前發展趨勢。DAA系統從合作和非合作交通的實時數據中為飛行員提供可操作的信息。Theunissen討論了用于DAA的潛在人工智能和機器學習技術，并解決了幾個相關的法律、道德、集成和認證問題。在第10章，第二部分的最后一章中，Horlings, Lindelauf和Rietjens描述了在當前的信息時代，軍事情報和安全組織如何面臨信息過載-決策者面臨的信息水平大于其信息處理能力的情況。信息過載不僅是數據量不斷增加的結果，也是數據高度不確定性的結果。信息超載會嚴重影響軍事情報和安全組織的有效性和效率。為了提高決策的準確性，組織需要找到在不增加經驗信息負荷的情況下處理更多信息的方法。

本書的第三部分是針對操作過程中數據的使用。軍事單位在軍事行動中使用、收集和處理數據以及在準備行動時適用何種法律框架。此外，還研究了數據如何作為影響力武器的問題。在第11章中，Timmermans和Lindelauf詳細闡述了數據驅動方法的優勢，即它們對優化決策問題解決方案的有益影響，同時，在另一方面，對整個社會，特別是國防和軍事組織造成道德風險。Timmermans和Lindelauf從概念上研究了隱私與算法性能之間的權衡，從技術、道德和社會政治的角度考慮了MoD相關(批量)數據集的使用。在第12章中，Ducheine, Pijpers和Pouw調查了執行“信息驅動作戰”的法律框架，正如國防白皮書“國防愿景2035”中所描述的那樣。網絡空間打開了信息環境的大門，顯然引發了對數據使用和可能侵犯隱私的關切，因為它同時為利用數據提高軍事情報和理解、加強決策以及利用信息作為"影響力武器"提供了新的動力。在信息環境中部署武裝部隊具有挑戰性，因為目前適用于信息機動的法律框架阻礙了行動的訓練和準備。在第13章中，Zwanenburg和van de Put從《歐洲人權公約》(ECHR)第8條的隱私權角度分析了域外軍事行動中生物識別技術的使用。作者認為，《歐洲人權公約》適用于其本國領土以外的武裝部隊的某些行為，這包括涉及使用生物識別技術的情況。因此，盡管各國有一定的理解余地，但在域外軍事行動期間遵守私人生活權利似乎是一項艱巨的任務。在第三部分最后一章第14章中，de Jong、de Werd和Bouwmeester認為信息作為權力來源在俄羅斯外交政策和軍事行動中的作用越來越受到西方學者和決策者的關注，同時將俄羅斯在格魯吉亞和烏克蘭的外交政策和軍事行動作為典型案例進行了研究。本章旨在通過研究2020年亞美尼亞和阿塞拜疆之間的納戈爾諾-卡拉巴赫戰爭的非典型案例，對信息行動的本質進行更深入的了解，在這場戰爭中，俄羅斯作為調解人激增。De Jong、De Werd和Bouwmeester認為，俄羅斯的敘事是為不同的國家和國際受眾量身定制的，符合俄羅斯的利益。

最后，NL ARMS 2022提供了一個尾聲。在第15章中，Baudet和de Jong提供了數據定量使用的歷史概述，特別是在測量戰爭中的效果，甚至是成功。Baudet和de Jong討論了定量數據可以幫助管理和預測戰爭進程的觀點，并詳細闡述了羅伯特·麥克納馬拉(Robert McNamara)的案例，他的技術官僚統計方法指導了越南戰爭期間的戰爭努力。盡管美國輸掉了那場戰爭，但其隱含的思想產生了持久的影響，這種影響可以追溯到當代戰爭的行為。作者認為，技術官僚的方法往往忽視了獨特的歷史戰爭背景的復雜性和不可估量性，并主張將定量概括和定性歷史化的方法相結合，以理解過去和當代的戰爭。

體感

• 邁向數據驅動的軍事——介紹

• 第一部分：數據驅動型組織

  • 第1章。數字化，組織和組織選擇:使用五個應用社會技術鏡頭探索數字化轉型的挑戰
  • 第2章。人力資源管理中的數據分析:好處和挑戰
  • 第3章。數據驅動的軍事系統維護:潛力和挑戰
  • 第4章。聯邦學習，實現荷蘭皇家海軍與外部各方在開發預測性維護方面的合作
  • 第5章。信息和數據驅動的組織從承諾到實踐?反思國防保障組織的成熟度動態

• 第二部分：數據驅動的決策支持

  • 第6章。大數據和人工智能對國防和軍事應用預測的影響
  • 第7章。軍用直升機飛行任務規劃應用數據科學與運籌學
  • 第8章。gtsp算法在需要相互支持的海上巡邏任務中的應用
  • 第9章。從數據到有效行動:提供可操作的信息，以便發現和避免
  • 第10章。在軍事情報和安全組織中與信息過載作斗爭

• 第三部分：數據驅動操作

  • 第11章。對隱私和算法性能之間權衡的概念研究
  • 第12章。信息機動與荷蘭武裝部隊:未來的法律挑戰
  • 第13章。在海外軍事行動中使用生物識別技術以及私生活權
  • 第14章。2020年納戈爾諾-卡拉巴赫戰爭:一個三重D案例:外交無人機和欺騙

空中和導彈防御是一個復雜的過程，涉及設備和計算機程序的協調運作。最有效的防御通常是多層防御，每層使用不同的技術，如遠程硬殺傷，其次是硬殺傷區域防御，然后是硬殺傷和軟殺傷（電子戰）自衛。一個作戰系統必須合并、融合和消除許多來源的傳感器數據的沖突，以產生一個單一的可用的軌跡圖供決策使用。在整個過程中，傳感器被控制，傳感器資源的使用被管理，以滿足整體防御的需要。作為許多作戰系統要素的技術指導者和技術顧問，約翰-霍普金斯大學應用物理實驗室（APL）進行系統工程、分析和實驗，幫助海軍以可承受的成本選擇最強的作戰系統能力。

大多數海軍戰艦都有能夠進行空中和導彈防御的作戰系統。這些作戰系統可以用 "探測-控制-交戰"的模式來很好地描述；也就是說，作戰系統的各個組成部分在概念上可以歸類如下：

