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聯合全域指揮與控制(JADC2)是一項長期的工作,旨在連接跨太空、空中、陸地、海洋和網絡領域的軍事資產。美國防部打算讓JADC2分析所有這些領域的作戰數據,使決策者能夠更有效地確定、執行和監測行動。

美國防部正處于開發JADC2的早期階段,并發布了初步指南,包括一項概述廣泛目標的戰略。然而,國防部還沒有確定細節,如哪些現有系統將有助于JADC2,以及未來需要開發哪些能力。一份眾議院報告指示國防部報告整個JADC2工作的范圍、成本和時間表。目前,國防部正處于確定這些內容的早期階段。

2020年4月,美國政府問責局報告了空軍對JADC2的貢獻--先進戰斗管理系統(ABMS)--并建議空軍制定采購和規劃文件。自那時起,空軍已經采取了措施,并確定了兩項ABMS工作:

  • 能力版本1打算部分實現F-35與指揮和控制中心的數據連接,空軍計劃在2024年交付樣機。這與最初的 "能力版本1 "計劃有所變化,該計劃也包括F-22的數據連接。空軍打算更新文件以反映這一變化。

  • 基于云的指揮和控制打算整合各種防空數據源以支持國土防御。空軍計劃在2023年提供初始能力;但是,它正在確定這些能力。

2022年6月,空軍成立了一個公司聯盟,協助制定網絡要求,稱為ABMS數字基礎設施,以實現ABMS工作。此外,在2022年9月,空軍為ABMS建立了一個新的領導結構。雖然這些都是發展ABMS的積極步驟,但空軍迄今尚未交付任何能力,并正在確定未來的能力和交付時間。

報告概括

為了保持對對手的競爭優勢,美國防部(DOD)的軍事指揮官需要一個實時的、完整的戰斗空間圖,以便他們能夠迅速做出明智的決定,指導行動,并監督行動的執行。歷史上,當國防部和軍事部門獲得武器系統時,他們通常優先考慮單個系統的能力,而不是連接性、數據互操作性和各系統的功能兼容性。國防部認識到,其系統現在需要在更復雜的戰斗環境中運行,并需要更多的連接性。國防部打算讓全域聯合指揮與控制(JADC2)來解決這些問題,利用數字環境來分析所有領域的作戰數據,使決策者能夠更有效地確定、執行和監控行動。

先進戰斗管理系統(ABMS)是空軍對JADC2的貢獻。它旨在建立一個數據網絡以連接空軍和太空部隊的傳感器、系統和武器。2020年4月,美國政府問責局發現,空軍在沒有商業案例的關鍵要素的情況下開始了ABMS的開發,如為預算要求提供成本估算。

伴隨著H.R.4350號法案的一份眾議院軍事委員會報告包括了一項由GAO對ABMS進行審查的規定。此外,眾議院戰術空軍和陸軍小組委員會要求GAO對ABMS進行審查,以及它將如何促進國防部為JADC2制定更廣泛的目標。本報告討論了(1)空軍為ABMS能力制定計劃的程度,以及(2)國防部對JADC2的定義。

為了評估空軍在多大程度上制定了ABMS能力計劃,審查了ABMS采購計劃文件,以確定空軍確定了哪些能力,以及開發這些能力的成本和時間表。這些文件包括計劃簡介、采購戰略、需求文件、成本評估和合同文件。GAO還審查了空軍向國會工作人員提供的ABMS狀況簡報。GAO利用美國政府問責局確定的采購領先做法分析了這些文件,以確定空軍計劃是否涉及商業案例的關鍵要素。這些要素包括確定的要求、獲得成熟技術的計劃、成本估算和可承受性分析。

GAO還將這些文件與國防部的采購指南進行了比較,如適應性采購框架主要能力采購途徑和軟件采購途徑,以確定空軍計劃是否包括采購規劃的關鍵組成部分。GAO還確定了空軍為解決美國政府問責局先前關于ABMS的工作中的公開建議所采取的步驟,其中包括開發商業案例的關鍵要素的建議。此外,GAO審查了ABMS合同,以確定空軍計劃如何利用承包商來幫助滿足ABMS的要求。此外,GAO采訪了空軍ABMS的領導和官員,以了解目前ABMS的工作以及空軍計劃如何確定和優先考慮未來的ABMS工作。GAO還討論了空軍辦公室在規劃和執行ABMS工作中的作用和責任。

為了評估美國防部對JADC2的定義程度,審查了關鍵政策、規劃文件、實施指南、信息文件和概述簡報,包括機密和非機密文件。審查了這些文件以確定JADC2的目標、JADC2的管理結構、JADC2官員的角色和職責以及國防部領導層對如何實施JADC2目標的指導。還審查了與每個軍事部門對JADC2工作的貢獻有關的文件,包括空軍的ABMS、海軍部的Overmatch項目和陸軍的Convergence項目。盡管獲得了信息以獲得對 "聚合項目 "和 "超配項目 "的總體了解,但鑒于重點是國防部如何定義JADC2,所以沒有詳細評估這些努力。此外,采訪了JADC2的領導層以及來自國防部長辦公室和聯合參謀部的官員,他們代表了JADC2七個工作組中的四個。討論了國防部在執行JADC2目標方面的進展,潛在的挑戰,以及為應對這些挑戰所采取的措施。此外,采訪了空軍、空軍、海軍、海軍陸戰隊和陸軍的官員,以確定每個軍事部門目前為實現JADC2目標所做的努力,并討論國防部領導層如何為實施JADC2提供指導。

在2021年10月至2023年1月按照公認的政府審計準則進行了這次績效審計。這些標準要求計劃和實施審計,以獲得充分、適當的證據,為基于審計目標的調查結果和結論提供合理依據。所獲得的證據為基于審計目標的審計結果和結論提供了合理的依據。

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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。

目前的美國軍事平臺,其中許多可以追溯到幾十年前,不足以對抗對手不斷發展的人工智能和機器學習技術創新。美國空軍的空戰管理系統應對了這一挑戰,提供了多領域的數據能力,以數字方式連接所有領域的聯合部隊。

今天的對手正在發展利用人工智能和機器學習作為力量倍增器的能力,使美國長期存在的軍事能力失去效力。 要實現空中優勢,首先要實現決策優勢。一個完全實現的先進作戰管理系統(ABMS)是美國空軍聯合全域指揮與控制(JADC2)概念的組成部分,它將提供多域安全處理和數據管理、連接和應用,以同步傳感器、火力和網絡,使聯合部隊在每個領域都有數字連接。

引言

讓人驚訝的是,在21世紀,這個擁有地球上最昂貴和最多產軍事力量的國家,仍然依靠PowerPoint幻燈片和電話對國土面臨的潛在威脅進行實時分析。但美國發現自己處于這種情況。如果一架俄羅斯轟炸機的潛在威脅出現在預警雷達瞄準鏡上,來自北美航空航天防御司令部(NORAD)各部門的人員可能需要12分鐘以上的時間來協調信息,只用最相關的數據建立一個幻燈片演示,并將其提交給主管官員,以確定是否真的存在威脅。

由于缺乏在共同環境中協作的工具,參謀人員無法融合必要的數據,以向國家指揮機構提出反應建議,直到最后提交給負責作戰層的上校。

自冷戰結束后,實現空中優勢一直是美國軍事戰術的基石。但在今天的世界上,對手正在發展利用人工智能和機器學習作為力量倍增器的能力,美國軍隊是否擁有最強大的力量或最精確和強大的武器已經不再重要。勝過對手的思維(或用網絡術語說,勝過對手的程序)的能力成為新的目標;一個國家的軍隊如果不首先實現決策優勢,就無法實現空中優勢。

先進作戰管理系統(ABMS)

美國空軍已經在ABMS項目上開發了數年,該項目將解決這些問題,使指揮官能夠迅速接收來自多個來源的融合數據。五角大樓責成空軍開發聯合部隊所需的能力,以便在傳統的優勢領域之外運作,努力在整個競爭中獲得并保持決策優勢。 2020年3月,為集中該部門的創新努力而成立的空軍作戰整合能力指揮官邁克爾-范蒂尼少將將決策優勢描述為 "收集、解釋和使用所需的信息,以阻止或贏得未來的沖突。" 他強調,成功將 默認屬于"在所有領域中聯系最緊密的一方:空中、陸地、海上、太空和網絡空間。"

ABMS不只是一個設計平臺。它有時被描述為網絡簇,有時被描述為系統簇;這是一個新的“軍事物聯網”,空軍部的第一位首席架構師稱之為“一個可以統治一切的架構”。

ABMS的目標是取代信息到達一個中心樞紐的單一路徑,例如在NORAD的例子中,每個系統和操作員使用相同的共享數據的環境。一個完全實現的ABMS將允許提供多領域的安全處理和數據管理、連接和應用,以同步傳感器、火力和網絡,為聯合部隊 "將正確的傳感器連接到正確的射手",該部隊將在每個領域進行數字連接以獲得即時態勢。這一概念誕生于部隊中一個反復出現的問題--更換幾十年前的飛機。

新式聯合監視和目標攻擊雷達系統(JSTARS)

E-8C聯合監視和目標攻擊雷達系統(JSTARS)飛機是在20世紀80年代設計的,并在1991年首次投入使用,當時正值它最初被設計用來支持的冷戰即將結束。該平臺提供空中地面監視、戰斗管理以及指揮和控制能力,而且美國空軍在30年后仍在飛行16架該飛機。因此,在佐治亞州的羅賓斯空軍基地,這些部隊連續在中東地區部署了18年,是美國空軍歷史上第二時間長的部署。

2014年,五角大樓資助了JSTARS替代者的研究,國防工業從2015年起開始設計和測試新平臺。但空軍領導層意識到,由老化的JSTARS和E-3機載預警和控制系統(AWACS)平臺提供的單一的空中和空間作戰中心,對于未來沖突的速度、復雜性和殺傷力來說,總體上沒有得到優化。這些 "幾十年前的平臺 "不能可靠地利用21世紀的技術,而且 "支持未來C2的結構要么不存在,要么需要成熟 "才能完全有效。

此外,低密度/高需求的E-8C JSTARS和E-3 AWACS飛機是已知的單一故障點。它們是主要目標,無法在同行競爭者的戰斗空間中長期運作,因為復雜的反介入/區域封鎖能力,如電子戰、網絡武器、遠程導彈和先進的防空系統,正在開發之中。

與此同時,美國軍方開始重新思考其聯合作戰的方法。2016年,美國防部長指示了一個名為 "空陸作戰2.0 "的新作戰概念,這是對冷戰理論的更新,將更加注重空中、陸地、海上、太空和網絡空間作戰。這種方法很快被稱為美國陸軍的多域作戰和空軍的多域C2。

美國空軍高級將領開始考慮為傳統飛機和新飛機(有人和無人)配備新興技術、通信設備和傳感器,以執行以前分配給單一JSTARS平臺的地面監視任務。為了使這個系統有效,它需要處理大量的數據,包括來自美國盟友和合作伙伴的信息。因此,在2018年,用于替代JSTARS的資金被完全轉用于空軍新的多域C2項目,該項目將支持一個被稱為JADC2的美國防部工作。

聯合全域指揮與控制(JADC2)的問世

2020年9月,空軍助理部長(采購、技術和后勤)指出:"令人遺憾的是,人們進入我們的服務,在他們的個人生活中幾乎與所有的東西相連,而他們來到軍隊工作,他們幾乎什么都沒有連接。"這一意見強調了軍隊在納入數字增強措施時如何落后于民用部門。美國防部的巨額合同生產的設備被設計成可以維持數十年,而很少考慮到升級或與其他部門的系統甚至自己內部的系統互聯。例如,空軍珍貴的第五代飛機平臺,F-22和F-35,是用不同的通信網絡建造的,不兼容,因此需要第三個平臺(如ABMS機載邊緣節點)來分享兩者之間的數據。

該部領導層意識到技術變化如此之快,未來戰斗的成功將歸功于擁有一體化、網絡化部隊的組織,它們可以共享最多的信息。因此,在2021年,美國防部制定了一項戰略,使指揮官能夠迅速了解戰斗空間,比敵人更快地指揮部隊,并通過任何必要的領域提供效果。這一概念被命名為聯合全域指揮與控制。

JADC2的概念是作為一個美國防部的保護傘。聯合參謀部制定政策、理論、要求和數據的共同標準。同時,各軍種開發適用的技術,空軍部正在通過ABMS進行開發。陸軍和海軍的JADC2項目分別稱為 "融合項目 "和 "超配項目",各軍種正處于協調其工作的早期階段。2021年,參謀長聯席會議首席信息官指出,新的JADC2方法將 "為我們在指揮和控制領域的努力帶來秩序,以便以相關的速度感知、理解和行動"。

盡管存在挑戰,美國防部長勞埃德-奧斯汀宣布他打算將JADC2作為他的首要任務之一,同時認識到將盟國和合作伙伴帶入這個新領域對于阻止競爭對手是最重要的。因此,數據的互操作性以及數據的復制和分發是JADC2的關鍵屬性。此外,這些數據的完整性和安全性對于在各部門、盟國和合作伙伴之間建立信任是必要的。

