本書提供了防空和導彈防御系統工程過程的關鍵見解和設計程序,從而形成一個平衡的導彈防御系統,其要求是滿足防空和彈道導彈防御的需要。這本導彈防御系統工程參考書將為導彈防御工程師提供基本的技術基礎,使他們能夠進行有組織的計劃和分析,從而有效地指導問題的定義、后續幾代導彈防御系統的研發投入以及現有導彈防御系統的升級。因此,本書將具有國際性和長期的應用價值。
本書重點介紹艦載導彈防御系統,該系統可為本艦提供導彈防御,并保護附近的其他艦船。不過,本書所討論的系統工程原理也可隨時應用于其他導彈防御系統方案。本書的目的是讓讀者了解導彈防御系統的物理原理以及驅動這些系統能力的關鍵性能參數。
這是《現代雷達原理》叢書的第二卷。第一卷《現代雷達原理:基本原理》對雷達操作進行了基本討論: 基本原理》對雷達操作進行了基本討論,而《現代雷達原理:高級技術》則討論了雷達信號處理、波形和其他重要雷達技術的關鍵方面。對于需要進一步了解雷達如何使用、管理和操作的雷達工程師或研究生來說,這本書將是一本極好的參考書。
現代雷達系統非常復雜。它們可以通過多種方式進行配置,以完成各種任務。因此,雷達是一個高度多學科的領域,專家們擅長現象學、天線技術、接收機或發射機、波形、數字設計、探測、估計和成像算法、電子防護、跟蹤、目標識別、多傳感器融合、系統工程、測試和評估以及操作概念。除了計算技術的巨大進步之外,雷達領域還出現了一種趨勢,即數字化步驟越來越接近天線元件。這極大地強調了采集方法、傳感器拓撲結構以及應用于傳入數據的特定算法和技術的重要性,以產生卓越的產品。
《現代雷達原理:先進技術》論述了上述趨勢和現代雷達系統最重要的方面,包括新的子課題。讀者將看到多輸入/多輸出 (MIMO) 雷達、壓縮傳感、無源雙向雷達、信號處理以及通過雷達進行下裝/人體探測等方面的最新內容。各章分為五節:波形和頻譜、合成孔徑雷達、陣列處理和干擾緩解技術、后處理注意事項以及新興技術。
《現代雷達原理:基本原理》(POMR) 分為四個主要部分: 概述、雷達環境、雷達子系統以及信號和數據處理。在講授雷達這樣一個廣泛的技術領域時,很難設計一個從頭到尾直線進行而無需瞻前顧后的專題序列。概述部分解決了這一問題,它通過高水平的第一道關卡,讓讀者熟悉雷達的一系列基本概念和問題,為在其余部分中進行更詳細的研究奠定基礎。第 1 章介紹了電磁波特性、目標和雜波回波、單靜態和雙靜態雷達以及噪聲探測等基本概念。該章還通過描述廣泛的軍事和商業應用來說明雷達技術的范圍。最后,第 1 章介紹了一些雷達文化信息,如 “波段 ”術語(如 L 波段、X 波段)和美國軍用系統的 AN 術語。第 2 章深入探討雷達中最基本的數學模型--雷達測距方程。首先推導出基本的點目標測距方程,并探討其含義。然后,本章針對特定雷達模式開發了幾種常見的變體。第 3 章深入探討了雷達最基本的任務--搜索和探測,描述了搜索過程,介紹了統計探測的概念以及由此產生的概率在評估雷達性能中的重要性。
第 2 部分 “雷達環境 ”是POMR的真正特色之一。即使有,也很少有雷達入門書籍能像這本書一樣,對傳播效果以及目標和雜波特征進行廣泛而深入的討論。第 4 章介紹了對雷達具有重要意義的所有主要電磁傳播現象,從各種天氣條件下的簡單衰減到折射、衍射、多徑、導管和超視距傳播等更復雜的問題。第 5 章總結了有關大氣、陸地和海洋雜波反射率和多普勒特性建模的大量數據,并介紹了雜波分析所需的許多常用平均反射率和統計模型。第 6 章介紹了目標的散射和反射機制以及雷達截面的概念,第 7 章介紹了評估探測性能所需的常用雷達截面統計模型。第 8 章更深入地探討了多普勒頻移,集中介紹了靜止和移動目標以及雷達平臺的多普勒頻譜的典型特征。