• 發現和跟蹤空中和導彈目標的探測部件
• 控制部件：識別目標并作出交戰的決定
• 交戰部件：安排和執行交戰，目的是摧毀或以其他方式否定目標。

這些部件的能力范圍隨艦級的不同而有很大的差異，導致了圖1中所示的整體防空和導彈防御能力的變化。

圖1. 不同作戰系統的防空和導彈防御能力的比較。(頂部的圖表未按比例繪制)。

宙斯盾驅逐艦和巡洋艦是海軍最有能力的防空單位，因為它們擁有遠程、多功能相控陣雷達；擁有許多不同的反空戰、彈道導彈防御和電子戰武器；以及處理傳感器數據、做出交戰決定和控制這些武器的復雜控制程序。宙斯盾驅逐艦和巡洋艦可以在彈道導彈飛行的中途階段用外大氣層的標準導彈-3（SM-3）系列擊敗它們，也可以在彈道導彈的末端階段用內大氣層的SM-6系列擊敗它們，從而防御大片地區的彈道導彈。部署在歐洲的 "宙斯盾 "岸上作戰系統在陸地上使用相同的探測-控制-接觸組件的一個子集，為美國部署的部隊、他們的家人和我們在歐洲的盟友提供外大氣層防御。宙斯盾彈道導彈防御系統（BMD）艦艇和宙斯盾岸上系統是更大的彈道導彈防御系統（BMDS）的一部分，該系統本身是一個全球作戰系統，整合了海軍、陸軍和空軍的探測、控制和接觸組件。宙斯盾驅逐艦和巡洋艦也能擊敗來自飛機和巡航導彈的攻擊。宙斯盾系統能夠使用SM-6地對空導彈在海上和陸地上對飛機和巡航導彈進行遠距離交戰。在綜合火控支持下，SM-6提供了一個更大的戰斗空間來對付地平線上的威脅。在地平線內，宙斯盾可以使用SM-2導彈系列和進化型海麻雀導彈（ESSM）保衛自己（自衛）和其他單位（區域防御）。宙斯盾還可以使用電子戰措施，如干擾和誘餌來擊敗威脅。合作交戰能力（CEC）和戰術數據鏈（TDL）網絡使宙斯盾和其他單位能夠作為一個協調的力量進行戰斗。

美國海軍祖姆沃爾特號驅逐艦（DDG 1000）為海軍帶來了一套獨特的火力和精確打擊能力，目前已接近部署。祖姆沃爾特號驅逐艦擁有先進的火炮系統，其遠程對地攻擊彈丸能夠在更遠的距離發射制導彈藥。它的防空和導彈防御能力介于 "宙斯盾 "艦隊與航空母艦和兩棲艦之間。祖姆沃爾特擁有與 "宙斯盾 "類似的垂直發射系統，并具有發射自衛導彈以及SM-2導彈的控制能力。

航空母艦和兩棲艦能夠投射進攻性力量（海軍航空和岸上的海軍陸戰隊）。然而，這些艦艇上的防空和導彈防御探測-控制-交戰組件通常僅限于自衛。自衛是通過電子戰、短程導彈系統如ESSM和滾動機體導彈（RAM）或火炮（如Phalanx近程武器系統，或CIWS）來實現的。這些艦艇的作戰系統是艦艇自衛系統（SSDS）。

圖2. 計劃中的宙斯盾作戰系統空中和導彈防御（AMD）演變和潛在能力權衡的例子。VLS，垂直發射系統。

艦艇作戰系統是重大投資，隨著時間的推移不斷發展以實現新的能力。宙斯盾和SDS艦正在進行重大的能力升級，包括重要的新傳感器能力。宙斯盾作戰系統將從基線9發展到基線10（圖2）。這一演變具有許多新的能力。AN/SPY-6防空和導彈防御雷達（AMDR）將提供多任務能力，同時支持對彈道導彈的遠程、外大氣層探測、跟蹤和識別，以及對空中和地面威脅的區域和自我防御。對于BMD能力，需要比目前的雷達系統有更高的靈敏度和帶寬，以探測、跟蹤和支持在所需范圍內對先進彈道導彈威脅的交戰，同時對空中和地面威脅進行區域和自衛。對于區域防空和自衛能力來說，需要提高靈敏度和雜波能力，以便在嚴重的陸地、海洋和雨天雜波的情況下探測、反應和對付緊張的威脅。在控制和交戰領域，宙斯盾基線10包括功能升級，以利用AMDR提供的更豐富的數據，如宙斯盾BMD 6在交戰彈道導彈時利用AMDR增加的雷達靈敏度和帶寬。宙斯盾基線10將利用主動式導彈的持續發展，對不斷發展的反艦巡航導彈提供更有效的防御。部署在宙斯盾基線10中的AN/SLQ-32(V)7包括水面電子戰改進計劃第3塊，提供機載電子攻擊。軟殺傷協調員（SKC）能力是AN/SLQ-32的一個指揮和控制子系統，將被擴展到包括協調機載電子攻擊和改進的誘餌庫存。

圖3. 計劃中的航空母艦SSDS作戰系統的演變和潛在能力權衡的例子。(兩棲艦，也有SSDS作戰系統，也在進行相關的改進和能力權衡）。CATC，航母空中交通控制。

航空母艦和兩棲艦上以SSDS為基礎的作戰系統歷來依賴一套較老的傳感器（有些最初設計于1960年代），這些傳感器經歷了定期的現代化改造。雷達監視和目標跟蹤由AN/SPS-48G、AN/SPS-49A和AN/SPQ-9B雷達提供。額外的監視和跟蹤以及半主動導彈定位的照明由Mk9火控系統提供。航母空中交通控制由SPN-43支持。在新的杰拉爾德-R-福特號航空母艦（CVN78）上，這些功能將被新的雙波段雷達（DBR）取代（圖3）。正在為CVN 78開發的這種新的多功能雷達是X波段AN/SPY-3和S波段AN/SPY-4的組合。然而，正在考慮為后續的CVN 79和CVN 80航空母艦以及新的兩棲艦艇設計替代雷達。多功能雷達將完成AN/SPS-48和AN/SPS-49雷達的遠程監視和跟蹤功能，為航母空中交通管制提供數據（目前由AN/SPN-43提供），并提供SPQ-9B雷達的地平線監視和跟蹤能力以及Mk 9跟蹤器/發光器的火控功能。多功能雷達將能夠更好地控制ESSM導彈的彈道，更準確地移交給ESSM尋的器，提高ESSM對付反艦巡航導彈的能力。

在任何新的作戰系統基線的發展中，以可承受的成本選擇最大的能力是一個挑戰。圖2和圖3分別顯示了 "宙斯盾 "和SSDS未來基線的候選系統和能力。APL進行建模和模擬以及關鍵的實驗，為選擇這些系統和能力中可負擔的子集作為新的基線提供信息。除了主要的基線升級外，海軍繼續探索根據需要快速部署新能力的技術。宙斯盾和SSDS分別利用宙斯盾的速度能力和火控環路改進計劃來應對艦隊的緊急需求。

