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問題

情報、監視和偵察（ISR）行動的目的是收集信息并將信息提供給操作人員，而操作人員則需要就戰區內的各種行動方案做出具體決策。可以肯定的是，ISR 行動是技術密集型的。但與此同時，ISR 行動也是一個非常以人為本的過程。盡管如此，在 ISR 概念開發和評估（CD&E）過程中卻很少甚至根本沒有進行人為因素（HF）研究。通過研究新的 ISR 技術和概念在各種作戰環境下對操作人員表現的影響，研究人員可以提供更加科學嚴謹的建議，為高層政策制定者和決策者提供有關未來 ISR 技術和能力的信息，這些技術和能力適用于所有 ISR 環境：空中、海面、地下和太空，貫穿國內、盟國和整個政府（WoG）的合作關系。因此，HF研究方法應成為任何 ISR CD&E 流程的組成部分，以便為 ISR 指揮系統各級的政策和決策者提供信息和建議。

目的

北大西洋公約組織（NATO）研究與技術組織（RTO）人為因素與醫學（HFM）小組任務組（研究與技術組（RTG）-276 NATO RTG HFM-276）"人為因素與 ISR 概念開發與評估 "的成立是為了確定和了解對有效的 ISR 行動至關重要的HF問題。更確切地說，這項開創性工作的目標是 (1) 確定對有效的 ISR 行動至關重要的HF問題（如態勢感知 (SA)、工作量、組織結構、協調和協調機制、可視化、信任、信息共享和管理、領導力和決策）；(2) 使用行為理論模型來制定我們的研究方法并理解我們的研究結果；(3) 就在 ISR CD&E 行動中使用和實施HF研究提出建議。

范圍和限制

基于并擴展最初由北約 HFM-163 RTO 小組開發的軍事組織效能模型，北約 HFM RTG-276 小組的工作范圍是確定并了解對 ISR 行動至關重要的HF問題。為此，小組決定于2018年6月11日至2018年6月26日在德國Einsiedlerhof的美國空軍歐洲（USAFE）戰士準備中心（WPC）的 "北約2018聯合愿景"（UV18）試驗模擬內開展關于聯合ISR（JISR）作戰效能的研究。此外，小組還在 2019 年 5 月于芬蘭舉行的 "大膽探索 2019"（BQ19）演習中進行了類似研究。

結果、對北約的意義和實際影響

北約 HFM-276 任務小組使用組織有效性模型制定了一套調查，以確定和了解對有效的 ISR 行動至關重要的HF問題。該模型的核心是由任務分配、收集、處理、利用和傳播（TCPED）組成的聯合監查制度流程。從這一模型和其他來源得出的數據收集計劃審視了一些HF問題在整個 ISR 行動中的作用：基本HF知識、態勢評估、工作量、組織結構、信任、信息共享、信息管理、領導力、文化、組織流程、組織靈活性、共同意識和責任、協調和協調機制、決策、能力、情報需求管理（IRM）、通信、元數據和應用系統。所有這些HF因素都將影響 ISR 的作戰概念，并影響操作人員的績效。此外，本文還總結了改進北約和非北約行動 ISR CD&E 流程的一些實際意義，重點是開發應納入 ISR CD&E 流程的HF研究方法。這種HF方法就像 ISR 概念開發的技術和程序質量控制部分。預計研究結果將有助于為 ISR 指揮系統各級的政策和決策者提供信息和建議，以加強北約 ISR 規劃、任務執行和能力發展方面的信息和決策優勢。預計研究結果還將有助于為 ISR 與其他聯合進程（如聯合目標定位）的整合提供信息，以確定當前與 ISR 有關的HF差距以及與其他進程的整合。

理論框架

在本節中，我們將為監委會的HF行動提供一個高層次的理論框架。廣義上，理論可以理解為在一組邊界假設和約束條件下對概念間關系的陳述，因此我們對一般假設、約束條件和概念及其與我們框架的關系進行了劃分[1]。我們認為我們的理論框架由三個關鍵概念組成：1）監委會進程；2）各種HF變量；3）產出因素。本節關注的是這些概念之間的關系，以及它們之間關系的支配因素。各節詳細介紹了監委會進程的理論和分析、各種HF因素的影響及其對產出因素的影響。各節還深入介紹了與各小節相關的方法。

人們提出了不同的組織流程方法，如輸入-中介-輸出框架、輸入-中介-輸出-輸入框架以及受結構化啟發的流程框架[2, 3]。從廣義上講，這些方法既包括目的論和順序論的觀點，即假定有明確的目標來指導行動以產生特定的結果，也包括更具突發性的變革觀點，即人類在其中工作的結構會影響其他結構中的人類，并受到其他結構中人類的影響[4]。