第 3 部分 “雷達子系統 ”介紹了典型現代雷達系統的各個主要子系統。第 9 章介紹雷達天線技術,從天線的基本概念和關系開始,然后介紹經典的單脈沖和機械掃描天線。本章一半的篇幅用于介紹現代相控陣,詳細討論了陣列模式、寬帶效應和陣列結構。第 10 章介紹雷達發射機技術,包括大功率熱離子(管式)非相干和相干發射機,以及固態發射機技術。此外,本章還重點介紹了現代相控陣的發射機模塊和饋電結構。本章還涉及頻譜分配和發射機可靠性問題,這些都是其他入門教科書中沒有的內容。第 11 章介紹雷達接收機技術,從最基本的類型開始,擴展到多級超外差接收機。書中討論了噪聲和動態范圍問題,并介紹了傳統的模擬同步探測器以及日益流行的相干系統直接采樣數字接收機技術。第 12 章對相干激勵器的介紹在入門教科書中是獨一無二的,但對于理解現代系統的結構卻非常重要。介紹了激勵器的性能問題,隨后討論了實現現代相干雷達激勵器的可用技術。此外,還解釋了脈沖多普勒系統保持低相位噪聲的重要性。本教科書的另一個獨特主題是第 13 章,其中討論了雷達數字信號處理器技術。介紹了估算處理器負載的指標和程序,隨后討論了定制集成電路、可重新配置硬件等替代實施技術,以及使用圖形處理單元進行實時信號處理等令人興奮的新技術。
第 4 部分 “信號和數據處理 ”集中介紹了利用先進的數字信號和數據處理技術從雷達信號中提取更多信息的日益復雜的技術。第 4 部分的前半部分涉及信號處理基礎、探測和雜波抑制。第 14 章首先簡明扼要地總結了數字信號處理器的基本原理,如采樣、量化和數據采集,然后全面回顧了離散傅里葉分析,包括窗口和插值。其他章節讓讀者重新認識了數字濾波器、隨機信號的特性,以及最重要的匹配濾波器概念及其與數據整合的聯系。第 15 章回到第 3 章首次介紹的閾值檢測主題。這里更多關注的是相干和非相干集成的細節,以及使用可用數據的其他方法。介紹了 Neyman-Pearson 檢測和 Swerling 模型,從而得出雷達信號的最佳檢測器。介紹了阿爾伯斯海姆方程和施奈德曼方程,作為方便的計算輔助工具。第 16 章繼續討論恒定誤報率(CFAR)閾值檢測,這是實際干擾環境中的一個實際要求。該章深入討論了基本的小區平均 CFAR 的特性、性能和缺點,然后介紹并比較了許多常見的 “魯棒 ”和 “自適應 ”CFAR 變體。第 17 章介紹了用于減少雜波的兩種主要多普勒處理方式:移動目標指示(MTI)和脈沖多普勒處理。對 MTI 的討論包括盲速、交錯脈沖重復頻率和機載 MTI。有關脈沖多普勒處理的章節介紹了盲區和模糊解決等重要主題。本章還簡要討論了氣象雷達中廣泛使用的脈沖對處理方法。
在第 4 部分的后半部分,重點轉向探測后位置測量和跟蹤以及高分辨率技術。第 18 章涉及測距、測角和多普勒的位置測量。精度和準確度的基本概念引出了 Cramèr-Rao 精度下限。然后介紹了幾種測距、多普勒頻移和角度估計器,并對其性能進行了評估。本章自然引出第 19 章的跟蹤算法介紹。在討論了基本參數估算以及使雷達跟蹤復雜化的一些數據關聯和分辨率問題后,介紹了從基本的 α-β 跟蹤器到卡爾曼濾波器等多種跟蹤算法。第 20 章和第 21 章介紹了實現高分辨率雷達成像所需的技術。第 20 章介紹了高分辨率脈沖壓縮技術。對匹配濾波器進行了更深入的研究,然后將其應用于最常見的寬帶波形,包括線性頻率調制或 “啁啾 ”以及從巴克碼到各種多相碼的相位編碼波形。本章介紹了范圍挎葉控制方法,并介紹了模糊函數作為設計和理解波形特性的一種手段。最后,第 21 章概述了合成孔徑雷達 (SAR) 成像。該章介紹了合成孔徑雷達數據采集,并推導出了廣泛適用的通用分辨率和采樣方程。雖然合成孔徑雷達圖像形成算法的范圍太廣,對入門教科書來說也太高深,但還是對兩個極端進行了描述: 多普勒波束銳化是最簡單的成像算法之一;反投影是目前高級成像的 “黃金標準”。本章最后討論了合成孔徑雷達成像的獨特現象,包括懸浮、陰影和斑點。總之,《POMR》第 4 部分對信號處理的廣泛介紹為研究更高級的課題(如高級合成孔徑雷達、時空自適應處理和多輸入多輸出雷達)提供了絕佳的跳板。