圖4. 一個通用作戰系統。實際的作戰系統有圖中組件的一個子集。成功的交戰需要許多作戰系統組件的協調運作。IFF，識別朋友或敵人。

防空和導彈防御是一個復雜的過程，涉及設備和計算機程序的協調運作。圖4顯示了一個普通的艦艇作戰系統。艦上傳感的主力是其艦載雷達，特別是多功能雷達。這些雷達得到了其他艦載雷達的補充，這些雷達有特定的用途。此外，艦艇可以通過安全通信訪問位于其他艦艇、飛機、陸地站點和太空的艦外傳感器。傳感器被控制，傳感器資源的使用被管理，以滿足整體防御需求。由整個傳感器組進行的個別測量與其他傳感器數據相關聯，在某些情況下還會融合。在所有情況下，都會產生軌跡。每條軌跡應該對應于一個物理對象。軌跡是作戰系統對單個物體的總認識，包括其運動學--例如，矢量位置和速度；物體的分類（飛機、巡航導彈、彈道導彈、雜波、碎片等）；目標的類型（例如，如果是巡航導彈，它是哪種巡航導彈）；以及在適用時，目標的身份（例如，友軍或敵軍）。

圖5說明了關聯和跟蹤問題。在世界任何地方的任何一天，作戰人員一般都有一個先驗的背景信息可用。這種背景將定義誰是可能的敵人，他有什么樣的威脅，以及，一般來說，他可能如何攻擊。在今天的作戰系統中，這些信息被視為 "理論"，是定義作戰系統如何應對傳感器信息的規則集合。例如，今天的識別理論定義了，考慮到背景，哪些額外的傳感器證據對于最終識別目標是必要的。下一個可能輸入作戰系統的是來自ISR（情報、監視和偵察）的一些早期指示，即攻擊即將來臨；這種早期指示提醒作戰系統注意物體的存在，并經常識別目標，但它不一定提供精確的運動學或低延遲。今天，幾乎沒有將背景數據和ISR數據與有機傳感器進行定量整合。先驗背景和ISR的定量整合是新作戰系統設計的一個挑戰和增長點。

一旦目標進入傳感器范圍，作戰系統就會收到傳感器的測量數據（例如，機載或非機載雷達），以低延遲顯示更精確的運動學，但這些數據可能包括也可能不包括用于識別物體的特征。挑戰之一是如何將所有這些數據正確地關聯到 "軌跡"。當測量結果被關聯起來以形成軌跡時，軌跡運動學狀態被計算出來（并用于后續的關聯）。軌跡過濾指的是將測量序列轉化為這種軌跡狀態的算法，在本期S. A. Hays和M. A. Fatemi的文章中進行了討論。圖6顯示了通過關聯和過濾圖5中的測量值而計算出的名義軌跡狀態。在這幅圖中，跟蹤過程運行良好。圖6中軌跡的數量等于物體的數量，軌跡狀態隨著時間的推移收斂到實際的目標位置，來自不同傳感器的測量值被正確地關聯起來，而且軌跡可以被推斷到未來以準確預測目標位置。然而，跟蹤過程在所有這些方面都會受到大傳感器測量精度、低傳感器更新率、高度不可預測的物體運動和物體間距的挑戰。在多個傳感器的情況下，測量偏差和不同的傳感器測量尺寸也是挑戰。克服這些挑戰仍然是作戰系統設計中的一個研究課題。

圖5. 一個多維跟蹤問題的二維表示（x，y）。在這個例子中，三個目標離得很近，足以挑戰關聯和過濾算法。

一個作戰系統必須合并、融合和解除許多來源的跟蹤數據，以產生一個單一的可用的跟蹤圖片，供決策使用。這包括所有的本地傳感器，以及來自戰術數據鏈路（如Link 16/11）的軌跡數據和來自傳感器網絡（如CEC）的測量和軌跡數據。主要的挑戰是所收到的數據的多樣性，以及需要使一個單位的軌跡管理過程與多個單位的軌跡管理過程具有互通性。例如，每個來源通常有不同的方式來描述運動軌跡數據的準確性，一些來源可能提供不完整的描述。類似的多樣性也存在于對目標身份和類型的描述中。在不同的時間框架內設計的不同單位和不同的任務將有不同的規則和算法來支持建立一個共同的軌跡編號和識別系統。此外，網絡可能提供具有不同時間延遲、偏差和數據丟失的數據。將所有這些來源的數據調和成一個單一的可用軌跡圖的過程通常被稱為軌跡管理，多年來一直是APL的一個活躍的研究和發展領域。

由聯合軍種（陸軍、海軍、空軍和海軍陸戰隊）為空中軌跡（副彈道導彈）跟蹤制定的《單一綜合空中圖像指標》給出了單一軌跡圖像指標的一個好例子（圖7）。請注意，這些指標包括軌跡運動學和屬性。此外，這些指標還衡量了不同艦艇和飛機上的跟蹤圖片之間的共同程度。這種共性對共享交戰和識別數據至關重要。

圖6. 作戰系統計算出代表目標運動學的最佳估計的軌跡。該圖描述了環境和ISR數據與有機傳感器跟蹤的定量整合--這是新作戰系統設計中的挑戰。

圖7. 作戰系統空中軌跡圖的典型指標。

一旦有了軌跡，它們就成為交戰序列的組織工具。交戰的成功取決于對被交戰目標的跟蹤的保真度。當目標接近其目標范圍時（圖8a），更多的傳感器進行測量，使跟蹤運動學（如位置、速度和加速度）的準確性（圖8b）以及目標身份和特征的確定性（圖8c）不斷提高。然而，大多數武器要求應用額外的傳感器資源（例如，不同的雷達波形、更高的更新率、雷達調度中的高優先級，或在某些情況下，額外的傳感器），以實現 "火控質量跟蹤"（圖8d），能夠支持以下所有或部分內容：

• 意圖的確定
• 決定交戰
• 確定可接受的武器發射時間和攔截點（調度）。

圖8. 一個典型的針對突襲威脅的交戰序列。一旦探測到目標，就開始收集傳感器數據，最終達到足夠的運動學準確性和身份及特征的確定性，以實現成功交戰。在整個交戰過程中，滿足這些閾值的傳感器資源需求是不同的。

作戰系統的設計是使用其關鍵功能的誤差預算。這些預算確定了每個作戰系統功能所能容忍的最大誤差，并將最大誤差的一部分分配給許多因素中的每一個。運動學軌跡狀態誤差通常是最大誤差的重要貢獻者。為了滿足挑戰性的誤差預算分配，大多數作戰系統對不同作戰系統功能的測量數據進行不同的過濾（圖9）。這些差異的一個例子是過濾的程度。較重的過濾（較小的過濾增益）將使新的測量數據相對于當前軌跡狀態的權重降低，產生的運動學估計值由于測量噪聲而具有較小的差異。然而，這些過濾器對不可預知的目標運動（機動）的容忍度不高。較輕的濾波（較大的濾波增益）將使新的測量值相對于當前的軌跡狀態有更大的權重，并產生由于測量噪聲而產生較大方差的運動學估計值。盡管這些濾波器對不可預測的目標運動（機動）的容忍度更高，但它們的方差使它們對于需要長期時間預測的功能來說不太理想。