JADC2的挑戰

聯合全域指揮與控制可能是一個難以把握的概念,因為這個術語并不完全基于硬件或軟件解決方案,而是"'虛無縹緲的術語'",如 "冗余、彈性架構和'相關速度'的信息。"建立JADC2是為了著眼于可能的領域,為現在而建設,同時關注新興技術及其與未來能力的輕松整合。但首先,它必須克服三個主要障礙。

首先,集中式C2架構目前在發生高強度沖突的情況下沒有足夠的彈性,而C2節點將成為第一個目標。簡單地將JSTARS和AWACS飛機與這些節點進行交易,使它們成為美國裝甲中最有吸引力和最脆弱的缺口。因此,分布式網絡操作將是JADC2的一個關鍵重心。

第二,為了使系統的處理速度足以對來自各個領域的數據進行 "感知、理解和行動",美國軍方必須嚴重依賴未經證實且尚未完全信任的人工智能和機器學習概念。建立一個系統的用戶界面和輸入是比較容易的;工業基地幾十年來一直在做這個。但現在軍隊需要一個系統,自動收集這些數據,并為人工智能提供信息,以做出最佳決策。此外,指揮官必須信任推薦的數據和決定(對于那些在數字革命之前出生的人來說,這是一個相當大的范式轉變)。

第三,各個軍種的規模和庫存范圍是如此廣泛(例如,陸軍以其地面部隊而聞名,也有船只、機載電子戰和情報、監視和偵察資產),以至于每個軍種都已經習慣于在其他領域幾乎獨立運作。在所有這些平臺上改裝設備以便與其他軍種進行通信可能成本過高。與此相反,較小的盟國軍隊除了聯合工作別無選擇。例如,法國軍隊已經創建了技術解決方案,如Scorpion和Connect@ero,以便在各部門之間進行本地通信。

雖然聯合參謀部確立了JADC2的整體概念,但空軍未來局編寫了服務支持概念。空軍部的ABMS跨職能團隊領導了一個能力發展活動,通過這個活動,作戰人員可以發現最新的ABMS工具和概念。此外,每三個月進行一次測試旗幟演習(包括橙旗、綠寶石旗和黑旗),以測試新發布能力的生存能力和殺傷力。這些演習強調了新武器和戰術在多域環境中的相關性。

一個可操作的ABMS的最終狀態是一個由流程和系統組成的指揮和控制結構,它壓縮了決策周期,使各領域的效果趨于一致,并使整個地球的綜合行動成為可能。速度是關鍵。但是,即使空軍各單位都在努力實現ABMS,仍然存在一些挑戰。

中國產生大量的數據;事實上,這是他們的權力工具之一。為了競爭,ABMS必須依靠以網絡為中心而不是以平臺為中心的架構,做到靈活、快速和不可預測。現有的、傳統的系統,如JSTARS,將如何處理這些TB級的信息?隨著技術的改進,傳感器、設備和操作人員會因數據過飽和而導致延遲問題。美國空軍80%的飛機是第四代或更老的飛機;用現代指揮和控制系統對它們進行改造可能成本太高。挑戰在于使舊平臺能夠與第五代和第六代飛機通信。人們不能在唱片機上播放iTunes音樂文件,或試圖將Commodore 64連接到互聯網上。

增強盟友和伙伴能力

當美國在未來的戰爭中,它將依靠其盟國和合作伙伴。依靠這些國家軍隊的能力是美國的力量倍增器,也是美國對其競爭對手的決定性優勢,但過度分類和其他限制性政策是共享數據的巨大障礙。然而,美國軍方決心利用技術提高盟國和合作伙伴之間的可及性和數據共享,以聯盟作戰中心的通用工作站的形式融合該網絡的網絡。目標是讓軟件或人工智能,使用設定的規則,適當地與需要它的聯盟伙伴分享信息。

為了將戰略意圖轉化為現實,盟國和伙伴行業必須并肩工作,讓組件(如黑盒)相互對話,或讓飛機系統解密和使用其他飛機產生的數據。一個更大的挑戰是確保ABMS將與北約正在開發的聯合任務網絡完全兼容,以簡化和規范30個成員國之間的通信。

法國和美國空軍一直合作者,可以做一些只有少數人才能做到的事情。為下一場戰斗連接傳感器的能力需要在今天開始,以便下一代戰斗機和系統能夠在一個新的數字架構中順利運行。

最近的演習,如2021年5月在Mont-de-Marsan舉行的三國大西洋三叉戟演習,表明即使陣風戰斗機和F-35可以一起工作,但由于技術和分類問題,它們仍然不能完全合作。空軍與 "陣風 "街區F4相關的持續合作表明,法國的資產與F-35之間有更好的整合和密切的未來,F-35被設想為未來ABMS的四分衛:這種參與者可以通過對場上情況的最佳觀察來增強隊友的能力。

額外的障礙

盡管有這些和其他令人鼓舞的跡象,這個項目仍然存在許多外部挑戰。此外,空軍部還必須克服許多內部障礙以按時交付ABMS。除了與外國伙伴共享信息的困難之外,美國空軍還沒有解決與其他軍種溝通的問題,每個軍種都有自己的本土通信系統。空軍在是讓現有設備和政策發揮作用,還是從零開始,從頭建立一個系統,將實施時間推遲幾十年之間,這讓空軍很糾結。由此產生的兩難局面只能通過在兩種選擇之間取得平衡來解決。

實施將是有代價的。美國軍方將如何說服其控制軍事資金的文職領導,使其相信這個新的ABMS項目是重要的(在所有其他 "重要 "的事情之上)?國會并沒有告訴美國防部要推行JADC2,而是把錢袋子關得緊緊的。眾議院關于2021財年國防撥款法案的報告批評了空軍的ABMS請求,指出該計劃的弱點包括 "沒有確定的要求、采購戰略或成本估算,以及空軍總設計師和其他參與執行ABMS計劃的辦公室的職責定義不明確"。

2021年,美國空軍將ABMS的領導權移交給一個新的、基于五角大樓的跨職能團隊,并將項目責任轉移到空軍部的快速能力辦公室。向國會傳達該部的結構變化和優先權的轉移對于保持該計劃的資金是至關重要的。

就服務本身而言,空軍如何平衡ABMS與所有其他必須做的要求,如支付下一個戰略核轟炸機(B-21)、額外的F-35戰斗機、哨兵洲際彈道導彈和第六代飛機?到目前為止,ABMS的支持度最高。盡管所有的項目都在競爭同樣的資金(包括高超音速和無人機群),核現代化和ABMS是參謀長的兩個最優先事項。此外,空軍部長弗蘭克-肯德爾將ABMS列為他需要重新監督的七個項目之一,以 "提高空軍作為一個機構運作的能力"。

當小查爾斯-布朗將軍成為美國空軍第21任參謀長時,他的行軍命令是 "加速變革或失敗"。當該軍種與國會爭奪它不再需要的舊系統時,它同時正在努力推進ABMS的聯合協同。"為了贏得這場有爭議的高端戰斗......我們需要加快我們今天的關鍵技術的應用。我們不能減緩我們在ABMS上的勢頭。我們的作戰人員和指揮官必須以互聯網的速度作戰才能獲勝"。

結論

這場數字革命將改變美國及其盟國和合作伙伴的游戲規則。正如早期測試所證明的那樣,ABMS將提供必要的決策優勢,通過為指揮官提供一個清晰、強大和即時的共同作戰圖景,來贏得未來的高速交戰。"我們所展示的......是作戰指揮部首次在相同的數據云架構中,對部隊的姿態做出決定......在幾秒鐘而不是幾天內就能看到結果。"

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美國長期以來一直依賴大量復雜的傳感和通信基礎設施,以便在發生核攻擊時接收警告并執行核指揮。這個指揮和控制網絡高度依賴天基資產來運作,并在發生核危機時向決策者提供可靠的信息。本文旨在全面概述衛星在美國核指揮和控制網絡中的貢獻,分析核現代化進程中的太空資產,探討隨著太空環境變得更加有爭議,它們所面臨的脆弱性和風險,并提出政策解決方案以加強和保護這一重要的基礎設施。這些信息應作為學者、從業人員和決策者的資源,以更好地理解這一復雜的系統和它在今天的太空環境中所面臨的獨特挑戰。

1 美國核指揮與控制網絡

美國的核指揮、控制和通信(NC3)網絡是一個由許多關鍵部分組成的復雜系統,旨在支持美國的核威懾力量。國防部將NC3定義為使總統能夠行使核權力的設施、設備、通信、程序和人員。下面的圖形顯示了這個網絡的組成部分的簡化效果,包括核平臺本身、傳感器、通信基礎設施和決策人員。

圖 1:天基核指揮與控制。

《核態勢評估》(NPR)是美國每屆政府核政策的指導性文件。最新的《核態勢評估報告》發表于2022年,概述了核指揮和控制系統的五個關鍵功能:探測、警告和攻擊特征;適應性核計劃;決策會議;接收和執行總統命令;以及促成部隊的管理和指揮。這些功能是通過一個相互連接的系統來實現的,其中包括預警衛星和雷達、通信衛星、飛機和地面站、固定和移動指揮所以及核系統的控制中心。目前的系統通常被稱為有兩層:"粗線",包括標準的操作和危機架構,以及 "細線",為總統、國防部長和作戰指揮官提供可生存、安全和持久的連接。NC3是核力量和總統權力之間的聯系。

核指揮和控制網絡需要高度的生存能力,即使在最壞的核戰爭情況下也能繼續發揮作用。它被設計成可在各種極端條件下生存,并納入了加固、移動、冗余和隱蔽措施。

2 NC3中的天基資產

NC3的天基部分是美國國防的組成部分,因為它是 "傳遞總統使用核武器命令的首選手段,并將為即將到來的核攻擊提供第一個警告"。衛星提供安全通信;情報、監視和偵察(ISR);導彈發射預警;定位、導航和定時(PNT)功能,以及NC3系統和網絡的同步。這些系統包括一顆衛星或由許多衛星組成的星座、地面站、傳感器和用于發射和接收數據的上行/下行鏈路,以及最終用戶的終端。 此外,地球觀測、電子情報和氣象預報也是有助于NC3的天基功能。根據空軍負責戰略威懾和核整合的副參謀長杰克-溫斯坦中將的說法,"我們需要一只不眨眼的眼睛來發現正在發生的事情。這只不眨眼的眼睛是由太空提供的......[NC3網絡]完全依賴于太空。"

2.1 通信

主要的NC3衛星通信(SATCOM)基礎設施是由六顆衛星組成的地球同步高級極高頻(AEHF)星座,它是1990年代MILSTAR計劃的后續。AEHF由極地軌道上額外的受保護的SATCOM單元支持,目前包括兩個增強型極地系統(EPS)托管有效載荷和支持系統,提供65度以上緯度的覆蓋。AEHF是一個多服務的通信星座,旨在保護其免受某些形式的反太空攻擊。AEHF為NC3網絡以及其他陸地、海洋和空中資產提供抗干擾通信。

值得注意的是,AEHF為位于北緯65度和南緯65度以內的緯度提供服務,這涵蓋了從北極圈底部到南極洲北部的所有地區。AEHF的通信也與選定的盟友和合作伙伴共享。AEHF在整個核戰爭期間為總統、國家安全高級領導人以及軍事戰術和戰略部隊提供可靠的通信。 AEHF是少數幾個公開承認的可以傳送行政授權命令的途徑之一。AEHF星座為陸戰、空戰和海戰;特種作戰;戰略核作戰;戰略防御;戰區導彈防御;以及太空作戰和情報提供支持。六顆老化的MILSTAR衛星,其中第一顆于1994年發射,此后被較新的AEHF星座所補充,現在已經退役并遠離了地球靜止軌道。最后一個AEHF有效載荷于2020年3月作為第一個太空部隊任務發射,六顆衛星的計劃總成本為150億美元。

2.2 導彈告警

天基紅外系統(SBIRS)是主要的預警衛星群。由六顆帶有核加固部件的衛星組成,SBIRS由高橢圓軌道上的兩個托管傳感器有效載荷和地球同步軌道上的四個專用有效載荷組成。SBIRS使用探測熱信號的紅外傳感器來監視地球,提供用于導彈防御、戰斗太空感知、導彈預警和戰術情報的大量數據,通過五個獨立的下行鏈路向地面發送未經處理的原始數據。作為國防支持計劃(DSP)星座的后續項目,SBIRS被設計為滿足系統生存能力和耐久性要求,并對太空中的核電磁爆炸進行加固。截至2022年8月4日,所有六顆衛星都已成功發射到地球同步軌道。 空軍最初的預算計算預計SBIRS六顆衛星的費用為50億美元--目前的數字顯示SBIRS六顆衛星的費用為192億美元。

圖 2:SBIRS 導彈預警衛星

2.3 核爆炸

雖然預警和安全通信衛星因其在國家安全中的作用而眾所周知,但其他執行更平凡任務的衛星受到的關注較少,但對國家安全行動仍然很重要。這些衛星系統和它們各自的地面站是更大的NC3系統的組成部分。