激光技術是防御現代武器的理想選擇,因為激光束可以在微秒內將能量投射到數公里之外,速度之快足以消除大多數反制反應。本書僅包括未分類或解密的信息,重點介紹涉及大氣傳播的軍事應用。第 1-6 章提供了光學技術的背景材料。第 7-11 章介紹了激光技術,包括對未來戰爭有重大影響的高效超大功率激光器,如自由電子激光器。第 12-17 章展示了激光技術如何有效緩解 21 世紀最緊迫的六種軍事威脅。其中包括使用激光來防范導彈、未來核武器、定向光束武器、生化武器攻擊和恐怖分子,以及克服惡劣天氣條件下成像的困難。
了解這些威脅及其相關的激光防護系統對于明智地分配資源至關重要,因為需要在維持強大的經濟、有效的基礎設施和有能力的軍事防御之間取得平衡。強大的防御可以阻止攻擊者,從長遠來看,往往比其他方法更具成本效益。激光技術將徹底改變 21 世紀的戰爭。
本書是市場上第一本向大眾介紹無源雷達技術的書籍,正如書名所述,作者希望向讀者介紹無源雷達,以非常簡單清晰的方式介紹了無源雷達的工作原理以及與有源雷達的區別,并展示了這種新技術的優點和缺點、本書面向所有希望了解這項新技術而又不想深入研究相關問題數學描述的讀者。 本書還介紹了無源雷達的發展歷史、工作原理、不同光照的特性、信號和數據處理的基本原理,包括相關接收、直接信號抵消、雙靜態探測、目標定位和跟蹤。此外,還討論了實用方面的問題,并介紹了選定的演示器和最終產品。
本手冊旨在幫助電子戰和雷達系統工程師對系統能力進行一般估計。本手冊由 NAVAIR 電子戰/戰斗系統部主任贊助。章節包括:基本原理;天線;雷達方程;雷達與接收機特性及測試;微波/射頻組件;電光紅外;飛機動力學考慮;數據傳輸總線;詞匯表;縮寫和縮略語。
今天的現代軍隊顯然正處于轉型期。往往對具體問題以及軍事專業應如何走出困境存在分歧。這種不一致造成了對歷史上技術最先進、訓練最有素、受教育程度最高的專業軍事力量為何如此令人失望的爭論。本書試圖為嚴肅的軍事專業人士勾勒出這樣一個框架:盡管有先進的技術和復雜的專業發展與培訓,但我們的軍隊在即時或局部戰術背景之外的安全應用中卻越來越脆弱。
本書對當前流行的軍事理論、方法和模式以及總體制度化框架進行了積極的批判,具有挑釁性。作者毫不回避對這種無處不在的思維方式的審視,這種思維方式幾乎支配著所有軍事組織的形式、職能和有目的的作戰行動,正如今天在條令、教育和訓練中定義的那樣,以及它們在現實世界中的運用。這項工作并不是又一次試圖逐步改進現有的傳統概念,在稍作修改后為其辯護,或者以 "這就是他們的真正意思,這就是解決今天失敗問題的新路線圖 "為名,尋求以某種新的變體來改革機構批準的內容。作者試圖顛覆、挑戰,并在必要時摧毀一些受人珍視的作戰人員信念,這些信念在今天已無關緊要,而且在最初實施時的作用也值得懷疑。本書可能會推翻許多蘋果園--有些會讓讀者喜出望外,有些則可能會讓讀者反思自己的不安反應是否會暴露自己的偏見。
在過去的十年中,作者一直從事系統設計、戰略、作戰規劃和組織變革方面的理論研究、實驗、促進和寫作,經常會遇到兩種關于這些強大而具有破壞性的機構轉型主題的要求。首先,許多人反對這些有爭議的觀點,間接地以反智的方式堅持認為,"解釋這些事情所需的高水平理論對整個組織來說太難了。你必須將其簡化--使用 "簡單、愚蠢"(Keep it Simple, Stupid)或 "KISS"(Keep it Simple, Stupid)原則。否則,你的想法就不值得考慮!" 無論是在戰爭學院、領導力活動、會議和研討會上,還是在學術評論中,抑或是在網絡和社交媒體上,都會遇到這種反應。
第二種最常見的抵制形式是 "不能把嬰兒和洗澡水一起倒掉"。很多已經制度化的東西已經有了很好的記錄,根本沒有證據表明這些新概念會比我們維持已經付諸實踐的東西更好"。顯然,"嬰兒 "是指作戰者所珍視的、認為好的和重要的東西,而 "洗澡水 "則是指該機構將容忍對其進行辯論,并可能根據等級制度的決定予以淘汰的東西。
以嬰兒為中心的東西是意識形態的(人們不敢質疑),而任何洗澡水的瀝干通常都需要一些量化的、明確的和客觀的證明,以允許任何改變。作者想在這里談談這兩方面的問題,并邀請愿意超越自我、機構保護立場的讀者繼續閱讀。