圖9. 為了滿足交戰誤差預算，大多數作戰系統為不同的作戰系統功能以不同的方式處理傳感器測量數據。例如，較重的跟蹤過濾（較小的過濾增益）將產生運動學估計，由于測量噪聲而產生較小的方差，并能進行較長期的時間預測。較輕的跟蹤過濾將產生對不可預測的目標運動（機動）更寬容的運動學估計。

一旦存在蹤跡，就需要對其類型和身份進行定性。這個目標是攻擊防御區的威脅（應該交戰）還是其他物體，如商業客機或非致命的碎片（不應該交戰）？此外，能夠知道的目標特征（如威脅的類型）越多，交戰就越有效。確定類型和確定身份一般都需要投入額外的傳感器資源，以實現成功交戰所需的信心。軌跡的身份和特征以及它的運動學與作戰理論相比較，以作出交戰決定。

交戰決定的下一部分是確定哪些武器（導彈、火炮和/或電子戰）有能力消除威脅，并根據其庫存和預測的有效性來選擇使用的武器。交戰決定是促使需要精確的軌跡運動學的因素之一，因為軌跡運動學狀態可能需要預測到很久以后（例如，考慮到艦載導彈飛出到預測的攔截點的時間）。

武器選擇和調度的一個基本原則是 "火力深度 "的概念--范圍內的多層防御。最有效的防御通常是多層防御，每層使用不同的技術，如遠程硬殺傷（如海軍綜合火控），其次是硬殺傷區域防御，然后是硬殺傷和軟殺傷（電子戰）自衛。彈道導彈防御的類似物是中段防御，然后是海基終端防御。

考慮以防空為例。假設有一次NT威脅的突襲。衡量防空性能的一個典型指標是突襲殲滅的概率（PRA）。對于NL層防御，每層都有殺死目標的概率（PK），火力深度的數學優勢可以很容易地在一個非常簡化的分析中證明。要殲滅整個突擊隊，必須殺死每一個NT目標，而殺死每一個目標的機會都是NL。簡化的分析假設所有這些事件在統計上是獨立的，在這種情況下，PRA由PRA=[1-(1-PK)NL]NT給出。

圖10是在突襲規模為5個威脅的情況下繪制的這個方程式。請注意，只用一個單層就能達到很高的防御水平（高PRA），需要在該層有很高的殺傷概率。這種高殺傷概率很難通過單一技術（如單一導彈類型或單一電子戰策略）實現，因為任何防御技術都有可能被對手利用的弱點。在每一層中使用不同技術的分層防御，要求每一層的殺傷概率相對較低，通常使高PRA更容易實現。不同層中使用的不同技術使統計獨立假設更有可能成立，因此更有可能出現多層的收益。因此，大多數艦艇都有硬殺傷和軟殺傷的混合防御技術，以及不同類型的硬殺傷和軟殺傷武器。

圖10. 使用不同技術的多層防御通常使高PRA更容易實現。該圖描述了對五種威脅的突襲的簡化分析結果，并假設所有的交戰在統計上是獨立的。

此外，火力深度可以節省庫存。如果第一層的交戰是成功的，而且可以有把握地衡量這種成功，那么后續各層所需的資源就不需要花在這種威脅上。

隨著交戰的進行，一般需要更多的作戰系統資源才能取得成功（圖8d）。作戰系統設計的一個重大挑戰是決定何時使用這些武器，以及如何安排作戰系統資源（例如，傳感器、發射器、照明器）來完成交戰。時間安排是動態的，隨著新的傳感器數據的提供、額外目標的披露以及最初安排的交戰的執行而改變。這些挑戰在本期M.R. Smouse等人的文章中討論。

隨著交戰的安排，作戰系統保持整體的交戰時間表，并按照該時間表執行交戰。大多數作戰系統對傳感器測量值進行自定義過濾，以獲得與個別武器控制要求相匹配的軌跡狀態（例如，獲得穩定的速度，以便在攔截前進行長時間預測）。作戰系統初始化導彈（在發射器中），以建立一個共同的時間框架和坐標框架，用于作戰系統和導彈在飛行中的數據通信。一旦導彈被正確初始化，發動機就會被點燃。發射后不久，作戰系統開始使用武器控制鏈路與可鏈接的導彈進行通信（圖4）。根據導彈的類型和飛行階段，它將被控制(1)自主地(發射和遺忘)；(2)通過向它提供持續的上行目標數據；或(3)通過向它提供加速指令。來自作戰系統的目標數據將被導彈用來用其尋的器（通常是主動射頻[RF]、半主動射頻、被動射頻或紅外）獲取目標，然后導彈可以開始對目標進行歸位。

聯合全域指揮與控制（JADC2）將從任何傳感器和任何領域收集信息，在巨大的物理距離上快速傳輸大量數據，處理信息以支持動態戰斗管理和指揮官的決策，然后確保正確的信息在正確的時間到達正確的戰斗人員手中，以達到預期的效果，所有這一切都在全球范圍內進行。太空將賦予所有這些關鍵行動權力。這只能通過基于空間的基本能力來實現。只有太空領域能夠以一個有效的JADC2架構所要求的速度、規模和范圍來移動信息。如果美國希望在同行沖突中獲勝，美國防部和太空部隊須優先考慮一個強大的太空運輸層、傳感器和空間優勢，以保護這些能力。

適應新的現實

相對于世界上任何其他國家，美國在技術、訓練和經驗方面保持著無可比擬的軍事優勢。然而，其他國家的進步向美國軍隊提出了挑戰，要求其在戰略轉型、技術創新和作戰概念方面保持領先，以保持在所有作戰領域的未來優勢。這一挑戰因美國的對手在過去30年里仔細研究了美國的戰略、作戰概念和技術，特別是在科索沃的沙漠風暴行動和持久自由行動，而變得更加復雜。通過研究美軍快速部署和維持部隊以及進行精確打擊的能力，其他國家的現代化道路已經被經驗教訓所塑造，以對抗美軍以相同方式實現相同效果的能力。在未來的同行沖突場景中，空中力量的結構將受到強調，因為戰斗機和轟炸機可能有很高的出動率，而且從遙遠的作戰基地到戰區的運輸時間很長。越南戰爭期間從關島安德森空軍基地起飛的B-52飛機的例子，其特點是往返飛行時間為12至14小時（Correll, 2009）。

如果沒有精致和及時的機外情報反饋，長時間的過境時間將使機載打擊平臺對時間敏感目標的打擊變得多余。越來越多的美國及其盟國將面臨對手，他們在戰斗中帶來了自己的綜合能力，旨在剝奪機動自由和破壞重心，特別是指揮和控制（C2）。美國國防須適應新的戰斗空間現實，以確保并保持信息和決策優勢，這對戰勝對手至關重要。意識到這些復雜的挑戰和發展當前C2系統和流程的迫切需要，美國國防部（DOD）正在通過JADC2結構追求下一代C2概念和技術。在與聯合參謀部和國防部長辦公室的協調下，每個美國軍種都在尋求創造信息和決策優勢。雖然各種途徑可能不同，但所有美國軍種在基本目標上是一致的。