全球定位系統(GPS)、國防支持計劃(DSP)和其他機密的地球同步軌道星座上的主機傳感器也為NC3做出了貢獻。 這些衛星承載著美國核爆炸(NUDET)探測系統(USNDS)的太空部分,根據空軍的說法,該系統 "提供了一種近乎實時的全球高生存能力,以探測、定位和報告地球大氣層或近太空中的任何核爆炸。" 這些傳感器自1978年首次發射GPS以來一直在運行,并向國家指揮局、美國戰略司令部、美國太空司令部和空軍技術應用中心提供核力量管理、技術情報和條約監測,資金由空軍和國家核安全局提供。太空部隊在其2023財年預算中要求700萬美元用于繼續采購NUDET系統。

2.4 NC3現代化

正在進行的核現代化進程始于2000年代初對下一代B2轟炸機的升級,并如奧巴馬總統領導的2012年《核態勢評估報告》所概述的那樣更廣泛地繼續進行。 目前的現代化推動得到了政治妥協的支持,并與2010年批準新的《削減戰略武器條約》同時進行。它是由幾個因素驅動的,包括隨著俄羅斯等對自己的戰略武庫進行現代化改造,與這兩個國家的對外競爭加劇,以及需要更換老化的武庫和支持性基礎設施,并利用當今的數字技術升級核基礎設施。美國戰略司令部前指揮官理查德上將最近作證說:現在的戰略安全環境是一個三方核近似的現實。今天的核力量是實現我們國家戰略的最低要求。現在,我正在歷史性的壓力下執行我的戰略威懾任務,危機級別的威懾,危機威懾的動態,在我們國家的歷史上我們只見過幾次,而我正在用80年代和90年代建造的潛艇來執行。我正在做的是80年代和90年代建造的潛艇,80年代建造的空射巡航導彈,70年代建造的洲際彈道導彈,60年代建造的轟炸機,我們在互聯網之前的部分核指揮和控制,以及可以追溯到曼哈頓時代的核武器群。

NC3架構是為應對蘇聯的導彈威脅而設計的,最后一次大幅更新是在20世紀80年代。在此后的幾年里,美國一直面臨著新的核威脅,而沒有推進NC3系統以應對這些威脅。先進的技術也使NC3的要求復雜化,對系統本身造成了新的威脅。 現代化進程也延伸到天基資產和一個日益擁擠和競爭的太空領域。國家安全太空企業已經轉向調整架構和采購做法,以適應日益競爭的環境。前代理國防部長帕特里克-沙納漢在一份特許成立太空發展局的備忘錄中寫道:一個國家安全太空架構,提供阻止,或在阻止失敗時,擊敗對手行動所需的持久、有彈性、全球、低延遲的監視,是保持我們長期競爭優勢的先決條件。如果我們仍然受到傳統方法和文化的束縛,我們就無法實現這些目標,也無法與我們的對手設定的步伐相匹配。

現代化包括升級和更換衛星,以減少陳舊的設備和拆除老化的系統,為新的有效載荷配備更先進的傳感器,擴大容量,并設計系統的生存能力和彈性。需要現代化的具體系統包括各種導彈發射預警和通信衛星,包括SBIRS和AEHF。隨著開發新的星座以跟上導彈技術的步伐,更多的現代化可能包括傳感器、地面站、終端以及整個網絡的彈性、生存能力和硬化的升級。

國會預算辦公室的最新預測估計,2021-2030年要求的核現代化預算中約有15%專門用于指揮、控制、通信和預警系統。

3 下一代OPIR

SBIRS將得到補充,并最終被下一代高空持久性紅外(Next Gen OPIR)星座所取代。該星座的第一塊將包括三顆覆蓋中緯度地區的地球同步軌道衛星和兩顆覆蓋高緯度地區的極地高橢圓軌道衛星。洛克希德-馬丁公司在2018年獲得了價值29億美元的非競爭性唯一來源合同,以開發這三顆下一代OPIR地球同步衛星,后續合同為49億美元。第一顆地球同步軌道衛星計劃于2025年首次發射,而由諾斯羅普-格魯曼公司建造的第一顆極地衛星可能將于2028年發射。整個衛星群預計在2028年交付。另一項舉措,即 "未來操作彈性地面進化"(FORGE),將使該系統的地面站部分現代化,并處理來自SBIRS和下一代OPIR的數據。2023財年該系統的預算研究和開發要求為35億美元,包括地面、地球同步軌道和極地部分,預計項目總成本估計為144億美元。

2017年,前參謀長聯席會議副主席約翰-海滕將軍稱老化的SBIRS衛星為 "大的多汁目標",指其缺乏對反衛星武器的防御能力,并批評了開發下一代替代品的時間表。這促使空軍加快了系統的開發,并整合了更多的先進功能,從更好的傳感器到彈性措施。下一代OPIR計劃對威脅有更強的彈性,這也是SBIRS星座的一個問題。據洛克希德-馬丁公司的一位代表稱,"如此規模的太空項目--包括開發兩個全新的導彈預警有效載荷--從未進展得如此之快"。

下一代OPIR星座的開發正在由兩個承包商分擔,以加強敏感的國家安全有效載荷的冗余度。例如,如果其中一個承包商出現延誤或其他問題,整個計劃中的星座不會受到影響,可以繼續按計劃進行。從有效載荷要求到架構設計,開發過程中的每一步都在處理彈性問題,空軍上校布萊恩-德納羅將下一代OPIR描述為美國綜合導彈預警、跟蹤和戰斗太空感知的基石,他說:"下一代OPIR旨在提供彈性的天基全球導彈預警能力,以應對新出現的導彈和反太空威脅。"

3.1 太空開發局

太空開發局也正在開發一個在低地軌道和中地軌道上的全球高超音速和彈道導彈跟蹤層,作為其國防太空架構的一個關鍵組成部分,將與更廣泛的NC3網絡相結合。 首批8顆衛星將在第0階段發射,下一波將由28顆額外的低地軌道衛星組成,在2025年發射。 最終的目標是在低地軌道和中地軌道上的整個衛星群相互無縫連接,并能進行助推階段的導彈探測和跟蹤。 SDA最近宣布,它已經授予L3Harris和Northrop Grumman總共13億美元的合同,以開發能夠跟蹤飛行中的高超音速導彈的原型衛星。這個更大的太空導彈預警架構背后的主要動機是在較低的軌道上有衛星,能夠為高超音速導彈和滑翔機提供增強的跟蹤能力,同時也有增加冗余度的額外好處。

3.2 超AEHF

AEHF的現代化計劃包括用新的進化戰略衛星(ESS)星座來補充和取代它,這是一個空軍計劃。它將提供擴大的全球戰略和安全通信能力,以支持NC3功能。洛克希德-馬丁公司、波音公司和諾斯羅普-格魯曼公司正在為未來幾年的ESS計劃開發競爭性設計。整個ESS系統的合同預計將在2025年授予。AEHF最初打算由轉型衛星通信系統(TSAT)計劃取代,但由于成本超支和延誤,該計劃在2010年被取消,取而代之的是再發射兩顆AEHF衛星作為臨時措施。

增強型極地系統資本化工作,被設計為增強型極地系統和即將到來的極地部分之間的權宜之計,目前正在開發中,計劃于2022年發射。極地部分的4.29億美元的合同被授予諾斯羅普-格魯曼公司。

4 AEHF案例研究

通常情況下,雖然這些衛星系統的大部分技術規格都是高度機密的,但在先進極高頻(AEHF)星座上有各種公開的信息。作為MILSTAR通信星座的后繼者,該計劃始于1999年,于2001年開發,于2018年達到初始運行能力,目前由太空部隊運營和維護。六顆衛星中的第一顆于2010年發射,最后一個單元于2020年發射。其運行時間表面臨一些挫折,包括AEHF-1的技術問題導致其在軌擱淺,后來被回收,以及AEHF-4的進一步延遲。AEHF提供極高頻(EHF)上行鏈路和交叉鏈路能力以及超高頻(SHF)通信。它的容量是MILSTAR的10倍,其特點是增加了覆蓋區域。它的抗干擾有效載荷包括機載信號處理、無線電頻率設備、跨頻段的EHF/SHF通信天線,發射時質量為6,168公斤。它的加固和可生存的任務控制和終端部分由固定和移動的地面、空中和海上終端組成,有利于數據傳輸率從75 bps到8 Mbps。空軍最初對整個AEHF系統的成本估計為60億美元,而總成本則為150億美元。

4.1 挑戰和政策建議

隨著現代化進程的繼續,隨著美國在太空領域面臨越來越多的威脅,維持和發展強大的天基NC3能力有幾個挑戰。圍繞網絡安全、部隊設計和擴散、升級和威懾以及防御的問題正在推動當前的政策討論。

2022年國防戰略的特點是 "綜合威懾 "的概念--按照負責政策的國防部副部長薩沙-貝克的說法,這是 "一個與所有國家力量工具以及美國盟友和我們的伙伴合作,跨作戰領域、戰區和沖突范圍的框架"。天基資產將是美國在常規和戰略任務中繼續整合部隊和網絡能力的一個關鍵部分。"國防部長勞埃德-奧斯汀說:"綜合威懾是關于使用技術、作戰概念和能力的正確組合--所有這些都以一種網絡化的方式交織在一起,它是如此可信、靈活和強大,將使任何對手暫停。綜合威懾不是依靠純粹的軍事力量來威懾對手,而是設想拉動每一個可用的影響杠桿,以達到預期的外交政策和軍事效果。

4.2 網絡安全

由于太空系統的數字性質,網絡干擾和攻擊仍然是國家安全空間企業的首要關切,事實上,"NC3復原力的許多最艱巨的挑戰在于網絡空間和外空領域的交匯處,網絡攻擊是針對基于太空的NC3資產。供應鏈上的漏洞和通過承包商的漏洞也可能為壞人或其他失敗者破壞復雜的網絡提供了機會。根據太空信息共享和分析中心(ISAC)執行主任艾琳-米勒的說法,"由于企業和政府內部使用不同的法規和要求,很難確保來自供應鏈各個層面的組件具有相同質量的網絡保護。" 一份2019年DOT&E網絡評估報告強調了這種擔憂,對NC3能力的評估結果 "向國防部最高領導層進行了通報,并導致對這一重要領域的關注度大幅提高"。

在采購方面,2021年SpaceNews的一篇專欄文章解釋了為什么網絡安全和供應鏈管理必須齊頭并進。"鑒于目前的資源限制,新的美國太空部隊的精簡,以及對敏捷性和快速采購的推動,對商業的依賴可能會增加。在這種環境下,提供數據、軟件、硬件和服務的供應商激增,給對手帶來了一系列的機會和連帶影響,這突出了立即提升網絡衛生和供應鏈風險管理(SCRM)的重要性。"

太空部隊也站在認識這些風險的最前沿,并更加注重準備應對這些風險,組建了太空三角洲6號網絡安全中隊,以及新的太空部隊基礎設施資產預評估計劃(IA-PRE),旨在 "為國防部推進當前和未來商業衛星通信采購的安全態勢"。

為了減輕這些挑戰,政府和行業應繼續關注彈性設計,在流程的每一步都關注網絡安全,并防范從研發到發射的供應鏈攔截。由于網絡反衛星行動是專家們最擔心的反太空威脅之一,在現代化進程和類似工作中為衛星有效載荷和地面站建立強大的網絡安全措施應該是一個優先事項。承包商和商業公司應確保在該過程的每一步進行網絡安全加固,以幫助減輕系統的弱點和漏洞。此外,正如2022年俄羅斯對烏克蘭商業衛星運營商Viasat的黑客攻擊所顯示的那樣,衛星地面站通常是這個系統的一個薄弱環節,在沖突中可能成為相對容易的目標。 2020年網絡空間Solarium委員會報告的一項重要建議指出:更令人擔憂的是,面對全方位的網絡威脅,美國的核威懾力以及NC3系統和NLCC項目的生存能力和復原力受到了潛在的網絡威脅。這些威脅特別令人震驚,因為它們可以破壞核威懾的穩定性,并為無意中的核戰爭創造條件。最大的風險是,正因為網絡互動發生在武裝沖突的門檻之下,網絡風險和NC3系統的結合實際上可以降低這個門檻。考慮到這一點,國會應指示國防部對NC3和NLCC企業的每一個部分進行例行評估,以確定是否遵守網絡安全的最佳做法、脆弱性和妥協的證據。

4.3 激增

此外,將太空架構設計從少數需要長時間建造、發射和定位的昂貴衛星,轉向由較小、較便宜的衛星組成的更大的星座,可以幫助提高彈性,并防止當一顆衛星受到干擾而導致整個星座被削弱的共同模式故障。這種新的基礎設施還可以包括一個精簡的發射計劃,以迅速更換損壞的衛星,并投資于空中或地面的冗余系統。由于星座的建造、發射和就位需要很長時間,許多系統在數年內都不會滿負荷運行,因此建立額外的空中、地面通信或導彈預警支持是一個重要的考慮因素。太空發展局處于這一努力的前沿,將擴散和螺旋式架構發展模式作為其國防太空架構的兩大支柱方法,允許更高的彈性,更多的靈活性,以及 "快速轉向以應對甚至先發制人地應對威脅的進展 "的能力。 此外,高級官員已經強調了擴散性部隊設計的必要性,包括前太空部隊空間作戰主管雷蒙德將軍。"我們必須轉變我們的空間架構,如果你愿意的話,從少數難以防御的精致能力轉變為一個更強大、更有彈性的架構。"