系統設計師賈姆希德-加拉杰達吉(Jamshid Gharajedaghi)對第一種體制性套路提出了最優雅的反駁,即軍方(以及國防以外的許多團體)固守 "一切從簡 "的原則,以避免 "花哨 "的概念和其他高深理論。套用他的回答,一個共同的組織理解并不是一個發展或變革過程的開始:它是最后一步。如果每當一個組織試圖進行批判性的自我反思、實施變革性的概念、嘗試困難的理論和新的學習時,首先要在該機構或領域的最廣大人群中達成共識,那么就不會允許任何 "花哨 "的東西進入大樓。加拉杰達吉說:"我向你們保證,我們將迅速跌入最低級的平庸。生活將在設定和尋求可實現的目標中進行,而這些目標很少能擺脫熟悉的局限"。因此,軍事條令必須是軍事事務組織變革長征的最后一站,而絕不是第一站(盡管有許多例子可悲地反駁了這一信條)。KISS 提供了明天的制度相關性--但卻總是以犧牲作戰人員的創新或隨機應變為代價。
以色列軍事作戰設計師西蒙-納韋(Shimon Naveh)在接受采訪時直言不諱地指出:"戰爭很難打,但我們還是要去打。如果這確實很關鍵、很重要,那就不能選擇。我們應該去做...你需要的只是一些智力上的耐力和精力。如果你對你的職業是認真的,那么你就會去完成它。" 納韋不傻,雖然他對這種緊張關系的描述像一把大錘,但戰爭是一項最嚴肅的事業。如果軍事職業確實是一項現代職業,我們就必須思考在這項龐大的事業中,應如何培養和鼓勵實驗、批判性思維、創新和變革。并非所有事情都應歸結為標準化的條令,也并非每個想法都需要轉化為盡可能小的分母。在下一場戰爭中,新的優勢永遠不會在今天顯現出來,依賴于照方抓藥的操作人員也永遠不會發現改變游戲規則的新機遇。
在過去十年的系統設計教學和理論研究中,作者接觸過數以萬計的軍事專業人員。那些看起來最不能也最不愿意考慮新戰爭理論的人并非不聰明。相反,他們已經將一些理論(如克勞塞維茨、斯維欽、孫子)、模型(如博伊德的 OODA 循環[觀察、定向、決策、行動]、重心分析、SWOT 分析--識別組織的優勢、劣勢、機會和威脅)和方法(如聯合規劃流程、軍事決策流程)內化到了意識形態的程度,并與他們的作戰人員身份聯系在一起。這種深刻的聯系成為體制變革的最大障礙。正如 Gharajedaghi 所澄清的那樣,問題并不在于你所在機構的廣泛基礎缺乏對新思想的理解。相反,問題在于他們之上的專家們沒有共同的理解。對組織而言,學習新事物本質上要比讓專家們重新學習他們已經同化甚至儀式化了的東西容易得多,這已經遠遠超出了任何理論、模型或方法對一個行業的作用。
這種情況導致了第二種體制上的抵制點(這也暗示了戰爭中的反智主義):嬰兒在洗澡水里,激進的轉型有可能失去我們所珍視的一切。我們將這一比喻中的嬰兒視為我們的軍事職業;如果沒有特定的概念、信仰和行為,我們作為一支軍事力量就可能被抹殺,或淪為無法完成任何任務的非職能實體。這種觀點再次勉強闡明了機構不惜一切代價自我保護的黑手。本書解釋了一種單一的、完全消耗性的戰爭模式是如何支配軍事力量的,它阻止任何操作者在其強加的限制之外思考或行動,否則就有可能被疏遠、邊緣化,或者更糟糕的是,被宣布為異端和流放。我們無意識地試圖保留嬰兒,如果有的話,我們應該在不打擾嬰兒的情況下,隨著時間的推移逐步換掉洗澡水。然而,抵制新模式的做法是錯誤的,這也是現代軍隊今天陷入困境的部分原因。
有時,我們最初把嬰兒放在臟洗澡水里而沒有意識到這一點,或者在當時,其他選擇甚至沒有那么有用。將比喻進行到底,機構變革需要健康的辯論。改變一個組織很難;試圖從根本上改變一個組織則是革命性的,往往會造成極大的破壞。因此,機構是否更愿意在未來戰爭發生之前,在存在巨大風險和不確定性的情況下,立即承受尋求轉型的劇痛?也就是說,嬰兒從一個浴盆(設計)中被拽出來,進入一個完全不同的浴盆。或者說,如果該機構在未來戰爭中逐漸失敗,使用大多數成員以機構穩定和統一的名義同意的基本不變的結構(洗澡水的糟糕選擇),忍受緩慢的痛苦和破壞,因為與我們知道的魔鬼打交道總比與我們不知道的魔鬼打交道要好?