信息的需求速度

正如美國國防部副部長凱瑟琳-希克斯所指出的，"在一個日益注重信息的作戰環境中，指揮和控制從未如此關鍵"（哈德利，2022）。意識到確保信息和決策優勢的重要性，國防部制定了JADC2結構，它設想了一個體系，其中數據從廣泛的多領域傳感器中收集，在遙遠的距離上快速傳輸，處理成可操作的信息，并在與需求相關的基礎上提供給消費者，以增強戰術、作戰和戰略指揮領域的智能決策（美國防部，2022）。JADC2不是一個單一的項目或能力，它涉及到利用各種能力的組合，在正確的時間將相關信息傳遞給每個戰士，以達到預期的效果，所有這些都是在全球范圍內。美國防部在其2022年3月的聯合全域指揮與控制戰略摘要中描述了這些功能（美國防部，2022）。"JADC2為塑造未來聯合部隊的C2能力提供了一個連貫的方法，旨在產生在所有級別和戰爭階段、所有領域以及與合作伙伴一起感知、感知和行動的作戰能力，以便以相關速度提供信息優勢。"

任何質疑JADC2必要性的人都可以反思一下1940年夏天的不列顛之戰。這是一個典型的例子，說明信息和決策的優勢可以成為沖突中的決定性因素。在剛剛占領法國之后，德國決心入侵英國，而空中攻勢是實現這一目標的第一個組成部分。皇家空軍（RAF）的作戰飛機在數量上超過了七比一。當德國空軍的空襲開始時，超過3500架德國作戰飛機聚集在英吉利海峽對面。相比之下，皇家空軍只擁有446架作戰飛機。在1940年8月8日至8月18日的10天里，皇家空軍損失了154名飛行員，只有63名來自訓練中隊的綠色飛行員可以填補傷亡（理查德，1953）。然而，英國部隊在這些壓倒性的困難面前取得了勝利，因為他們的信息和決策優勢使他們能夠更有效地指揮他們的颶風和噴火戰斗機來對付數量更多的德國空軍。皇家空軍能夠在正確的時間和地點部署戰斗機，以保衛祖國，同時避免不適當的風險區域。

盡管自不列顛戰役以來，技術、系統和程序都發生了變化，但信息和決策優勢仍然是至關重要的軍事屬性，特別是在面對同行威脅時--這正是美國軍隊面臨的情況。

圖5.1: JADC2

鑒于這一目標，幾個基本原則對JADC2的架構師來說是至關重要的。JADC2只有在數據授權的情況下才是有效的。數據輸入是信息和決策優勢的骨干。傳感器必須在正確的時間和地點定位，以確保對敵方活動、部隊組成和脆弱點的必要洞察力。在尋求指揮和控制美國和盟國部隊、確保關鍵基礎設施的安全以及追蹤來襲威脅時，數據也是至關重要的。未來戰區的規模和范圍需要新一代的傳感器來收集必要的數據，以增強智能決策的能力，包括能夠深入敵后觀察或感知并提供持久觀察的系統。

JADC2也必須以需要的速度移動信息。機動性和速度一直是戰爭中的當務之急，但歷史上的重點是操作者或平臺如何在物理上利用這些優勢。在信息時代，軍事行動越來越依賴于傳感器的能力、數據處理能力和決策領域的人類行為者來了解戰斗空間。這包括尋找和固定目標，以確保預期效果，同時減少脆弱性（Deptula, 2016）。現代戰爭的關鍵是，工業時代的工具仍然重要--飛機、艦艇、坦克、衛星和野戰部隊，但信息優勢具有同等或更大的重要性。軍隊需要在最佳的時間和地點被引導執行行動，以最大限度地提高部隊的效率，同時避免不適當的風險。要做到這一點，作戰企業需要在未來適合這一目的的態勢感知和連接。

太空對JADC2的貢獻

太空領域將決定未來沖突的結果。原因很簡單：戰爭的成功將歸于擁有卓越的戰斗空間知識、做出更好的決定、更有效地指揮部隊和更快地關閉殺傷鏈的一方。天基技術將被證明在實現JADC2的愿景方面至關重要。在軌技術是確保作戰優勢的關鍵，特別是當涉及到傳感器和連接時：太空是最終的高地，為傳感器數據的收集提供了極其廣闊的視野。來自太空的優勢也使相隔遙遠的部隊之間的連接成為可能，并提供全球通信鏈路，可以傳輸所有傳感器的數據。美國太空部隊領導人了解太空能力對JADC2的必要性和核心地位。正如美國第一任太空作戰司令杰伊-雷蒙德將軍所解釋的，"我們從太空領域感知、傳輸和理解數據，然后將數據送到我們在陸地、空中和海上的聯合作戰伙伴手中的能力，是太空部隊為JADC2提供的。太空能力是現代戰爭的基礎"（美國空軍，2022）。

美國空軍的條令指出，"信息時代戰爭的一個關鍵區別是，許多武器系統依靠外部信息來源來運作"（美國空軍，2020）。雖然毫無疑問，太空能力對實現JADC2至關重要，但所需的具體系統和能力，有多少，以及成本如何，仍未確定。對JADC2的最終規模和范圍的不明確并沒有幫助未來的規劃。許多必要的技術已經存在，而其他技術仍在圖紙上，但沒有明確的途徑來采購和部署所需的能力。還必須確定指導其使用的總體作戰概念和戰略，特別是那些與在軌JADC2功能有關的概念。傳感器、處理能力和C2，所有這些都通過強大的連接性聯系起來，是構成JADC2愿景的關鍵因素。太空領域在所有這些領域提供了獨特的優勢，通過太空提供的效果對于實現JADC2的預期目標至關重要。

• 對JADC2的最終規模和范圍的不明確，無助于未來的規劃。許多必要的技術已經存在，而其他技術仍在繪圖板上，但沒有明確的路徑來采購和部署所需的能力。

傳感

數據收集是JADC2工作的一個重要組成部分，并強調必須將傳感器放置在正確的地點和時間，以收集整個戰斗空間--從友軍防線到敵方領土深處的所需輸入。在過去，這些數據收集功能主要是從空域執行的，允許快速跨越大片領土并利用高度優勢觀察感興趣的區域。今天的空域不僅在敵人的周邊地區有很大的爭議，而且機載情報、監視和偵察（ISR）也必須從美國和盟國的行動基地經過極長的距離才能有效地到達前線，更不用說在敵后。雖然空域對于此類任務仍然是必要的，但ISR將越來越多地過渡到太空。以快速的刷新率和持續的覆蓋率覆蓋地球的廣大地區，同時避開傳統的防空系統，并且不需要維持任務飛機的大量輪換就能獲得預期的結果，這種能力是在軌系統提供的改變游戲規則的優勢。