4.4 糾纏、升級和威懾

太空資產的破壞可能通過影響導彈預警和安全通信能力以及破壞關鍵的太空基礎設施而對美國的核態勢和一般部隊準備狀態產生嚴重影響。這些影響在美軍受到攻擊的沖突情況下可能被放大。如果一個對手想要破壞美國的核安全,這些特性將使天基NC3部分成為一個有吸引力的目標。

軍事衛星可以是糾纏的系統,這意味著一些衛星同時履行戰略和戰術任務。雖然糾纏的好處包括降低成本和操作上的好處,但一個令人關切的問題是,如果這些系統成為目標,可能存在意外升級的可能性。如果戰略天基NC3能力作為附帶損害受到影響,對手瞄準美國常規太空能力,試圖在常規沖突中獲得優勢,可能對美國對其核力量的信心產生不穩定的影響。 太空中可能的進攻行動的多樣性也可能影響到對某些資產的某些攻擊模式將造成升級的關切的程度。在常規沖突期間干擾兩用衛星通信可能引起不同的反應,而干擾導彈探測衛星或探測影射這些系統之一的同軌飛行器。攻擊方式和目標,以及可能發生的沖突的背景,都可能影響某些攻擊引起戰略關切的程度。然而,一些學者認為,NC3衛星的戰略和戰術功能的糾纏是對侵略行動的一種威懾,而不是一種潛在的絆腳石。敵人可能不想為戰術目的而冒險瞄準這些資產,因為有可能出現意外的升級。因此,解除糾纏可能會對威懾努力產生反作用。因此,解除糾纏可能與威懾努力背道而馳。糾纏戰略可能因此而更加可取,如果是這樣的話,也有可能減少太空中這種類型的意外升級的可能性。

此外,由于這些太空系統是核指揮和控制網絡的一部分,一些專家提議,最依賴其衛星的國家在彼此的高空衛星周圍談判 "禁止進入 "區。這種類型的國際規范或條約的建立有希望減輕威脅,盡管像美國、俄羅斯等這樣的主要核大國是否愿意加入這樣的協議是值得懷疑的。一個潛在的挑戰是,簽署該協議的國家必須愿意披露其哪些衛星執行此類操作以及它們在軌道上的位置,因為人們擔心這種信息共享會增加這些資產的脆弱性。

根據專家Ankit Panda的說法,"在2018年NPR擴大了核使用的條件之后,天基NC3資產值得特別考慮"。 在2018年的NPR中,美國 "只有在極端情況下才會考慮使用核武器,以捍衛美國、其盟友和合作伙伴的重要利益。極端情況可能包括重大的非核戰略攻擊。重大的非核戰略攻擊包括但不限于對美國、盟國或合作伙伴的平民人口或基礎設施的攻擊,以及對美國或盟國的核力量、其指揮和控制、或預警和攻擊評估能力的攻擊。" 通過將對NC3的 "非核戰略攻擊 "列入美國可能考慮使用核武器的情況清單,這發出了干擾NC3可能越界的信息。它還提出了一個問題,即哪些類型的侵略活動可以被稱為 "非核戰略攻擊"--特朗普政府從未對這一術語進行充分定義。在2022年的《國家行動計劃》中,拜登政府又恢復了奧巴馬時代更模糊的語言,只是說 "美國只有在極端情況下才會考慮使用核武器來捍衛美國或其盟國和合作伙伴的重要利益"。 長期以來的理解是,針對這些系統可能是高度升級和破壞穩定的,因此保持強大的NC3能力并保護它們不受干擾是至關重要的。

4.5 太空防御

NC3衛星也可以從被動和主動保護措施中受益。被動措施包括分解、分布和擴散的星座,創建更大的小型衛星群,執行關鍵功能。分解戰略可以幫助減輕兩用基礎設施的糾纏問題--例如,"進化的戰略SATCOM(ESS)系統將支持戰略用戶的任務,如核指揮和控制,而受保護的戰術服務(PTS)系統將支持需要高度抗干擾的戰術SATCOM用戶。這可以通過迫使對手明確它在攻擊中所針對的能力來減少無意升級的可能性"。然而,對于某些太空系統來說,分解戰略可能并不可行,也不是最佳選擇,這取決于技術或預算限制或戰略關切。當然,"對手可能無法區分用于不同任務的衛星,而且即使這種差異被披露,對手可能不相信這種區分,無論如何都會攻擊這兩個衛星。"

其他被動措施包括冗余、移動和加固的地面站,在這種情況下,衛星運行不依賴于單一的、固定的和脆弱的地面站來接收和傳輸關鍵數據,而是可以得到其他地面站或空中接收機的支持。像先進的太空態勢感知、電磁屏蔽、快速部署和重組衛星有效載荷,以及使用加密和空中封鎖系統等防御措施,是NC3太空系統保護自己免受事故或干擾的額外方式。主動的衛星防御措施可以采取干擾和欺騙、激光、以網絡攻擊為目標的反太空系統、或發射彈丸或實際扣押威脅物體的形式。雖然這些防御方案中的一些會增加衛星有效載荷的成本或重量,但這些方案的組合有可能為重要的核指揮和控制衛星提供強有力的防御。

也存在減少擁擠和有爭議的軌道環境的影響的國際選擇。創建一個強大的全球太空交通管理系統將有助于所有國家獲得強大的太空態勢感知能力,并減少意外碰撞所帶來的風險。最近的倡議也促進了圍繞負責任的太空行為建立國際規范,其最終目標是指導行為并創造一個安全和可持續的太空環境。2022年5月聯合國減少太空威脅不限成員名額工作組的第一次會議討論了這些規范,而未來的會議顯示有希望圍繞太空安全開始討論。以美國為首的暫停破壞性動能反衛星試驗最近以154比8的投票結果被采納為聯合國決議。九個國家承諾單方面暫停試驗,而中國和俄羅斯投票反對該決議,印度棄權。美國、俄羅斯、中國和印度是唯一試驗過反衛星武器的國家。這項決議可能預示著在政策選擇方面出現了一定程度的勢頭,可以努力減少太空中的風險。未來的一種可能性是,在太空中有強烈國家安全利益的國家開始談判,以談判一項禁止有目的地干擾或瞄準關鍵衛星的條約條款,包括那些參與彼此戰略力量的衛星。然而,任何這樣的外交努力必須努力實現所有國家都能同意的解決方案,并引導太空資產所固有的敏感的國家安全關切,這一點迄今已被證明具有挑戰性。

5 總結

美國核指揮和控制網絡的太空部分是一個高度復雜的系統,軌道環境的性質給其安全帶來了獨特的挑戰。這個項目的開源性質自然限制了它能回答高度敏感的國家安全基礎設施的內容,但它有望為研究人員、分析人員和政策制定者提供關于這一重要議題的資源。關于這一主題的下一階段研究應該包括以下問題:國家偵察局和其他情報界架構在NC3系統中的作用,鑒于快速變化的太空威脅環境,軍方如何在未來10-20年內改變能力和生存能力要求,如何在生存能力需求增加和由此導致的有效載荷復雜性和成本增加之間決定權衡,以及隨著其他核國家投資于他們自己的先進太空核指揮和控制資產對國際安全的潛在影響。總之,發展NC3太空項目的強大后繼者和適應新系統對于跟上快速變化和日益危險的太空環境至關重要。

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(2021年10月20日,在亞利桑那州尤馬試驗場,被分配到人工智能集成中心的陸軍上士伊利斯-丹寧對無人駕駛航空系統進行維護,為21世紀項目融合做準備(美國陸軍/Destiny Jones))

為了在2030年、2040年或以后的未來沖突中取得成功,聯合部隊現在需要做什么?答案很清楚:我們必須一起試驗。我們必須評估未來作戰環境的特點(在物理環境、威脅和技術狀態方面)。我們必須開發、測試和完善我們將如何在該環境中運作的概念。我們還必須開發和提供聯合能力,使我們的軍人在該環境中比任何對手更有優勢。沒有實驗,這一切都不會發生。我們必須一起學習,失敗,再學習,再失敗,這樣我們才能最終成功。

我們將作為一個聯合團隊作戰,所以我們必須作為一個聯合團隊進行實驗。我們必須實驗和評估我們的能力,使聯合部隊指揮官能夠執行全域聯合指揮與控制(JADC2)。JADC2既是一個概念,也是 "指揮聯合部隊在所有作戰領域和整個電磁波譜中威懾并在必要時在全球任何時間和任何地點擊敗任何對手所需的能力"。這種分析必須導致在編寫要求和資源技術方面的行動。

有些人可能不相信各軍種有可能自愿合作進行試驗。我比較樂觀,并以 "融合項目"(PC)為例進行說明。在過去的兩年里,陸軍、海軍陸戰隊、海軍、空軍、太空部隊和美國特種作戰司令部通過PC以綜合實驗的名義進行了合作和協作。在這篇文章中,我描述了 "融合項目 "是如何作為聯合實驗的場所出現的,為JADC2從戰術層面到作戰層面的演變提供信息。

項目融合于2020年夏天首次執行,起源于一個年度頂點實驗,以解決軍隊問題,但不一定是聯合問題。不過,通向PC的道路早在幾年前就開始了,當時陸軍確立了其核心的六個現代化優先事項,并成立了八個跨職能團隊(CFT),每個團隊由一名將軍或高級行政人員領導,負責支持這些現代化優先事項的交付。

2018年11月,時任美陸軍部長馬克-T.埃斯珀和陸軍參謀長馬克-米利將軍公布了陸軍戰略(TAS),該戰略將現代化作為陸軍的四條努力方向之一。其他工作包括建立戰備、改革以及加強聯盟和伙伴關系。同年,陸軍部成立了陸軍未來司令部(AFC),作為其自1973年以來第一個新的四星級總部。它的任務是同步和整合整個未來部隊現代化企業的現代化進程。除了CFTs之外,AFC還獲得了對現有組織的指揮權,如未來和概念中心、聯合現代化司令部、研究和分析中心、戰斗能力發展司令部和醫學研究和發展司令部。

美國陸軍的實驗室和作戰實驗室現在都隸屬于AFC。每個實驗室都進行了大量的物資或概念實驗。問題是這種實驗的結果是什么,以及如何將其納入陸軍現代化的優先事項。答案是令人失望的;這些努力不一定能引導到任何地方,也不一定能與陸軍的優先事項相銜接。AFC是一個統一指揮這些實驗室的單一總部,并有能力在整個陸軍現代化企業中創造統一的努力,現在已經有能力解決這個問題。

項目融合始于2020年初白板上的一個想法,成為所有其他實驗的目標點。我們試圖在戰術層面將陸軍傳感器、指揮與控制(C2)節點和射手聯系起來,以便在 "誰能最先看到、理解、決定和行動,誰就能獲勝 "的前提下實現更快的決策。它將士兵、科學家和工業界在亞利桑那州尤馬的泥土中拉到一起,在戰術場景的壓力下對有前途的技術進行實驗,為期一個月。

在 "融合項目2020 "期間的實驗是初級的和以地面為中心的。我們開發了現實的戰術場景,并整合了一些技術,如機器人戰車(空中和地面)、自主性堆棧、數據結構、武器-目標配對技術和遠程精確彈藥。盡管我們在PC20期間學到了很多東西,但我們最大的收獲是需要包括聯合伙伴。我們清楚地認識到,將陸軍的傳感器、C2節點和射手聯系起來是不夠的;這種實驗甚至沒有反映出我們現在的戰斗方式,更不用說我們未來可能的戰斗方式。沒有任何一個軍種會單獨作戰。我們作為一個聯合團隊作戰。向前邁進,我們需要改變PC。

PC20一結束,AFC就開始計劃PC21,我們聯系了所有的聯合伙伴,邀請他們參與并利用PC21來推進他們自己的實驗目標。我們的前提是,陸軍將提供 "沙盒",如果他們同意在各軍種之間整合他們的技術,我們歡迎所有人來玩。他們都接受了。用陸軍參謀長詹姆斯-C-麥康維爾將軍的話說,PC21和連續的迭代將使聯合部隊發現,"提供未來決策主導權和大國競爭的過度匹配所需的尖端技術的速度、范圍和融合。"

作為一個確保軍方實驗需求得到滿足的機制,在PC21之前的每個月,我們都會召開一個聯合董事會(JBOD),其中包括每個合作伙伴的三星代表。盡管陸軍為PC21提供了大部分的管理費用,但每個合作伙伴都為自己的技術和參與提供資金。PC21實驗的重點是JBOD同意的七個聯合用例。一個用例無非是一個戰術場景或問題。聯合空中和導彈防御就是一個例子。每個用例都包括所有軍種的傳感器、C2節點和射手的組合。我們知道,我們最大的挑戰是移動數據和獲得操作授權、翻譯器和跨域解決方案,以便在國防部網絡上操作和共享數據的180多種技術。在實驗前幾個月,各部門提名了他們將帶入每個用例的技術,AFC的操作和系統架構師開始將這些技術映射在一起。我們在馬里蘭州阿伯丁試驗場的聯合系統集成實驗室進行了多次基于實驗室的風險降低活動,以驗證我們的網絡設計并確保準確的端到端數據流。