本書從第一部分開始,闡述了現代軍隊在復雜戰爭中的思維和行動方式存在的問題。我們用洗澡水給嬰兒洗澡,這讓嬰兒(和父母)感到惡心。然而,這種制度是如此執著于做事的方式,以至于它的勢頭使我們越來越難以考慮涉及改變水質的替代方案。本書指出了社會范式是如何在群體中形成的,以及現代軍隊是如何在戰爭中使用特定范式進行思考和行動的。
接下來,在第 2 部分中,我將利用系統設計來概述如何擾亂、挑戰和改變軍隊的思維和行動方式,從而探索出一系列不同的選擇和更為全面的戰爭框架。第 3 部分介紹了對大多數讀者來說可能很陌生的概念。例如,多重未來、系統思維和涌現等概念將有助于建立考慮有目的的軍事思想和行動的新方法。有些概念可以用來修改當前的決策方法,有些概念則可以用來打破現有的框架,從而讓設計者創造出另一種選擇。然而,這些新的戰爭設計不會擴展舊的戰爭框架的任何承諾,即更大的確定性、預測性或控制性,或從不確定性的未來逆向設計出一條從今天開始的清晰而線性的導航路徑的能力。復雜就是......復雜。我們為何會相信簡化的線性因果邏輯可以為我們規劃復雜戰爭的路徑,這個謎團也將在本節中揭開。
最后,在第 4 部分中,提出在現代軍隊所堅持的傳統戰爭框架內,系統設計可能開始正規化的方法。要擺脫戰爭中一些僵化、過時的概念,實際上需要一代人或更長時間。從頭到腳,從我們最高級別的教育到最基本的條令原則,個人都已經習慣了這種體制。這個比喻的失敗之處在于,我們的現代軍隊甚至無法區分嬰兒和洗澡水的終點在哪里。我們不善于反思,不斷重復使用特定的工具,卻沒有能力超越我們的框架,在社會管理的限制之外進行廣泛的反思和改革。盡管如此,并非所有事情都是不祥之兆--許多現代軍事概念對于我們需要推進的工作都很有價值。
《多軍種行動評估戰術、技術和程序》(MTTP)為參謀人員確立了技術和程序,以便更好地向指揮官通報行動進展情況,從而確定風險和資源需求,使行動更加有效。為便于理解和掌握手冊內容,需要介紹三個主要概念:評估的定義,包括參謀人員和評估小組的作用;評估對指揮部的作用;以及如何進行評估的多個步驟。
評估是一個持續的過程,參謀人員要觀察和評估作戰環境以及友軍單元行動對其任務的影響,以便更好地為指揮員提供信息。成功的參謀部在評估小組的支持和指導下,利用現有參謀人員進行評估。按照《聯合出版物》(JP)5-0《聯合規劃》的規定,被指派進行行動評估的參謀人員要利用現有參謀人員在特定工作線或行動線中的領導作用,與行動或計劃官員協調提供支持證據,并支持他們向指揮官提出行動建議。盡管評估人員可能是一個獨立的工作組,但他們的建議可為行動或計劃決策提供支持。
從規劃之初到整個執行過程,成功的評估整合為指揮員提供了一種手段,可以積極主動地識別和調整任務完成過程中新出現的機遇和風險。及時發現機遇和風險可為指揮官帶來明顯優勢,如可能使敵人失去平衡并迅速結束戰斗;調整聯合部隊能力的重點以最大限度地減少干擾;或加快目標、條件和最終狀態的實現。反之,錯失良機和風險則可能導致交戰曠日持久、人員傷亡增加,并增加遭受挫折的可能性。
成功的規劃包括在整個執行過程中整合從接受任務開始的持續評估概念。參謀部整合的概念包括指揮員做出關鍵決策所需的信息、資源短缺的識別以及完成任務式的風險。
評估中的最佳做法包括:從預期結果入手,組建一線工作組領導評估工作,嵌套上級和下級評估,開展基于標準的評估以衡量進展情況,利用戰略問題傳達數據要求,利用變革理論為友好行動提供框架和可信度,以及發布書面評估以明確傳達深思熟慮的評估結果。
本 MTTP 嵌套于 JP 5-0 中介紹的六個行動評估步驟中。本出版物將進一步解釋每個步驟的重要性以及完成這些步驟的方法。
以下是本出版物各章和附錄的摘要:
第一章 評估概述
第一章向指揮官及其參謀人員概述了評估過程,并提供了JP 5-0與本出版物中討論的MTTP之間的聯系。
第二章 評估框架
第二章討論評估流程的第一步和第二步。這兩個步驟是在行動規劃階段制定行動評估方法和評估計劃。
第三章 收集和分析
第三章討論評估流程的第三和第四個步驟。這些步驟收集和分析信息與情報,在行動期間進行。
第四章 通報評估結果并調整計劃
第四章介紹了完成評估流程第五步的過程:傳達評估結果。這一步最常被稱為評估,因為它需要通過口頭和視覺手段將參謀部的評估意見傳達給指揮官,以便做出決定。第四章簡要討論了評估流程的第六步,即調整計劃或行動。