空間傳輸層

天基傳感器將產生關鍵的輸入，但位于空中、陸地或海上的傳感器也將被證明具有同等價值。一個關鍵的操作優勢是將來自所有來源的輸入融合到一個高度動態的、以效果為導向的方式，以實現任務結果。太空傳感器，無論是移動目標識別還是其他類型，都將被設計成更廣泛的多領域傳感器網絡中的節點，能夠收集不同的數據并將它們融合成一個整體，以揭示比任何單獨來源所能提供的更多可操作的戰斗空間知識。太空中的傳感器和其他JADC2節點提供了巨大的潛力，但整個體系必須連接起來以提供預期的結果。雖然以各種數據鏈形式存在的一系列地面網絡仍然很重要，但需要一個新的全球通信主干網，以可靠、高速、無縫、有彈性的方式全面連接JADC2企業的所有不同要素。由于天基能力具有全球視野、持久性和信息連接性，因此可以最好地滿足這一要求。擴大、運行和管理全球JADC2太空傳輸層和相關基礎設施將是美國空軍未來幾年的一項重要任務。

圖5.2：太空傳感器和數據傳輸層

擴展太空能力

通過利用太空實現JADC2的愿景，需要國家安全界，特別是太空部隊，開發一套新的傳感器能力和一個強大的太空運輸數據傳輸層，以適應全球行動（美國防部，2022）。雖然JADC2將是作戰指揮官在空中和地面創造效果的途徑，但其軌道資產必須是有彈性的并受到保護。這些動態反映了美國國家安全機構在如何看待空間方面的一個重大范式轉變。一套更好的能力始于一個分布式的、有彈性的架構，涉及的衛星數量遠遠超過目前在軌的衛星。為了提高彈性、響應性和功能水平，JADC2太空運輸層將需要政府和商業太空系統的組合，分布在許多軌道制度上，以構成所需的巨大數量。隨著時間的推移，傳輸層將不斷發展和擴大，利用不同的鏈接技術、衛星和軌道。更簡單地說，需要更多的、分布式的衛星來增強JADC2傳輸層的能力，以幫助避免單點故障，并將更多的現代能力帶到軌道上。

• 為了提高彈性、響應性和功能水平，JADC2太空傳輸層將需要分布在許多軌道制度上的政府和商業空間系統的組合，以構成所需的巨大數量。隨著時間的推移，傳輸層將不斷發展和擴大，利用不同的鏈接技術、衛星和軌道。

在JADC2的下一步，太空發展局（SDA）將發射一個低地軌道（LEO）衛星群，整合各服務的戰術網絡，以創建一個網狀網絡的傳輸層。SDA認為傳輸層主要是一個整合的挑戰，即必須將多種服務工作納入一個有凝聚力的系統中。因此，SDA正在與各個部門合作，滿足具體的集成要求。設計JADC2太空傳輸層的美國空軍將需要采用寬帶陣列能力，使其能夠在多個軌道上以多種頻率發送和接收衛星的數據。由此產生的模型將表現得很像現代手機，它可以依靠多個專有網絡，對用戶來說是無縫的，并提供一系列的服務。美國空軍領導人完全理解在軌通信能力對實現JADC2愿景的重要性。正如太空作戰部副部長大衛-"DT"-湯普森將軍所解釋的："JADC2是美國空軍的一個絕對優先事項。通過太空連接聯合部隊來實現JADC2，可能是我們在未來十年對聯合行動的最大貢獻"（湯普森，n.d）。

諸如此類的觀點反映了這樣一個現實：JADC2的力量完全依賴于整合和協作。無論美國防部在傳感器、處理能力、C2中心或前線資產上投資多少，如果沒有強大的、快速的和有彈性的以空間為中心的通信能力，這些都將不重要。考慮到這一點，美國太空部隊必須準備好保衛在軌傳感器和空間數據傳輸層。保衛在軌傳感器的關鍵因素是 發展一個可生存的JADC2體系，由加固的、擴散的網絡系統（由軍事、商業和聯盟資產組成）組成，跨越多個軌道--LEO、中地球軌道（MEO）、地球同步軌道（GEO）和近月軌道，以增強復原力，使對手同時瞄準和攻擊變得復雜，并提供深度防御（包括快速重組）。強大的太空態勢感知，包括天基ISR平臺--如地球同步太空態勢感知（GSSAP）航天器--用于低地軌道、中地軌道、地球同步軌道和月球軌道，以探測和識別對手的威脅并防止攻擊；以及進攻性和防御性空間武器，以防御和擊敗對JADC2架構和所有領域的空間傳輸層通信線路的主動攻擊。

結論

要想以今天的部隊在所有作戰領域達到戰爭勝利的水平，需要對C2進行改造。創建利用優勢決策周期和信息的C2將使作戰指揮官能夠在未來的戰斗中奪取主動權。擁有信息和決策優勢是實現可信的威懾能力的前提條件。1940年的不列顛戰役就是一個例子，C2系統是出于需要而設計的，以使有限的皇家空軍部隊在正確的時間和地點取得決定性的結果。沙漠風暴行動也同樣是一個成功的故事，技術先進的部隊利用優越的C2系統抵消了數量上的優勢部隊。在當今時代，JADC2是保持美軍主導性作戰態勢的途徑。正如美國空軍司令查爾斯-布朗（Charles Q. Brown）所指出的，"我們在這項工作中一天也不能耽誤。在未來高度競爭的環境中，速度、敏捷性和復原力對決策和戰斗管理至關重要。我們在JADC2中取得的進展將決定我們作為一支聯合部隊的成功"（美國空軍，2022）。為了實現JADC2并釋放它所承諾的作戰優勢，太空領域在收集、融合和迅速向全球范圍內的作戰人員傳輸大量數據方面發揮著重要作用。要做到這一點，必須有一個巨大的軌道資產網絡，該網絡必須具有彈性，并需要在所有領域進行防御

空中力量已經從一個世紀的技術創新和進步中受益。新技術的出現繼續挑戰著空中力量中經常持有的常識。無人機系統（UAS）就是這樣一種不斷發展的空中力量技術。這項技術為澳大利亞國防軍（ADF）帶來了巨大的機遇。雖然澳大利亞國防軍在特定的角色上取得了一些無人機系統的進展，但澳大利亞皇家空軍（RAAF）還沒有在其所有的空中力量貢獻中采用這種技術來達到軍事效果。

《空中力量手冊》（空天力量中心[ASPC]，2022年）定義了七種空中力量的貢獻：力量生成、空軍基地行動、空中指揮和控制、反空、空中機動、空中情報和ISR（情報、監視和偵察）以及空中打擊。一些先進的盟國已經在空中情報、ISR和空中打擊方面采用了發達的無人系統。這些系統包括美國空軍（USAF）的MQ-1捕食者、MQ-9死神和RQ-4全球鷹。甚至反空--載人空戰--也在發展無人系統的路上；RAAF與波音公司合作開展了 "忠誠的翼人 "項目（戴維斯，2019c），現在正式命名為MQ-28A幽靈蝙蝠（達頓，2022）。