由于我們建立了聯合管理,以及軍人、文職人員和行業伙伴在實驗室和新墨西哥州尤馬和白沙導彈發射場實地進行的巨大努力,PC21取得了巨大的成功。

(2021年10月26日,在亞利桑那州尤馬試驗場,美陸軍航空醫學研究實驗室的飛行系統部門人員在與第82空降師的綜合視覺增強系統支持的空中突擊隊進行吊裝作業時,展示了載荷穩定系統-行李箱附件(美國陸軍/Scott C. Childress))

然而,成功不僅在于我們在尤馬當地能夠完成的工作,還在于我們未能完成的工作,以及如何推動變革。我們從PC21中得到的最大收獲之一是,我們在數據方面沒有做到位。我們吹噓 "數據是新的彈藥",但作為一支聯合部隊,我們仍然無法進入戰斗空間并無縫交換數據以實現JADC2。我們仍然在利用點對點的數據標準,有些已經有幾十年的歷史。PC21為我們提供了一個場所,使我們能夠識別出不足以應對未來戰斗的多種數據標準,并將這些建議直接提交給JADC2的CFTs采取行動,證明了自下而上的JADC2方法的價值。此外,在陸軍內部,已經開始對陸軍的需求流程進行了全面檢查,以確保在原型設計之前解決系統集成和數據中心化問題。

從PC21中獲得的其他主要經驗推動了新的需求文件的建立和對已經批準的需求文件的調整。PC21確定了需要開發和執行一個共同的數據標準、信息格式和單一的數據結構能力,以實現各部門的整合并擴大機器對機器的速度。這一發現為開發支持共同數據結構的需求文件提供了大量信息(Rainmaker項目)。PC21進一步完善了對聯合綜合火力控制網絡的需求--陸軍綜合防空和導彈防御是該軍種對這個火力網絡的貢獻。PC21還強調了有前途的技術,這些技術已經成熟,可以從科學和技術過渡到技術成熟計劃的發展中--目標-武器配對過程的自動化(FIRESTORM)和支持提高遠距離效果決策速度的工具(SHOT)。PC21使各軍種能夠影響聯合共同作戰圖的發展,并改進聯合全域態勢感知解決方案。

具體而言,各軍種能夠探索、測試和評分指揮所計算環境的雙向傳輸和互操作性,作為全球指揮和控制系統-聯合的潛在替代。這個機會告訴我們,還有更多的工作要完成;所測試的五個潛在的數據結構都沒有顯示出所需的成熟度,跨領域的解決方案在各軍種之間架起了信息共享的橋梁,提高了互操作性,但也成為了單點故障。最后,PC21重申了戰術網絡對聯合部隊一切工作的重要性。PC21項目已經證明,戰術網絡是我們行動的重心,我們需要繼續以相關的速度發展我們的網絡。

融合項目還確定了能力的不足,支持對具有新興技術技能的士兵的需求,以支持實現JADC2的意圖。這包括具有更多數據科學和敏捷軟件開發能力的士兵,以實現未來的作戰行動。為了滿足這一需求,人工智能集成中心(AI2C)和陸軍軟件工廠(ASWF)正在從全軍范圍內識別和招募具有技術才能的士兵,并教導他們運用敏捷工具和數據科學來實現任務操作的現代化和解決實際問題。AFC將繼續指導和支持諸如AI2C和ASWF這樣的組織,向士兵傳授關鍵的技能組合,為未來的部隊設計提供原型。

空軍部長弗蘭克-肯德爾三世說得很對:我們必須通過實驗來連接人們,處理信息,并創造出作戰影響。融合項目不斷地提醒我們,我們必須采取系統的方法,摒棄諸如翻譯機之類的附加解決方案,以實現跨軍種的互操作性。相反,我們必須編寫我們的要求,旨在實現與聯合部隊和我們的盟友的系統的全面整合。

2022年5月,陸軍部長克里斯蒂娜-沃姆斯和麥康威爾將軍在參議院軍事委員會作證時說,PC21包括來自陸軍、海軍陸戰隊、海軍、空軍和太空部隊的近1500名參與者,使其成為15年來最大的聯合部隊實驗。PC是該實驗的一個關鍵宗旨。該實驗為聯合部隊提供了使用任何傳感器、最佳射手和正確的C2節點的機會,以融合數據并加速傳感器到射手的時間。在PC期間,我們將F-35B與地面射手整合,以完成殺傷網。在其他情況下,我們將傳感器到射手的速度從幾分鐘提高到幾秒鐘。一次又一次,"融合項目 "為各部門提供了一個試驗新技術以解決重大作戰挑戰的場所。

(2021年11月11日,在亞利桑那州尤馬試驗場,被分配到224軍事情報營的陸軍一等兵特里-好萊塢對MQ-1C灰鷹進行維護,為 "21世紀融合項目 "做準備(美國陸軍/瑪麗塔-施瓦布))

盡管 "融合項目 "的學習活動取得了許多成功和經驗,但整個聯合部隊中也存在許多批評和誤解。一些人質疑為什么陸軍要領導一項聯合試驗。其他人問其他軍種在做什么。還有人想知道 "融合項目 "是否僅僅是一系列科學實驗的組合,看看它們是否可能成功。每個軍種都意識到實驗對于整合我們未來的平臺是必要的,并且每個軍種都進行了自己的旗艦實驗以促進JADC2--一個將現有傳感器和射手與所有領域的數據連接起來的領域和控制系統。所有這些都是必要的,但PC通過利用所有領域的治理和執行中的聯合性,提供了一個微妙而有價值的差異。

當這篇文章發表時,我們將處于執行 "融合項目 "第三次迭代的邊緣--PC22。PC22將是一個聯合部隊的實驗,旨在開發能夠在大規模作戰行動中擊敗對手的能力,在去年取得的成功基礎上,增加使用案例的規模和復雜性。此外,PC22歡迎我們一些最親密的盟友和伙伴作為參與者和觀察員。2022年1月,我們的JBOD擴大為聯合JBOD,除軍方外,還有來自澳大利亞、加拿大和英國的合作伙伴參加。

PC22以兩個場景為中心。第一個是在美國西海岸整個聯合部隊所在地復制的印度-太平洋情景實驗。第二個實驗是發生在美國西南部沙漠中的歐洲場景。在這兩個場景中,我們插入并整合了數百種有前途的技術,評估這些技術所提供的能力的可擴展性和能力,并關注它們失敗的地方。

為了國家和所有未來將處于危險境地的軍人,我們有責任進行聯合、綜合的實驗。融合項目已經成為為JADC2的發展提供信息的場所。它使我們能夠通過測試尖端技術的速度、范圍和融合來實現決策的主導地位。此外,PC提供了一個在整個聯合部隊以及與我們的盟友和伙伴進行試驗的框架。我們不知道我們何時會打下一場戰爭,但 "融合項目 "所提供的實驗確保我們有合適的軍事組織和合適的能力,以實現大國競爭的超強實力。

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2022 年 10 月 11 日,美國陸軍發布了一份綜合數據計劃(ADP),這是一種全軍范圍內改進數據管理以確保陸軍成為以數據為中心的組織的方法。

該計劃是一項為期三年的工作,將改善整個陸軍的數據管理、數據治理和數據分析。作戰任務是陸軍數據計劃的當前重點。ADP 在該任務領域的成果是通過進行必要的更改來確保作戰人員的數據得到正確管理和使用,從而為作戰人員提供優勢。陸軍已經開始對數據管理能力、工具和模型進行原型設計,以實現這一目標。

陸軍首席信息官 Raj Iyer 博士說:“數據以及如何在所有梯隊中整合這些數據以實現真正快速、敏捷的決策,才是真正為陸軍提供其在未來戰爭中所需的競爭優勢的關鍵。”

數據和數據分析將為 2030 年的陸軍提供動力。士兵將需要在正確的時間和正確的地點獲得正確的數據,以便在每個梯隊做出更快、更好的決策——以超越任何對手的思維和步伐。

與早期的軍事行動相比,現在的戰爭范圍更大且范圍不斷擴大。作為聯合全域作戰的一部分,多域作戰是陸軍必須準備并贏得下一場戰斗的地方。這是一個數據豐富的環境。

每個領域都有自己的信息和數據流,一些信息來自開源情報,一些來自天基傳感器,還有一些來自網絡空間。今天的士兵和指揮官需要跨領域的綜合來主宰戰場。

ADP 概述了工作的組織并提供了總體戰略目標。它側重于中期努力,未來將被另一個更新所取代。

通過陸軍數據計劃實現這一決策優勢是陸軍的關鍵目標。

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小型無人駕駛飛機系統(sUAS)的指數式增長為美國防部帶來了新的風險。技術趨勢正極大地改變著小型無人機系統的合法應用,同時也使它們成為國家行為者、非國家行為者和犯罪分子手中日益強大的武器。如果被疏忽或魯莽的操作者控制,小型無人機系統也可能對美國防部在空中、陸地和海洋領域的行動構成危害。越來越多的 sUAS 將與美國防部飛機共享天空,此外美國對手可能在美國防部設施上空運行,在此環境下美國防部必須保護和保衛人員、設施和資產。

為了應對這一挑戰,美國防部最初強調部署和使用政府和商業建造的物資,以解決無人機系統帶來的直接風險;然而,這導致了許多非整合的、多余的解決方案。雖然最初的方法解決了近期的需求,但它也帶來了挑戰,使美國防部跟上不斷變化問題的能力變得復雜。為了應對這些挑戰,美國防部需要一個全局性的戰略來應對無人機系統的危害和威脅。

2019年11月,美國防部長指定陸軍部長(SECARMY)為國防部反小型無人機系統(C-sUAS,無人機1、2、3組)的執行機構(EA)。作為執行機構,SECARMY建立了C-sUAS聯合辦公室(JCO),該辦公室將領導、同步和指導C-sUAS活動,以促進整個部門的統一努力。

美國防部的C-sUAS戰略提供了一個框架,以解決國土、東道國和應急地點的sUAS從危險到威脅的全過程。國防部的利益相關者將合作實現三個戰略目標:(1)通過創新和合作加強聯合部隊,以保護國土、東道國和應急地點的國防部人員、資產和設施;(2)開發物資和非物資解決方案,以促進國防部任務的安全和可靠執行,并剝奪對手阻礙實現目標的能力;以及(3)建立和擴大美國與盟友和合作伙伴的關系,保護其在國內外的利益。

美國防部將通過重點關注三個方面的工作來實現這些目標:準備好部隊;保衛部隊;和建立團隊。為了準備好部隊,國防部將最大限度地提高現有的C-sUAS能力,并使用基于風險的方法來指導高效和快速地開發一套物質和非物質解決方案,以滿足新的需求。為了保衛部隊,國防部將協調以DOTMLPF-P考慮為基礎的聯合能力的交付,并同步發展作戰概念和理論。最后,作為全球首選的軍事伙伴,國防部將通過利用其現有的關系來建設團隊,建立新的伙伴關系,并擴大信息共享,以應對新的挑戰

通過實施這一戰略,美國防部將成功地應對在美國本土、東道國和應急地點出現的無人機系統威脅所帶來的挑戰。在這些不同操作環境中的指揮官將擁有他們需要的解決方案,以保護國防部人員、設施、資產和任務免受當前和未來的無人機系統威脅。

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美國防部官網3月17日報道,2022年3月15日,美國防部副部長凱瑟琳·希克斯博士簽署了“聯合全域指揮與控制(JADC2)實施計劃”(2021年9月提交),同一天國防部官網公開了“聯合全域指揮與控制(JADC2)戰略概要”(2021年5月美國防部長簽署發布JADC2戰略,戰略全文為秘密級)。由于JADC2戰略和實施計劃的保密性,從此次放出的“戰略”摘要可看出其實施計劃的大致輪廓。

前言

在當前的全球安全環境中,美國軍隊面臨著敏捷的對手,他們越來越多地試圖通過阻礙,并在可能的情況下拒絕我們(美軍)的指揮和控制(C2)能力來破壞戰略和行動優勢。美國軍隊重新獲得并保持信息和決策優勢的能力是國防部的首要任務之一。

美國國防部 (DOD)聯合全域指揮與控制 (JADC2) 戰略描述了迫切需要集中力量推動部門行動,以增強其的聯合部隊指揮官在所有作戰領域和整個電磁頻譜范圍內指揮聯合部隊所需的能力,以威懾、并在必要時在全球任何時間、任何地點擊敗任何對手。

JADC2 戰略為識別、組織和提供改進的聯合部隊指揮和控制 (C2) 能力提供了愿景和方法,并說明了對手已經關閉了其賴以取得作戰成功的許多能力和方法優勢。作為一種方法,JADC2 支持使用創新技術開發物資和非物資解決方案選項,同時愿意修改現有政策、權力、組織結構和作戰程序,從而為聯合部隊指揮官提供信息和決策優勢。

執行總結

全球安全環境的快速變化給美國軍隊和聯合部隊抓住、保持和保護我們對對手的信息和決策優勢的能力帶來了新的重大挑戰。此外,我們必須預見到未來的軍事行動將在退化和有爭議的電磁頻譜環境中進行。這些挑戰要求部門作出一致和集中的努力,使我們開發、實施和管理C2能力的方式現代化,以便在所有作戰領域、跨梯隊和與我們的任務伙伴一起取得勝利。