附錄 A 成果與指標連接模型
附錄 A 詳細討論了如何創建正確的問題或陳述,以有效收集推動評估的指標。該模型可幫助新評估員或評估小組制定評估計劃,為指揮官的決策點提供支持。
附錄 B 評估計劃示例
附錄 B 展示了海軍陸戰隊第二遠征軍在過去一次行動中使用的評估計劃示例。該示例將通過展示評估計劃的工作示例以及如何創建評估計劃來提供幫助。海軍戰爭學院提供了幾個示例,供評估人員整理思路、制定指標和展示數據收集計劃。
附錄 C
附件和附錄示例 附錄 C 提供了各處條令中的行動命令評估格式,并提供了每種格式的來源。
1.目的
美軍這份多軍種戰術、技術和程序(MTTP)出版物可作為指揮官和參謀人員的指南,用于將評估納入在軍事行動范圍內任何地點開展行動的規劃和行動流程。它提供了行動評估的實用技術和程序,是對當前聯合和軍種條令的補充。MTTP 是確保在正確的時間向正確的決策者提供適當評估信息的一種手段。
2.范圍
本 MTTP 出版物:解釋評估技術和程序,使行動更加有效。
提供以下評估框架
(1) 與聯合出版物 5-0《聯合規劃》保持一致。
(2) 描述參謀人員和指揮官在行動各階段的行動。
(3) 提供共同參考,使各層級之間以及指揮官與其參謀部之間能夠有效溝通。
描述了評估規劃并將其納入計劃和行動流程。
提供適合各部門一般情況的行動評估技術和程序,同時承認各軍種開展的類似評估活動一般側重于不同的領域。
3.適用性
本 MTTP 出版物適用于執行行動的指揮官及其參謀人員。
4.實施計劃
主要負責的參與軍種指揮辦公室將審查本出版物;驗證信息;并在適當情況下參考本出版物并將其納入軍種手冊、規章和課程中,具體如下:
陸軍。經批準和驗證后,本出版物將按照美國陸軍訓練和條令司令部指揮官的指示,將其中包含的戰術、技術和程序納入美國陸軍條令和訓練文獻計劃。根據認證頁上列出的適用指令進行分發。
海軍陸戰隊 海軍陸戰隊將根據訓練與教育司令部 (TECOM) 總司令的指示,將本出版物中的程序納入美國海軍陸戰隊 (USMC) 條令出版物。根據海軍陸戰隊出版物分發系統進行分發。
海軍。海軍將按照海軍作戰發展司令部 (NWDC) (N5) 指揮官的指示,將這些程序納入美國海軍培訓和條令出版物。根據 MILSTRIP/MILSTRAP Desk Guide(MILSTRIP/MILSTRAP 桌面指南)、Naval Supply Systems Command Publication 409(海軍供應系統司令部出版物 409)進行分發。
空軍。空軍將根據適用的管理指令納入本出版物中的程序。根據空軍第 33-360 號指令《出版物和表格管理》分發。
5.用戶信息
美國陸軍聯合武器中心、海軍陸戰隊總部、DC、CD&I、NWDC、Curtis E. LeMay 條令發展與教育中心和海陸空應用(ALSA)中心在各軍種司令部的共同參與下編制了本出版物。ALSA 將在必要時對本出版物進行審查和更新。
本出版物反映了當前的聯合和軍種條令、指揮與控制組織、設施、人員、職責和程序。聯合和軍種出版物中適當反映的軍種規程變化將納入本文件的修訂中。
美國海軍陸戰隊作戰出版物(MCWP)3-34《工程作戰》闡述了規劃、執行和評估海軍陸戰隊空地特遣部隊工程作戰所需的基本原則。為指揮官及其參謀人員提供了與遠征先進基地和分布式海上作戰相關的工程支援任務和功能的總體概述。此外,它還從概念上讓讀者了解工兵能力、規劃考慮因素、指揮關系、支持要求以及在整個競爭過程中成功執行任務式的考慮因素。該書是工兵條令的巔峰之作,與海軍陸戰隊所有其他工兵條令出版物和聯合出版物 3-34《聯合工兵作戰》直接相關。
本綜述旨在介紹統計和統計分析在軍事搜索探測技術評估和報告中的應用。目標受眾是參與軍事搜索能力開發的人員,他們以前可能沒有接受過統計分析方面的培訓,但其他需要做出以證據為基礎的能力開發決策的人員也可能會發現一些介紹性概念是適用的。本介紹旨在利用軍事搜索中使用的技術的技術評估中常見的例子,讓讀者熟悉統計分析的基本概念和語言,因此敘述直接指向具體的討論和概念,而繞過了在學術性更強的綜述中會考慮到的大型重要數學主題。因此,本導論并不力求詳盡,而是為感興趣的讀者提供參考,介紹業界使用的通用語言和概念,并就如何以合理的統計方式報告結果以及解釋他人提供的結果提出建議。