但空中機動性如何？ADF還沒有接受關于未來ADF空中機動性自主性的真正對話。未來自主空中機動性思維停滯不前的一個更可能的原因是，在（到目前為止）有效的空運理論的支持下，載人系統幾十年來取得了高度可靠和經證實的作戰成功。因此，這里有一個克勞塞維茨式的平行關系：戰爭性質的一個持久因素是對機動性的需要，但今天皇家空軍所面臨的是戰爭性質的一個階梯式變化，一個對機動性來說過于重要的技術機會，不容忽視。

本文確定了在澳大利亞國防軍空中機動中采用無人機系統的滯后性，并探討了澳大利亞國防軍在未來使用無人機系統的機會。通過這樣做，本文旨在提高對ADF無人駕駛空中機動性潛力的集體認識，并為ADF部隊結構企業的軍事和商業貢獻者提供一個廣泛的參考來源。本文首先研究了無人機系統適應的驅動因素，或指標。這些驅動因素包括澳大利亞的戰略利益、區域軍事現代化、安全和生存能力、降低成本和技術可用性。然后，本文介紹并分析了三種核心空中機動性活動中每一種的無人機系統發展的具體機會和例子。為此，本文簡要討論了澳大利亞國防軍目前的機隊，然后探討了一些不斷發展的無人駕駛空中機動性技術和概念，澳大利亞國防軍可能會考慮在下一代空中機動性機隊中使用。最后，本文提出了無人機系統空中機動性發展可能面臨的一些挑戰，以幫助未來的研究和探索。

證據表明，需要一個靈活的、跨服務（和跨文化）、跨行業的方法來設計、開發和使用未來的空中機動部隊。傳統的澳大利亞皇家空軍中重載平臺和陸軍輕中載平臺的分叉模式可能會讓位于大型和小型載人和自主系統的混合艦隊。聯合部隊設計者之間的集體方法--跨單一軍種總部的真正合作--對于皇家空軍的固定翼空中機動團體和陸軍的旋轉翼團體之間的合作至關重要。也許更重要的是，在這個領域需要與工業界合作。商業行業在自主車輛領域發揮著相當大的作用，政府和私人研究和開發組織也是如此。現有的和新的伙伴關系的跨服役杠桿對于利用未來自主的ADF空中機動性的機會是至關重要的。

本參考文件記錄了一種研究多派系沖突的方法。它的靈感來自于在加拿大聯合作戰中心（CJWC）進行的名為 "北約和平執行行動"的兵棋推演。該方法使我們能夠確定每個派系的實力與時間的關系。這種知識允許盟軍在部署前確定其兵力，以便成功地執行任務。使用一組具有隨機損耗率的微分方程對多派系沖突進行建模。

1 引言

作為其任務的一部分，加拿大聯合作戰中心（CJWC）定期進行兵棋推演。這些兵棋推演通常涉及軍事人員、平民和科學家等。如參考文獻[1]、[2]、[3]所述，有許多類型的兵棋推演。

本報告的靈感來自于一個特定的兵棋推演，并且是基于一個虛構的場景（見參考文獻[4]），概述如下。

在這個虛構的場景中，北大西洋公約組織（NATO）介入了紅色政府（RG）的和平執行任務。這發生在二十年后的未來（2039年）。紅色政府是集權的、專制的和好戰的。有四個派系。

1.紅色政府（RG）：RG的軍隊規模龐大，裝備精良。它從俄羅斯獲得技術支持和建議。

2.紅色伙伴（RP）：RP是RG的一個盟友。它是伊拉克和黎凡特伊斯蘭國（ISIS）和/或基地組織（AQ）的一個殘余勢力。RP的目的是將其世界觀強加于其他國家。

3.藍色伙伴（BP）：BP由叛軍組成。它只有輕微的武裝，是北約的盟友。

4.北約：北約的一支部隊，在北約特設的三星級聯合總部下行動，并有非洲聯盟成員支持。

RG在Kaden Khalil上校的統治下。RG壓迫自己的公民，暗中資助和庇護RP。RP是一個極端主義組織，破壞該地區其他國家的穩定。在非洲聯盟（AU）的支持下，北約旨在執行聯合國安理會（UNSC）的決議，要求停火，并要求RG尊重平民的人權。俄羅斯向RG提供支持，但沒有參與到戰爭中。

游戲探討了北約部隊可以采取的行動方案。關鍵能力被確定為是針對北約還是為北約而使用。

本文件組織如下：

• 第2節描述了由一組微分方程定義的模型。

• 第3節提供作為微分方程解的數值結果。

• 第4節總結了這些結果，解釋了它們的意義并提出了未來工作的方向。

"JADO需要改變美國空軍思考和開展行動的方式"--CSAF大衛-戈德費恩

鑒于這個問題的復雜性，在未來幾年里，會有數以百計的意見和解決方案流向領導層。確定最可行的、具有成本效益的、安全的解決方案將是最困難的部分。這個問題在一個軍種里有幾個復雜的問題，更不用說多個軍種和多個國家了。先進作戰管理系統（ABMS）是為空軍和相關軍種作為一個聯合團隊運作奠定基礎的前沿和中心。這項工作的重點是通過安全的數據網絡連接傳感器、決策者和武器，實現快速決策和 "全域指揮與控制"。本文將詳細介紹今天正在開發的應用以及這些項目在部署時將面臨的挑戰。

簡介

為了威懾并在必要時擊敗對手，美國空軍必須為聯合全域作戰（JADO）做出貢獻，以快速感知、指揮和控制、目標定位和支持所有作戰領域的行動。空軍應對這一挑戰的方法被稱為先進作戰管理系統（ABMS），它將成為引領JADO的 "技術引擎 "并創建一個框架。ABMS將由用戶能夠使用和訂閱的幾個應用程序組成，以完成一個特定的任務。這些應用中的一些包括CommandONE、platformONE和fuseONE，它們都有一個非常具體的用途，當JADO的能力投入使用時，將適用于整個服務。在試圖實施JADO時，不可避免地會有一些挑戰，包括網絡和這些網絡上流動的數據的安全，獲得滿足網絡社區的操作授權（ATO），以及如何實施和維護開發/安全/操作（DEVSECOPS）以配合操作的速度。空軍仍在使用50多年前制造的飛機，這些飛機今天需要與第五代飛機互通，而改造舊機身可能被證明是成本、進度和性能方面的最大挑戰。