JADC2為塑造未來聯合部隊的C2能力提供了一個連貫的方法,旨在在戰爭各個層次和階段、在各個領域以及與合作伙伴一起,產生感知、理解和行動的作戰能力,以便以相關的速度提供信息優勢。作為一種方法,JADC2超越了任何單一的能力、平臺或系統;它提供了一個機會來加速實施聯合部隊進行C2的方式中所需要的技術進步和理論變革。JADC2將使聯合部隊能夠使用越來越多的數據,采用自動化和人工智能,依靠安全和彈性的基礎設施,并在對手的決策周期內采取行動。

這一戰略的成功實施需要整個國防部(DoD)的明確決心。為此,JADC2戰略闡明了 "感知"、"理解 "和 "行動 "這三項指導性的C2功能,以及另外五條持久的努力方向(LOEs),以組織和指導提供JADC2的物資和非物資能力。這些工作重點包括 (1)建立JADC2數據企業;(2)建立JADC2人力企業;(3)建立JADC2技術企業;(4)將核C2和通信(NC2/NC3)與JADC2相結合;以及(5)使任務伙伴信息共享現代化。

這一戰略得到了JADC2戰略實施計劃的支持,該計劃確定了JADC2的最終狀態、關鍵目標和任務,并通過既定的部門授權、論壇和程序來同步和簡化工作,以確定JADC2能力的優先次序、資源、開發、交付和維持。現有的軍種和機構的開發和采購過程通常會產生特定領域的能力,無法滿足全領域C2的作戰需求。JADC2的方法將覆蓋這些現有的程序,目的是促進跨領域、聯合能力的發展。

該戰略提供了六項指導原則,以促進整個DoD在提供物資和非物資JADC2改進方面工作的一致性。這些原則是 (1) 信息共享能力的改進是在企業層面上設計和擴展的;(2) 聯合部隊C2的改進采用分層安全特性;(3) JADC2數據結構由高效、可發展和廣泛適用的通用數據標準和架構組成;(4) 聯合部隊C2必須在退化和有爭議的電磁環境中具有彈性;(5) 部門開發和實施過程必須統一,以提供更有效的跨域能力選擇;以及,(6) 部門開發和實施過程必須以更快速度執行。

JADC2戰略的結論是,迫切需要使用一個全企業的整體方法來實施物資和非物資的C2能力,以確保聯合部隊指揮官在整個競爭過程中獲得并保持對全球對手的信息和決策優勢。

一、簡介

JADC2戰略闡明了國防部為支持美國國家安全利益而推進聯合部隊C2能力的方法。國防戰略指示聯合部隊 "獲得并保持信息優勢,特別是在網絡空間、太空和電磁波譜方面"。將JADC2從指導聯合/整合能力發展的概念變為現實的巨大任務需要一個清晰的愿景、有效的戰略和靈活的流程。JADC2的成功實施將產生更好的聯合部隊C2能力,并需要加速應用技術解決方案來發展C2能力,以及調整管理政策和作戰程序。

圖1 JADC2邏輯圖

JADC2提供了一種方法來開發作戰能力,以在所有領域和合作伙伴的各個層面和階段感知、理解和行動,以相關的速度提供信息優勢。

圖1描述了實現全域C2的復雜性:聯合部隊指揮官依靠多年能力開發和實施的指導、技術、程序和能力,以便在行現實世界任務中使用有效的C2任務。

JADC2尋求優化信息的可用性和使用,以確保指揮官的信息和決策周期相對于對手的能力運行得更快。這種整體觀點將聯合部隊指揮官確定為軍種和機構C2能力發展工作的主要受益者,并將部門C2能力發展成果集中在提供聯合、全域操作C2性能和熟練程度。為實現這一目標,JADC2將覆蓋現有的基于軍種和機構的C2能力開發計劃框架,這些計劃目前向聯合部隊提供以領域為中心且經常重復的信息和決策管理能力。

這種“疊加”方法是一種協作方法,其中所有C2能力開發利益相關者都支持JADC2作為優化開發資源和優先級以及最大化作戰成果的統一方法。

二、JADC2方法

JADC2戰略通過(1)聯合部隊指揮官在作戰環境中“感知”、“理解”和“行動”的需要,以及(2)使用五個職能領域來組織其改進聯合部隊C2的方法重點或LOE,以指導改進的C2聯合部隊能力的開發和實施。在這種方法中,JADC2整合了現有的部門、軍種、機構和運營需求和能力開發流程,以塑造未來物資和非物資C2能力的交付。

該戰略的實施由JADC2跨職能團隊(CFT)監督,該團隊是國防部副部長特許機構,由來自作戰司令部、軍種、國防機構、聯合工作人員和OSD工作人員。識別和實施優先C2改進的主要方法是執行JADC2實施計劃。

感知:整合所有領域和電磁頻譜的信息

“感知和集成”是發現、收集、關聯、聚合、處理和利用來自全域(友好的、敵對的和中立的)數據的能力,并將信息作為理解和決策的基礎進行共享。JADC2通過使用聯合數據架構的各種情報傳感和信息共享網絡,支持聯合部隊和任務伙伴共享創新數據,利用遠程傳感器、情報設備和開放資源感知、集成全域內外信息,使聯合部隊指揮官能夠獲得信息和決策優勢。

理解:分析信息以更好地理解作戰環境

“理解”指的是分析信息,以便更好地理解和預測作戰環境、對手的行動和意圖、以及自身和友軍的行動。JADC2將利用人工智能和機器學習幫助指揮官快速決策,其將直接從傳感基礎設施中提取、合并和處理大量數據和信息,以保證對作戰環境的可靠、持續、實時了解,并在整個聯合部隊和任務伙伴之間共享。這將要求聯合部隊調整和更新現有的戰略、戰役、戰術級的指控流程和能力,同時這些規程和技術的進步將大大增強聯合部隊在降級環境中的作戰能力。

行動:決策和分發

“行動”指的是向聯合部隊及其任務伙伴做出決策并分發的過程。JADC2將使用規劃和決策支持工具,并依托先進、彈性和可靠的通信系統、無障礙和全面的信息基礎設施以及靈活的數據格式,確保快速、準確和安全地傳遞決策。同時,JADC2將使用任務式指揮的方法,下屬指揮官通過了解高級指揮官的行動意圖,可按照原則被授權自主采取行動,同時保留在通信中斷時或行動緊急情況下采取行動的能力。

三、JADC2落實措施(LOE)

JADC2戰略圍繞五個LOE組織,以指導部門在提供JADC2能力方面的行動,如下所示:1)數據體系;2)人力資源體系;3)技術體系;4)與核C2和C3集成;5)使任務伙伴信息共享現代化。每個LOE都由一個主要責任辦公室指導,該辦公室由高級標志/SES人員代表,他們有權通過其聯合能力委員會提出問題并與聯合需求監督委員會互動并提供支持。JADC2戰略實施計劃中描述了其他JADC2治理細節。

LOE1:構建JADC2數據體系

數據是一種戰略資產,必須由聯合部隊有效管理,使其能夠抓住、維護、并保護信息和決策優勢。為了加快決策速度,聯合部隊和我們的任務合作伙伴必須能夠發現和訪問來自所有作戰領域的任何數據和信息。以下關鍵數據標準化目標將直接影響聯合部隊指揮官管理和使用數據的能力:

  • 建立最低元數據標記標準;
  • 采用和使用標準化數據接口;
  • 實施通用數據可用性和訪問實踐;
  • 納入數據安全最佳實踐;
  • 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、可訪問、可理解、鏈接的、可信賴的、可互操作的、安全的)。

LOE2:構建JADC2人力資源體系

作戰環境中不斷增加的數據和信息可用性有可能使聯合部隊收集和匯總此類信息的技術手段不堪重負。現有的組織結構和決策流程正在被趕超,需要新的方法來確保聯合部隊指揮官抓住機會和保持優勢的能力,從而加劇了這個問題。

LOE2特別關注人類在C2能力方面的表現,并解決了創新人工智能和機器學習工具的使用問題。反過來,此類創新將推動制定預先確定的、預先批準的、事件驅動的、捆綁式授權的需求,以實現快速、相關的決策從戰略層面到戰術邊緣。這可能需要改革、重新調整或創建具有結構、敏捷性和資源的組織,以更有效地融合聯合部隊及其任務伙伴的物理和信息力量,使他們能夠對聯合信息優勢(JIA)進行有效控制操作。 該LOE還解決了培訓和教育領導者精通所有作戰領域作戰所需的專業發展。它將指導和支持JADC2政策、作戰概念(CONOPS)、條令以及戰術、技術和程序(TTP)方面的發展,以優化通過JADC2新能力獲得的優勢。為此,兵棋推演、實驗、演示、評估、訓練和演習的設計必須集中在競爭和沖突期間作戰的C2方面。同樣,國防部員工必須精通識別制度變革,以實現和維持改進的JADC2能力開發流程和產品。

LOE3:構建JADC2技術體系

該LOE解決了增強的共享態勢感知、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、預測部隊戰備和后勤、動態和非動態聯合和遠程實時同步和整合?射程精確火力,以及評估聯合部隊和任務伙伴表現的增強能力。

聯合部隊指揮官需要具有足夠速度和帶寬的安全的全球通信網絡,以滿足國家司令部和作戰司令部的作戰需求。LOE3解決了JADC2生態系統的傳輸基礎設施,并提供了基本的最低功能確保持續C2能力所必需的,包括通信系統的彈性和多樣性、多級安全性以及消除單點故障。這些經過網絡強化的先進技術將顯著提高指揮官組織、理解、計劃、決定、指導和監控所有聯合部隊和任務伙伴在所有領域以及在電磁頻譜使用退化和競爭期間的所有行動的能力。

LOE4:將NC2/NC3與JADC2集成

在適當的情況下,JADC2方法將與核C2和通訊。

LOE5:使任務合作伙伴信息共享現代化

聯合部隊指揮官通過與任務伙伴共享態勢感知,不斷努力建立和保持對作戰環境的共同理解。當來自每個合作伙伴的C2系統的數據可以被每個其他批準的合作伙伴訪問、查看和采取行動時,就可以實現理想的任務合作伙伴系統集成。然而,新興任務、大型聯盟和不斷發展的技術為實現這一目標帶來了持續的障礙。歸根結底,JADC2系統互操作性對于以速度、精度、相關性和安全性進行聯合和合作作戰至關重要。該LOE力求擴大和提高聯合部隊在所有類型的聯合作戰中交換信息和協調行動和效果的能力。

四、JADC2能力指導原則

JADC2方法的實施遵循以下總體原則。

在戰略層面設計和擴展信息共享能力

JADC2基于戰略層面設計和操作,依賴多個戰略節點和通信支撐網絡,提供傳遞重要信息所需的帶寬、功能和安全的全球鏈接能力。

安全

聯合部隊C2必須采用以強大網絡防御為先導的分層防御,以阻止可能威脅企業運營的惡意活動。聯合部隊必須有明確的政策指導、足夠的權力、充分的訓練、及時的情報以及在全球競爭環境中進行安全C2所需的技術。國防部必須在日常行動中采取戰時思維例如,邊打邊訓練并培養知識淵博的領導者和受過訓練的員工,以使用他們所掌握的工具和權威。

通用數據和互操作性標準

聯合部隊數據結構必須由高效、可演進和廣泛適用的通用數據標準和架構組成,并具有標準化的關鍵接口和服務,以便在具有各種不同類型的大型環境中訪問、聚合、管理、存儲、處理和共享數據合作伙伴和運營。

在降級的環境中保持彈性

聯合部隊必須能夠在降級或有爭議的C2環境中以最低限度的指導行動,指揮官和參謀人員必須在傳感和通信受到嚴重影響或完全癱瘓以及對手意圖不明確的情況下進行積極訓練。

在能力建設中保持統一

國防部必須改進其指揮控制能力開發和實施流程,以便更容易地采用跨域優先事項和解決方案選項。JADC2 CFT是部門能力開發人員討論、識別、協作和推薦機會的場所,以改進軍種和作戰領域內的C2信息共享和互操作性。

快速交付JADC2能力

國防部必須繼續發展其當前的C2開發和采購方法,并調整現有方法以更快地產生所需的能力。

五、結論

全球安全環境的變化,包括針對美國的不斷增加的惡意行動和信息技術的廣泛進步,為聯合部隊帶來了緊迫的挑戰和機遇。JADC2戰略通過推進互連和企業范圍的方法來提供支持全球一體化作戰的物資和非物資能力,從而應對這些挑戰和機遇。這些能力將直接和顯著提高指揮官獲得和保持信息和決策優勢的能力。

JADC2戰略闡明了一種企業方法,用于在所有作戰領域和整個電磁頻譜中改進聯合部隊的C2。它解決了人類決策的獨特方面,并尋求新的機會來增強C2的認知方面。該戰略確定了關鍵的C2功能,即感知、理解和行動,以及組織和指導改進的C2能力的開發和實施的五個努力方向。

JADC2方法成功的核心是JADC2 CFT。該機構將協作推動整個國防部可衡量的積極變化,以實現全域C2所需的能力、能力、持久性和全球影響力。

參考鏈接 //mp.weixin.qq.com/s/M-iUaaO5mO44MVFi_A6SBw

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隨著美國為大國競爭而重組其軍隊,戰場的有效性將取決于美軍是否有能力超越其近似競爭對手的決策周期。速度是關鍵--軍隊如何快速從其傳感器中收集數據,分析數據,辨別重要信息,將其發送給相關作戰人員并作出最佳反應。一支日益一體化和互操作性的部隊,對共同作戰環境有共同理解,對于軍隊完成能力融合至關重要。