雖然承擔能力開發任務的軍事人員往往擁有多年的經驗和作戰洞察力,但并非所有人都接受過足夠的科學或技術培訓,使他們能夠在整個能力發展過程中從容應對要求他們進行的顯性或隱性風險效益評估中的統計和概率方面的問題。作為技術評估工作的一部分,他們需要將軍事要求轉化為技術要求,確定并分離出相關的物理參數進行測試,設計并執行實驗試驗,進行分析并解釋數據,最終做出以證據為基礎的能力發展決策,這些決策將在未來數年內影響國家能力。這可不是一項小任務。
面對預算和資源有限的壓力,同時又要負責以同樣不斷變化和改進的各種戰備等級的成套技術來應對快速發展的威脅,我們有強烈的動機來確保用于評估軍事技術有效性和局限性的資源能夠產生足夠高質量的證據,為投資和能力發展決策提供可靠的依據。此外,通過開發和應用完善的科學和統計方法,技術評估所投入的努力也能為更廣泛的盟軍能力發展社區提供支持。為確保分析的科學性、客觀性和統計有效性而付出的更多努力,將增加合作伙伴之間的信任,從而使報告的結果可以被有信心地接受,從而限制多余的工作,利用國家投資,促進相互依賴和互操作性的目標。
本專著追求的是確定美國陸軍如何能夠建立對定位導航和授時的共同作戰理解。規劃人員、分析人員和戰略人員必須了解如何實施空間使能因素和能力,以應對有爭議的作戰環境中的挑戰。最重要的是,本專著試圖回答美國陸軍將如何在未來的多域作戰中減輕定位導航和授時(PNT)的不利影響的問題。空間使能器對于成功彌補BCT級別的空間作戰差距以應對PNT戰爭中的近距離威脅是至關重要的。了解美國陸軍在MDO期間如何針對近距離對手開展行動,對于未來的任務規劃至關重要,這將使美國陸軍在多域作戰中應對作戰挑戰并保持作戰優勢。該專著將提供背景資料,確定美國陸軍在被拒絕、降級和中斷的空間作戰環境(D3SOE)中的GPS所面臨的當前問題,適用于PNT的當前文獻,并分析當前PNT的能力和局限性。最后,它的結論是關于美國陸軍必須如何認識到MDO的未來影響,并確定將阻礙美國陸軍未來行動的任何執行的脆弱性的建議。
在當前的信息和技術時代,世界人口已變得越來越依賴實時數據。無論是手機、電視,甚至是電力,技術已經成為地球上日常生活中提供實時信息的主力軍。隨著這種技術全球化的增加,對美國國家安全的挑戰和保護美國國內外利益的復雜性也在增加。美國繼續在有爭議的作戰環境中投射力量。美國在被拒絕的、退化的和被破壞的作戰環境中通過空間能力投射力量的能力不能僅僅停留在戰略領域,還必須延伸到作戰和戰術層面。
今天,近在咫尺的對手威脅,特別是中國和俄羅斯,正在與美國進行一場越來越復雜的技術競賽。國防空間戰略(DSS)總結提出,由于俄羅斯等大國開發、測試和部署反空間能力及其相關的軍事理論,以便在沖突中延伸到空間,因此構成最大的戰略威脅。這與其說是創造最主要和最致命的武器的競賽,不如說是一場更專注于如何拒絕對手能力的競賽。了解到這些空間支持行動的戰略利益,外國政府正在發展威脅他人使用空間能力的能力。中國和俄羅斯各自將空間武器化,作為降低美國和盟國軍事效力和挑戰美國空間行動自由的手段。
這種拒絕對手能力的技術競賽可能導致信息傳遞的 "內容 "和 "方式 "的范式轉變。拒絕信息傳遞是信息作戰(IO)和多域作戰(MDO)的最前沿。美國陸軍目前在作戰層面上面臨的問題是對定位、導航和授時(PNT)以及空間能力如何在退化、中斷或被拒絕的作戰環境中實現任務規劃和執行缺乏共識。美國陸軍必須了解PNT戰爭如何在作戰環境中發生,以及如何在未來的MDO期間減少所有梯隊對PNT戰爭的敵對使用。
三種不同的基本能力的組合定義了PNT。定位是指在標準大地測量系統(如1984年世界大地測量系統或WGS84)中準確和精確地確定一個人的位置和方向的能力,或在需要時確定三維位置。導航是確定當前和所需位置(相對或絕對)的能力,并應用于修正航線、方向和速度,以達到世界上任何地方的所需位置,從地下到表面,從表面到空間。計時是指在世界任何地方并在用戶定義的及時性參數范圍內,從一個標準(協調世界時或UTC)獲得并保持準確和精確的時間的能力。計時還包括時間轉移。