CommandONE

可以應用于ABMS概念的幾種應用之一是CommandONE。CommandONE希望通過開發的應用來促進成千上萬的傳感器和收集源的攝入，這些應用以所有領域的任務為重點，并為滿足所有安全等級的聯合行作戰要求而量身定制。CommandONE應用將為操作人員提供多域和聯合作戰的行動方案（COAs），以提供戰爭戰術和作戰層面的戰斗管理。在人工智能和機器學習（AI/ML）的幫助下，最終產品旨在為操作人員提供快速和有效的知情決策能力，同時減少殺傷鏈時限。大多數C2工具，如TACS、AWACS、JSTARS和CRC，都是圍繞特定的傳感器或能力建立的，并且只存在于SECRET級別。CommandONE的目標是利用來自所有安全級別的所有領域來源的傳感和信息，提供跨越所有任務集的戰斗管理，以便在聯合作戰中為所有部隊提供武器對準目標。

FuseONE

由于像CommandONE這樣的應用允許操作人員從成千上萬的傳感器中進行選擇以完成任務，因此需要有一個融合應用，可以直觀地顯示所有傳入的數據。FuseONE是一種尖端的能力，它能在時間、空間和背景對象集中的環境中融合所有領域的傳感器輸入。目前的傳感器在一個爐灶中建立一個空氣圖，并且經常使用與任何其他C2使能器不兼容的格式。通常情況下，傳感器數據的分類也會限制其向用戶的傳播，為了彌合傳感器和用戶之間的差距，通常要開發一個跨領域的解決方案（CDS）。FuseONE將是一個統一的多域引擎架構，它將建立和維護具有高精確度的對象。為了讓成千上萬的傳感器在一個應用程序下融合在一起，需要創建和管理一種特定的格式。今天在現場的所有傳統傳感器將需要更新到新的信息格式，以便將他們的數據放在一個ABMS的能力平臺上。

多級安全

多級安全背后的理念允許用戶在不同的安全分類級別和區間內同時導入、導出、處理和存儲數據。這個概念也將允許具有不同許可的用戶同時使用該系統，并允許用戶在沒有被許可的情況下訪問存儲在該系統中的所有數據。目前，由于分類問題和信息訪問的限制，業務可能會陷入停滯。對數據進行適當的分類對于保護信息是很重要的，但是當數據的分類積極地阻礙了它所要通知的任務時，我們基本上是在自取滅亡。多級安全將允許用戶通過高保障接口連接到不同安全等級的多個網絡。這種多層次的網絡將需要有一個集中的ATO，并由一個信息安全專業人員團隊不斷監控，以進行修補、更新和增加網絡等。這項工作的最大關注點是政府的認證程序和IT界需要承擔的風險，以管理這樣一個網絡。系統的ATO應該被授權到盡可能低的級別，以確保快速的審批過程。

DevSecOps

通常在提到一個軟件程序時，開發和運營是程序創建過程中的獨立實體。當你把開發和運營這兩個功能結合起來的時候，你就可以確保快速的發布周期，并且可以被認為是一個 "敏捷 "的軟件項目。DevSecOps背后的理念是將安全融入整個項目，而不僅僅是在開始或結束時。開發和運營應該建立在安全的基礎上，在項目的整個生命周期中不斷進行安全補丁/更新。通常情況下，對于復雜、快速移動的程序，自動化是安全集成成功的關鍵。關于JADO，像CommandOne、FuseOne和其他一些軟件應用程序將需要以相關的速度運行，在我們今天所處的環境中，這將是一個敏捷的過程。每個應用程序都需要將其開發和運行建立在安全的基礎上，以便成功地保護軟件應用程序免受對手的攻擊。

結論

聯合全域作戰是一項復雜的技術挑戰，它將影響到所有軍種的每個項目辦公室、每個用戶、每個傳感器和每個武器系統。永遠不會有一個完美的解決方案，尤其是在使用75年歷史的技術時，可以實現無縫集成。ABMS提出了一個有希望的解決方案，它可以作為一種訂閱服務發揮作用。如果用戶想要訪問一個特定的傳感器、武器系統或數據集，該用戶將登錄到多層次的IT系統，并訂閱完成任務所需的材料。從理論上講，這應該是相對直接的實施，但在實踐中，總是會有挑戰。在提到所有這些軟件應用程序的開發/安全/操作時，敏捷的DevSecOps將是一個 "熱門"的詞。重要的是，在加強所有系統的安全的同時，要走在下一個威脅的前面；如果管理不善，一個小裂縫可能會使整艘船倒下。

縮略語列表

ABMS - 先進作戰管理系統

AI/ML - 人工智能/機器學習

ATO - 操作權

AWACS - 機載預警和控制系統

C2--指揮與控制

CDS--跨域解決方案

COA--作戰方案

CRC--控制和報告中心

DevSecOps--開發安全操作

JADO --聯合全域作戰

JSTARS --聯合監視和目標攻擊雷達系統

TACS--戰區空中管制系統

附錄:

圖1. 正在為ABMS開發的核心應用和功能

為了加深對國家（美國）在考慮國防預算時面臨的選擇的理解，國會預算辦公室更新了其 2016 年關于武裝部隊結構的入門讀物。此更新版本基于國防部 (DoD) 的 2021 至 2025 財年未來防御計劃中概述的支出計劃和人員數量。

入門書包含描述軍隊結構每個主要要素的規模、成本和功能的條目。這些要素包括構成武裝部隊傳統骨干的主要作戰單位，例如裝甲旅、航母打擊群和戰術飛機中隊。它們還包括為國防部提供特定能力的專業組織，例如特種作戰部隊和導彈防御系統。

國會預算辦公室（CBO）對軍隊結構的分析側重于國防部運營和支持 (O&S) 預算所涵蓋的日常運營成本。該預算近年來通常每年總計超過 4000 億美元，不包括購買武器系統、建造軍事設施和進行持續軍事行動的支出。

在此分析中，CBO 檢查了 O&S 預算涵蓋的活動、資金和人員，并將其歸于部隊結構的主要組成部分。對于主要作戰單位，成本和人員數量的估計包括一個作戰單位的許多支援單位及其在行政或間接活動中的總份額。由此產生的“完全支持單位”的估計讓有興趣改變軍隊部隊結構的決策者了解這些變化將涉及的成本和人員數量。

本書的結構如下：
? 第 1 章描述了 CBO 分析軍隊力量結構和成本的概念方法。
? 第 2 章討論陸軍部，并描述了每種類型的旅戰斗隊。
? 第 3 章討論了海軍部，并描述了主要類型的艦船和海軍陸戰隊單位。
? 第 4 章討論了空軍部，描述了主要類型的飛機中隊和新的太空部隊。
? 第 5 章描述了一些主要的國防組織，例如特種作戰司令部和軍隊的醫療保健系統。

每章還側重于對理解軍隊的部隊結構很重要的特殊主題，例如不同類型單位的整合或軍隊進行某些類型行動的能力。

在閱讀了第 1 章中對 CBO 方法的概述后，對空軍結構或陸軍步兵旅戰斗隊等感興趣的人可以轉到相關部分。