美國防部聯合作戰概念(JWC)描述了全域作戰,并設想了一個聯合殺傷網,它可以通過全域聯合指揮和控制(JADC2)的支持概念,快速有效地將任何傳感器與任何投射能力聯系起來,這就是融合的原則。實現融合要求各軍種之間專注聚焦,確定優先次序并進行協同。美國陸軍將在JADC2中發揮核心作用,因為它為作戰和戰術網絡的發展提供信息;為JWC提供后勤骨干;并在一系列與各部門、機構和國際合作伙伴的合作實驗中測試融合。

0 概述

  • 議題:隨著美國軍隊為大國競爭而進行的轉型,戰場效率將在很大程度上取決于其超越同行競爭對手決策周期的能力。

  • 聚焦范圍:描述了陸軍和聯合實施JADC2的情況。

  • 觀點:

    • 在一個共同的作戰環境中,數據管理和共享對于軍隊實現必要的能力融合至關重要。
    • JADC2要求國防部和陸軍進行變革,特別是在數據共享、網絡支持能力、決策周期中的人工智能(AI) 以及對部隊結構的調整方面。
    • JADC2是關于獲取數據和有效連接;它不是一個特定的平臺。

1 戰略環境

在2020年以后,美國軍隊必須具有戰略上的敏捷性、反應性和致命性。中國和俄羅斯正在大力投資,以減輕美國在陸地、空中、海上、太空和網絡空間各個領域的能力。

  • 通過快速移動平臺維持的反介入/區域拒止(A2/AD)能力,爭奪進入戰場的機會。
  • 利用日益增長的城市化和其他阻礙視距瞄準的地形。
  • 利用戰略上敏感和動態的環境。

在有可能限制聯合部隊戰略部署和使用其部隊能力的情況下,需要一個現代化的指揮和控制(C2)機構,能夠迅速匯集美國及其盟國的所有能力,以威懾,并在必要時擊敗近鄰和其他競爭對手。

1.1 遺留系統的不足之處

目前的C2項目使用的是幾十年前的平臺,"沒有針對未來沖突的速度、復雜性和殺傷力進行優化"。目前的平臺各軍種不能有效地利用或發送數據、命令給其他軍種,而且它們的結構不能支持實現未來的C2。2018年國防戰略(NDS)強調了C2系統現代化的重要性,指出在退化的環境中未來的戰斗將以速度、更多的自主權和分布式的單位獲勝。

2 聯合作戰概念(JWC)

美國防部領導層設想了一個在戰場上沒有界限的未來,圍繞著一個統一的C2系統,其中一個多領域的方法--參與和整合地面、空中、海上、網絡和空間作戰--對于挑戰一個近似的對手是必要的。JWC是一個關鍵的概念,并且正在推動未來的研發和采購,同時也在整合作戰指揮部的審查和服務計劃。因此,該概念的發展是國防部的一個優先事項。

圖:全域聯合指揮與控制(JADC2)通過實時終端用戶報告和協作規劃,協同多個數據源,在國防支持民事當局行動期間,準確地在聯合特遣部隊民事支持(JTF-CS,美軍機構) 可能需要的地方提供支持能力。

注1:聯合作戰概念的四個支持性概念

  • 指揮與控制
  • 火力
  • 后勤
  • 信息優勢

2.1 JADC2

美國防部JADC2戰略于2021年5月由國防部長勞埃德-奧斯汀批準,闡明了國防部實施JADC2的方法;它將JADC2描述為感知、探測和行動的作戰能力,從而提高從沖突到競爭以及所有領域的互操作性和決策速度。JADC2是一個以數據為中心的持續C2能力框架,它支持JWC,并使聯合部隊能夠迅速匯集有助于威懾的效果,并通過決策優勢使任務取得成功。

JADC2指的是所有聯合C2的實施,包括:

  • 構建其連接性的架構。
  • 授予權力。
  • 整合人工智能(AI)決策。
  • 提供梯隊的人員能力。
  • 培訓領導人。
  • 同步工作人員并賦予他們實時決策的權力。

由于速度和規模在未來的戰斗中至關重要,JADC2將建立一個網狀網絡,實時將各部門的數據帶入一個 "可共享的數據湖",將來自所有領域--陸地、空中、海上、太空和網絡空間的傳感器連接起來。利用人工智能軟件、數據庫、處理器和算法,它將把偵察信息轉化為可識別的和優先的目標,比人類分析員更快。目標數據將被發送到處于最佳位置的單位/能力,無論是動能、網絡、電子戰(EW)還是信息作戰(IO)。

JADC2及其網狀網絡可以被看作是一個安全的戰斗互聯網,軍事應用程序在上面進行連接,從所有可用的來源搜尋數據,以迅速將最佳的 "投射 "或 "效應器 "與目標聯系起來。JADC2可以提供無處不在的數據,不同的人類和機械數據可以根據需要使用。歸根結底,JADC2不是一個特定的平臺;它是獲取數據并有效連接。

圖:聯合參謀部的JADC2作戰規劃實驗,允許陸軍、海軍、空軍和海軍陸戰隊的節點共享實時的信息,以實現傳感器與投射的聯系,并將其顯示在一個共同的作戰畫面上(美軍聯合現代化司令部)。

2.2 各軍種間的合作

所有軍種都同意需要將JADC2作為一項組織戰略。2020年,陸軍和空軍簽署了一項協議,在2022財政年度(FY22)之前分享數據并制定共同的數據和接口標準;在多次實驗中,他們在這方面取得了成功。此外,陸軍、海軍和空軍在2021年初簽署了一項合作協議,以測試、整合和分享數據開發,以實現JADC2。

3 陸軍的角色

陸軍現代化戰略描述了陸軍將如何作戰,用什么作戰以及如何組織起來支持聯合部隊。陸軍致力于發展作戰網絡、技術和概念,通過一系列名為 "項目融合"(PC)的演示和實驗來實現超額匹配并為聯合部隊提供信息。這是一場持續的學習運動,旨在迅速 "融合"所有領域(陸地、空中、海上、太空和網絡空間)的效果,并塑造陸軍的新興理論、組織、訓練、能力、研究和發展以及后勤。

通過實驗和學習,"項目融合"有助于確保軍隊在適當的地方擁有適當的人員、適當的系統、適當的能力,以支持聯合戰斗。——陸軍參謀長詹姆斯-麥康威爾將軍

"項目融合"(PC):學習運動

PC由五個核心要素組成:

  • 確保合適的人員和人才。
  • 將陸軍現代化工作與八個陸軍未來司令部跨職能小組(CFT)聯系起來,這些小組與陸軍現代化的六個優先事項相一致。
  • 擁有正確的指揮和控制,以應對節奏越來越快的威脅。
  • 使用人工智能對信息進行分析和分類,并在陸軍網絡中進行傳輸。
  • 在 "最嚴苛的地形"中測試能力。

每項實驗都通過新的架構、編隊和來自陸軍八個CFT的授權來融合現代化舉措,并深化陸軍現代化舉措的整合。這些努力正在加速2018年國防戰略中概述的現代化戰略,該戰略設想未來的戰斗將在退化的環境中以擁有速度、自主性和分布式能力的單位獲勝。

表:陸軍未來司令部項目融合戰略20-22財年

在亞利桑那州尤馬的 "項目融合2020"(PC20)持續了幾個月,展示了人工智能和機器人技術,包括兩次實彈演示。該實驗由士兵、平民、科學家和工程師設計,在最低作戰水平上測試了融合,以挑戰戰術邊緣的決策過程。其中一項測試使用衛星和無人駕駛航空系統:同時感知空中和地面目標;迅速將數據傳遞給平臺,以打擊目標;并在十幾秒內決定性地摧毀該目標。

圖:2021年10月19日,在亞利桑那州尤馬試驗場,被分配到第82空降師的美國陸軍一等兵丹尼爾-坎達爾斯使用戰術機器人控制器來控制遠征模塊化自主車輛,為 "項目融合"做準備。在2021年項目融合期間,士兵們試驗使用該車輛進行半自主偵察和再補給(美國陸軍中士馬里塔-施瓦布攝)。

對實現JADC2能力的另一個貢獻是陸軍繼續倡導將其從聯合(joint)擴展到 "結合(combined)"--CJADC2--因為任何網絡都需要包括盟友和合作伙伴。陸軍在亞洲和歐洲有著深厚的軍隊間關系,應該站在這種重要努力的最前沿。認識到這一點,陸軍21/22財政年度的PC戰略將參與范圍擴大到了結合伙伴和盟友,增加了指揮層級并使之多樣化,并推動了現代化概念和技術的極限。

注2:項目融合(Project Convergence):項目融合是聯合部隊對速度、射程和決策主導權的實驗,以實現超額完成任務,并為聯合作戰概念和全域聯合指揮與控制提供信息。作為一場學習運動,它利用一系列聯合的、多領域的交戰來整合人工智能、機器人技術和自主性,以提高戰場態勢感知,將傳感器與投射連接起來,并加快決策的時間線。因為誰能最先看到、了解并采取行動,誰就能獲勝。

注3:項目融合的五個核心要素

  • 1.人
  • 2.武器系統
  • 3.指揮和控制
  • 4.信息
  • 5.地形

4 挑戰

JADC2要求國防部和陸軍進行轉型,特別是在數據管理和共享、網絡支持能力、人工智能在決策周期中的作用以及為實現這些變化而對部隊結構進行調整。陸軍現代化戰略及其現代化優先事項是持續轉型的框架,以使陸軍能夠在多個領域進行部署與聚合效應。

注4:軍隊現代化的優先事項六大任務

  • 遠距離精確射擊
  • 下一代戰車
  • 未來的垂直升降機
  • 陸軍網絡現代化
  • 空中和導彈防御
  • 士兵殺傷力

4.1 數據共享和網絡能力

一個用于C2的綜合戰斗管理系統需要在數據共享和標準化數據共享接口方面進行通信;然而,許多遺留系統包含數據共享障礙。2021年初,各軍種之間開始認真工作,制定數據標準以連接他們的JADC2項目,并通過 "發現、理解和與所有領域、梯隊和安全級別的合作伙伴交換數據 "來克服這些障礙。

陸軍的網絡CFT正在試驗網絡的現代化,以實現聯合接口、彈性和能力。它的重點是加強地面領域的數據和網絡傳輸能力,連接人工智能和機器學習(AI/ML),開發戰術云和邊緣計算。

4.2 聯合部隊實驗

國防部正在制定和實施一套初步的實驗和原型設計的核心原則,以統一國家安全事業。聯合部隊已經確定了幾個原型能力,通過將真實世界的威脅數據納入響應計算,在即將舉行的演習中進行測試。陸軍聯合現代化司令部建立了聯合系統集成實驗室(JSIL)--一個使用持久性環境場景的實驗網絡,允許各軍種、工業界和盟友通過幾個網絡測試數據共享能力。這將有助于對JADC2戰略進行可靠的評估。

4.3 最大限度地利用空間、人工智能和網絡

由美國太空發展局管理的低地球軌道(LEO)衛星將整合各軍種的戰術網絡,以創建一個網狀網絡的傳輸層。計劃于2022年部署的近30顆衛星將提供一種 "作戰人員沉浸 "能力,其中傳感器、投射和戰術網絡可以與戰術通信連接。PC22將利用這些衛星,開發低地軌道能力。

人工智能國家安全委員會報告稱,國防部有必要在2025年前采用、實施人工智能并為其提供資源。人工智能/ML--陸軍的一個優先研究領域--對于在聯合、全域作戰中實現聯合戰場管理系統至關重要。人工智能的進步提高了對新出現的威脅的反應速度和敏捷性,使指揮官和工作人員能夠將精力集中在加速、優化決策上。

建設網絡安全基礎設施是陸軍網絡計劃的一個關鍵方面,它將為統一的網絡帶來速度、訪問和安全。在平衡這些要求的同時,美國網絡司令部正在與行業伙伴密切合作,擴大用于在國防部、情報界和商業網絡之間傳遞數據的安全共享工具,而不存在被破壞的風險。

圖:作為 "項目融合2020"的一部分,飛馬系列戰術自主系統的一部分在尤馬試驗場進行測試。飛馬系統有能力為無人駕駛航空系統(UAS)、地面行駛履帶式車輛,提供監視能力或創建一個地區的豐富詳細的三維地圖。

5 前進之路

決策主導權--在技術和融合的作用下更快地做出更好的決策的能力--將使美國軍隊從其對手中脫穎而出。JADC2有助于實現信息主導權,并促進快速融合,實現速度關鍵優勢,這是未來AI/ML競爭的基礎。

目前,每個軍種都在其各自領域內管理C2的復雜性。隨著戰爭的特點變得越來越復雜,聯合部隊必須同時有效地整合五個領域。這需要新的C2方法。JADC2是建立一支能夠完成國防戰略目標的聯合部隊的基礎。國會的支持、持續的資助和軍種間的合作對于成功實施JWC和JADC2至關重要。