授時是PNT的關鍵。它是定位和導航的基礎。GPS的定位和導航數據來自接收設備的授時信號。全球的用戶完全依靠美國空軍維護的衛星群來獲得授時信息。
由于平民依賴PNT,即目前現代技術的支柱,美國軍隊也極其依賴PNT及其能力。廣泛依賴衛星信號進行導航和計時,使美國的關鍵基礎設施和經濟活動處于危險之中。
從戰術層面上進行徒步巡邏的步兵到進行聯合演習的海軍艦艇,甚至是在戰略層面上投擲精確制導炸彈的B-52 "斷頭臺",這些行動的成功執行所需的精確位置的計算都使用PNT。PNT的中斷可能有能力阻止美國軍隊的行動。人們越來越關注對手破壞GPS信號的方法和手段,從而使美軍無法獲得實現 "美國戰爭方式 "的定位和導航信息。美軍必須對付這些對手的措施,以便在被拒絕的、退化的和被破壞的空間作戰環境(D3SOE)中有效運作。
在D3SOE中有效運作依賴于幾個維持連接網絡的天基系統。天基系統和不受阻礙的空間訪問對國家的經濟福祉越來越關鍵,并與美國的國家安全相關聯。美國陸軍依靠空間能力來實現和加強陸地戰爭;幾乎每一個陸軍和聯合行動都受益于這些能力。了解這些涉及的復雜系統的風險將產生一種保護美國利益的預防行動的緊迫感。
基于空間的能力是軍事、商業和民用部門的一個組成部分。目前美國的空間政策闡明了基礎活動,通過加強機構間和商業伙伴關系來改善空間系統的開發和采購。長期存在的空間技術和成本障礙正在下降,這使得更多的國家和商業公司能夠參與到衛星建造、空間發射、空間探索和人類太空飛行中。私人商業公司Space X最近公布了其空間計劃。這可能促進美國商業空間能力和服務的新市場機會,包括依賴美國政府提供的空間系統的商業應用。促進商業應用對有保障的PNT的依賴,可以利用美國的能力來增強和鼓勵新興技術和空間能力的民用和軍用互操作性。鑒于上述概述,本專論將討論在美國陸軍作戰計劃中理解PNT的重要性。
美國陸軍將如何在未來的多域作戰 (MDO) 中減輕 PNT 戰爭的影響?
美國陸軍要求重點支持有保障的PNT和緩解技術,這可能使美國陸軍在MDO期間應對作戰挑戰并保持作戰優勢。為了應對有保障的PNT所面臨的近似挑戰,美國陸軍必須找到新的和全面的方法,通過同時使用其他作戰領域,如網絡戰和電子戰,來減少對計時系統的威脅。這也意味著要建立一個防御性的時間基礎設施和網絡,以維護和改善友好的授時源和授時分配,重點是精確授時的廣泛用途。在GPS被屏蔽的環境中,確保準確的PNT信息被傳遞給作戰人員是絕對關鍵的。為了采用這些技術,并有效地應對近距離的威脅,美國陸軍必須在作戰層面上提高整個部隊對空間能力和促進因素的共同理解。
美國陸軍必須認識到MDO的未來影響,并確定將阻礙美國陸軍未來行動的任何執行的弱點。了解美國陸軍在MDO期間如何對近距離的對手開展行動,對于未來的任務規劃至關重要。MDO方法將等同于美國陸軍如何減少其目前對PNT的過度依賴,同時繼續執行和實現任務的成功。
通過條令、歷史和理論的視角,研究將集中在公開來源的非保密檔案材料、當前和歷史上的軍事學說以及理論框架,以產生一個規范性的建議來回答研究問題。訪問聯合導航戰中心(JNWC)、美國陸軍空間和導彈防御司令部(USASMDC)、美國戰略司令部(USTRATCOM)和位于科羅拉多州彼得森空軍基地(AFB)的美國空間司令部(USSPACECOM)的人員資源,將提供歷史和當前背景以及與研究問題有關的信息。這將有助于指導研究,任何發現,并提供與此主題有關的額外背景。該專著將確定當前的MDO理論,包括當前的空間作戰理論,以了解已確定的PNT脆弱性,在可能的情況下減輕,以及在空間使能器可以彌補任何操作差距的情況下未減輕。空間使能器對于在BCT層面成功彌補空間作戰差距以應對PNT戰爭期間的近距離威脅是最重要的。
本專著將特別關注解決美國陸軍應通過實施集中的系統方法來理解PNT的過程。這個過程將通過在各旅戰斗隊(BCT)實施空間使能器和空間能力來提高對PNT戰爭的作戰理解。空間能力是投射陸地力量和贏得近距離戰斗的關鍵使能因素。本專著分為四個主要部分:第一部分是導言,包括背景信息,指出美國陸軍在D3SOE中面臨的GPS問題;第二部分提供適用于PNT戰爭的當前理論,以及對當前PNT戰爭能力和限制的理解;第三部分分析美國陸軍目前如何計劃和執行MDO;第四部分總結了影響、建議,以及必須進行的額外研究。