陸軍在實現這一聯合網絡的技術、創新和實驗方面處于領先地位。它的PC學習運動已經證明了它有能力使用新興技術和創新概念來實現軍種間和跨域的融合。陸軍的未來司令部、CFTs、作戰能力發展司令部和軟件工廠正在結合士兵的經驗、工業界的資源和科學家的專業知識來發展和提供未來的戰斗力量。通過實驗和聯合協作,陸軍正在使JADC2成為現實,從而增強戰略競爭中的威懾力和沖突中的超強戰斗力。

美國陸軍協會

美國陸軍協會是一個非營利性的教育和專業發展協會,為美國的全部軍隊、士兵、陸軍文職人員和他們的家屬、行業伙伴以及強大國防的支持者服務。美國陸軍協會為陸軍提供聲音,支持士兵。

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先進作戰管理系統(ABMS)是美國空軍創建下一代指揮和控制(C2)系統的最新計劃項目。ABMS建議使用云環境和新的通信方法,使空軍和太空部隊系統能夠使用人工智能無縫共享數據,以實現更快的決策。空軍將ABMS描述為其創建物聯網的努力,這將使傳感器和C2系統相互分解(與空軍傳統上執行C2的方式相反)。該計劃是空軍對國防部全域聯合指揮與控制(JADC2)工作的貢獻,重點是使國防部的作戰決策過程現代化。

ABMS最初的設想是取代目前指揮空戰行動的E-3機載預警和控制系統(AWACS)(圖1),但后來有了更廣泛的范圍。前空軍負責采購的助理部長威爾-羅珀指示,該計劃應減少對指揮中心和飛機的關注,而是創造數字技術,如安全云環境,在多個武器系統之間共享數據。羅珀博士表示,2018年國防戰略所設想的有爭議的環境迫使空軍重組ABMS項目。2021年5月,空軍副參謀長大衛-奧爾文將軍在DefenseOne的一篇文章中說:"ABMS究竟是什么?它是軟件嗎?硬件?基礎設施?策略?答案是都是"。換句話說,空軍將ABMS設想為一個采購項目,它既要采購東西,又要實施其他非開發性的工作,該部門認為這些工作同樣重要:指揮和控制空軍的新技術。

自ABMS成立以來,國會已經對下一代C2系統的發展表示了興趣。空軍表示,ABMS是一個非傳統的采購項目。因此,國會對空軍替換老舊系統的方法和試驗新興技術的方法提出了質疑。

ABMS的開發工作

迄今為止,空軍已經進行了五次活動,以展示其希望最終投入使用的新C2能力。2019年12月,空軍在其第一次ABMS "on-ramp"(空軍用來表示演示的術語)中,展示了從陸軍雷達和海軍驅逐艦向F-22和F-35戰斗機傳輸數據的能力。這次活動還展示了空軍的統一數據庫(UDL),這是一個結合天基和地基傳感器追蹤衛星的云環境。

2020年9月,ABMS進行了第二次"on-ramp"。這第二次上線演示了通過使用超高速武器作為防御手段,探測和擊敗一個飛向美國的模擬巡航導彈。此外,ABMS還展示了 "探測和擊敗破壞美國太空行動的手段"的能力。根據空軍的新聞稿,"70個工業團隊和65個政府團隊 "參加了這次活動。

空軍在2020年9月下旬舉行了第三次"on-ramp",以支持珍珠港-希卡姆聯合基地的 "勇敢之盾 "演習。在這次活動中,空軍展示了使用KC-46加油機通過將數據從較老的第四代戰斗機轉發到較新的第五代飛機,如F-22,來執行戰術C2。2021年5月,空軍表示,為KC-46采購通信吊艙將是ABMS項目的第一個能力發布。空軍說:"在戰斗中,無論如何,郵機將需要在作戰附近飛行,支持戰斗機,因此將它們作為指揮和控制系統,無論是作為主要的還是彈性的備份,都是有意義的。"

2021年2月在歐洲舉行了第四次"on-ramp"。根據新聞稿,空軍由于預算限制而減少了這次活動規模。這第四次將包括荷蘭、波蘭和英國在內的盟國聯系起來,進行聯合空中作戰。據美國駐歐洲空軍司令哈里根將軍說,這第四次活動測試了美國和盟國用F-15E飛機發射AGM-158聯合空對地對峙導彈(JASSM)執行遠程打擊任務的能力(見圖2),同時利用美國和盟國的F-35飛機執行空軍基地防御任務。

本預計2021年春季進行第五次"on-ramp"在太平洋地區,但由于預算限制,取消了這次活動。

GAO的報告建議

2019財年國防授權法案(NDAA)指示政府問責局(GAO)評估ABMS計劃。在2020年4月的一份報告中,GAO向空軍總設計師建議采取四項行動來提高項目績效。

1.制定一個計劃,在ABMS開發領域需要時獲得成熟技術。

2.制作一個定期更新的成本估算,反映ABMS的實際成本,每季度向國會匯報一次。

3.準備一份可購性分析,并定期更新。

4.正式確定并記錄參與ABMS的空軍辦公室的采購權力和決策責任。

空軍助理部長同意了所有的建議。前空軍參謀長David Goldfein將軍不同意這些建議,他指出GAO的分析沒有反映機密信息。美國政府問責局表示,它可以接觸到機密信息,這些額外的信息并不影響其分析和建議。

ABMS的管理結構

根據GAO關于ABMS的同一份報告,空軍最初確定由空軍總設計師(普雷斯頓-鄧拉普),來協調空軍每個項目執行辦公室的ABMS相關工作。GAO對這種管理結構可能導致ABMS缺乏決策權表示擔憂。然而,在2020年11月,羅珀博士選擇空軍快速能力辦公室作為ABMS項目執行辦公室。首席架構師辦公室繼續開發全軍的架構(即軟件和無線電如何能夠相互連接),以支持ABMS。

國會就AMBS采取的行動

國會已經對ABMS系統的發展表示了興趣。下面的清單總結了國會在前三個NDAA中的行動:

  • 2019財政年度NDAA(P.L. 115-232):

    • 第147節:限制E-8 JSTARS飛機退役的資金可用性
  • 2020年國防部(P.L. 116-92):

    • 第236節:與先進戰斗管理系統有關的文件
  • FY2021 NDA (P.L. 116-283) :

    • 第146節:移動目標指示器要求和先進戰斗管理系統能力的分析
    • 第221節:與先進戰斗管理系統有關的問責措施

2021財年國防撥款法案(P.L. 116-260 C分部)將ABMS的資金從要求的3.02億美元減少到1.585億美元,理由是 "不合理的增長和預先融資"。

在ABMS的整個發展過程中,國會對在確定合適的替代物之前退役舊的C2系統如JSTARS和AWACS表示關注。國會還指示空軍制定傳統的采購理由,如成本估算和需求文件,以確保國會和軍方都了解要采購的東西。這些行動反映了美國政府問責局的建議。

關于國會的潛在問題

  • 使用ABMS方法分解指揮和控制的風險是什么?

  • 空軍應如何平衡創新、實驗與采購成熟技術?

  • ABMS提供了哪些傳統指揮與控制系統無法提供的機會?

  • 利用6.8軟件和數字技術試點計劃預算活動代碼中的新預算授權靈活性,ABMS是否會受益?

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序言

指揮、控制和通信(C3)系統是所有軍事作戰的基礎,為國防部(DoD)的所有任務提供計劃、協調和控制部隊和作戰所需的關鍵信息。歷史上,美軍取得并保持了C3技術的主導優勢,但同行的競爭者和對手已經縮小了差距。國防部目前的C3系統沒有跟上威脅增長的步伐,也沒有滿足我們聯合作戰人員不斷增長的信息交流需求。聯合部隊必須配備最新的C3能力,為所有領域提供實時態勢感知和決策支持。

未來的沖突很可能由信息優勢決定,成功的一方將來自多個領域的分布式傳感器和武器系統的大量數據轉化為可操作的信息,以便更好、更快地做出決策并產生精確的效果。國防部(DoD)正在執行一項重點工作,通過綜合和同步的能力發展,在所有領域迅速實現靈活和有彈性的指揮和控制(C2),以確保對我們的對手的作戰和競爭優勢。這項工作被稱為聯合全域指揮與控制(JADC2),是決策的藝術和科學,將決策迅速轉化為行動,利用所有領域的能力并與任務伙伴合作,在競爭和沖突中實現作戰和信息優勢。JADC2需要新的概念、科學和技術、實驗以及多年的持續投資。

該戰略代表了國防部對實施國防部數字化現代化戰略中C3部分的設想,并為彌合今天的傳統C3使能能力和JADC2之間的差距提供了方向。它描述了國防部將如何創新以獲得競爭優勢,同時為完全網絡化的通信傳輸層和先進的C2使能能力打下基礎,以使聯合全域作戰同步應對21世紀的威脅。該戰略的重點是保護和保持現有的C3能力;確保美國、盟國和主要合作伙伴在需要的時候能夠可靠地獲得關鍵信息;提供無縫、有彈性和安全的C3傳輸基礎設施,使聯合部隊在整個軍事作戰中更具殺傷力。這一戰略的實施需要在作戰領域內和跨作戰領域內同步進行現代化工作,從完美的解決方案過渡到一個高度連接的、敏捷的和有彈性的系統。

本文件確定的目標為DOD的C3系統和基礎設施的現代化提供了明確的指導和方向。然而,現代化并不是一個終點,而是一項持續的工作。國防部將評估和更新該戰略,以適應在通往JADC2道路上的新的作戰概念和技術。

引言

美國防部正面臨著幾十年來最復雜和競爭激烈的全球安全環境。在這個大國競爭的新時代,國防部必須提高聯合作戰人員的殺傷力,加強聯盟伙伴關系,吸引新的合作伙伴,并改革國防部以提高績效和經濟效益。

當我們建立一支更具殺傷力的部隊并加強聯盟和伙伴關系時,DOD必須專注于關鍵的有利工具,以有效地運用聯合多國部隊對抗大國競爭。有效的部隊使用始于有效的C2,即由適當指定的指揮官在完成任務的過程中對指定和附屬部隊行使權力和指導。在現代戰爭中,這可能是人對人、機器對機器(M2M)的循環,或者隨著自主程度的提高,M2M的循環中也有人類。在其最基本的層面上,成功的C2需要有可靠的通信、發送和接收信息的手段,以及其他處理和顯示可操作信息的能力,以幫助指揮官進行決策并取得決定性的信息優勢。

圖1:指揮、控制和通信現代化

該戰略的重點是支持有效的聯合和多國作戰的C3使能能力(圖1)。C3使能能力由信息整合和決策支持服務、系統、流程以及相關的通信運輸基礎設施組成,使其能夠對指定和附屬的部隊行使權力和指導。這些能力使指揮官和決策者能夠迅速評估、選擇和執行有效的作戰方案以完成任務。

具體而言,該戰略為2020-2025年的C3使能能力現代化提供了方法和實施指南。作為2018年國防戰略(NDS)實施的一部分,聯合參謀部正在制定聯合和任務伙伴網絡的工作概念,以便在有爭議的環境中執行全域聯合作戰。根據這些概念,負責研究和工程開發的國防部副部長辦公室(OUSD(R&E))正在開發和發展一個長期的(2024年及以后)全網絡化指揮、控制和通信(FNC3)架構。實施這些未來的概念和架構將需要時間來使得新的技術和多年的投資成熟可用。這個C3現代化戰略為彌合今天的傳統C3使能能力和未來的FNC3使能JADC2之間的差距提供了方向,以確保聯合部隊能夠 "今晚作戰(fight tonight)",同時為聯合全域作戰所需的未來技術創造一個可行的過渡路徑。

戰略目標

本戰略提出的C3現代化目標與國防部數字化現代化戰略(DMS)和其他更高層次的指導意見相一致,包括國家發展戰略、國防部2018年網絡戰略、聯合作戰的基石概念:《聯合部隊2030》和《國防規劃指南》。它實施近期的現代化作戰和創新解決方案,通過更安全、有效和高效的C3環境提供競爭優勢。為此,國防部必須解決這些C3現代化的目標:

1.開發和實施敏捷的電磁頻譜操作;

2.加強定位、導航和授時信息的交付、多樣性和彈性;

3.加強國家領導指揮能力;

4.提供綜合的、可互操作的超視距通信能力;

5.加速和同步實施現代化的戰術通信系統;

6.全面建立和實施國防部公共安全通信生態系統;

7.創造一個快速發展5G基礎設施和利用非美國5G網絡的環境;

8.提供有彈性和響應的C2系統;9.提供任務伙伴環境能力。提供任務伙伴環境能力和服務。

圖2:DOD數字現代化戰略

圖3:DOD C3現代化和數字現代化戰略的一致性

圖2和圖3分別顯示了本戰略中實施的DMS要素以及兩個戰略之間的目標和目的的一致性。

DOD C3依賴于一個復雜的、不斷發展的系統,從網絡基礎設施和核心服務到戰術邊緣的手持無線電和移動設備。本戰略中包含的九個目標是對圖2中強調的六個DMS目標的更細粒度的分解。C3現代化的其他關鍵因素包括聯合信息環境能力目標、數據中心化和數據分析,分別包含在DMS、國防部云戰略和國防部人工智能戰略中。有效的國防部事業管理將確保這些戰略的成功同步和實施。

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