我們認為，作為一個基本假設，在聯盟背景下開展的監委會聯合審查進程并不容易采用上述任何一種模式：相反，它是一個預先計劃和設計的順序進程與突發進程的混合體[5]。一方面，有正式定義的程序、理論、戰術、技術和流程（TTP），如《支持北約行動的聯合情報、監視和偵察程序》（AintP）和《作戰命令》（ORBAT）；另一方面，也有包括特定節點在內的工作流程的實驗。這表明，我們的研究一方面要對 TTPs 的影響保持不可知論的觀點，另一方面要對執行聯合監查制度時的行動和對這些 TTPs 的看法保持不可知論的觀點。因此，我們的理論框架包含兩種相互作用的兵力：計劃行動和突發行動。計劃中的監委會審查和執行中的監委會審查之間的區別既體現在實驗計劃和實際實驗/演習執行之間的對立，也體現在計劃中的監委會審查行動和執行中的監委會審查行動之間的緊張關系，執行有時甚至是動態的。我們認為，計劃與執行動態之間的矛盾對于理解HF如何影響聯合監委會至關重要。應建立人類決策和協作機制，確保北約的聯合監委會從預先計劃順利過渡到動態執行。

更具體地說，我們的模型試圖將聯合監委會合作的線性和非線性軌跡結合起來。從順序計劃的角度來看，該模型的核心是聯合監委會流程，其中的 TCPED 階段可視為構成伯克等人[6]團隊適應模型的不同階段： SA、計劃制定、計劃執行和團隊學習（可以是評估收集處理、利用和傳播（CPED）是否有助于解決任務）（見下圖 1）。單個 PED 單元的這種相對線性的團隊流程也應結合其在多團隊系統中與其他團隊（單元）的協作來看待，即多個團隊為實現共同目標而集成工作[7]。涉及多個 PED 單元的聯合 PED 對于確保收集必要數據以獲取可采取行動的情報尤為重要。我們預計，由于不同的原因，計劃中的監委會審查流程可能并不總是按照預期的計劃方式可行。例如，從任務的角度來看：一個 PED 單元在執行任務期間的實際工作量可能會嚴重影響其參與整個聯盟聯合監 督和報告進程的能力。北約的事先規劃可在一定程度上減少這一因素，但不能完全消除不確定性。其他一些因素也可能對事先規劃的聯合監查制度進程構成挑戰：如各 PED 單元的動機、經驗、對任務的不同理解程度等。因此，我們認為HF的影響不僅與在單個小組內實現聯合監委會進程的總體目標有先后關系，而且在很大程度上以其他無意方式影響了北約的整體聯合監委會進程。另一方面，所述的監委會進程不一定會因這些障礙而改變，因為這可能取決于多個國家政策、執行和評估小組內部和之間協調和信任的有效性。

在不同的章節中，我們闡述了個人和人際因素、組織因素、文化因素、任務因素、系統因素和團隊因素如何影響聯合監委會。這些輸入因素預計會影響監委會的程序及其在監委會內部以及向外部組織要素（如聯合目標或情報界）提供可用結果的能力，進而影響諸如共享情況意識、數據分析、信息共享和決策以及任務完成的準確性和速度等輸出因素。圖 1 描繪了輸入和輸出因素之間的擬議聯系；該圖概述了本報告研究的所有因素。藍色和帶下劃線的因素是經過實證研究的因素。在隨后的章節中會有更詳細的理論介紹，其中還包括更詳細解釋一般模型中提出的各因素之間擬議相互關系的模型。

近來技術的進步使得戰場上對快速指揮與控制（C2）決策的需求變得非常重要。傳統上，由專題專家（SME）利用其積累的知識、經驗和專業技能制定行動方案，完成這些任務以實現預期目標。現在，技術進步了，戰術領域的行動步伐也加快了。指揮官需要在很短的時間內，有時甚至是一瞬間，針對特定情況做出決策。這就需要在這些任務中引入自動化，從而使用基于人工智能（AI）和機器學習（ML）框架的算法。

ML 技術可分為兩大類，一類方法需要大量真實情況數據進行訓練（如監督學習），另一類方法則采用行動和獎勵的概念（如強化學習 [RL]）。還有許多混合技術以多種不同的方式將這兩種方法結合在一起。深度強化學習（DRL）就是這樣一種技術。在本報告中，我們將介紹利用 SME 和 DRL 算法開發的戰場模擬數據比較分析和可視化工具。

戰術戰區（TBA）內的平臺和射彈數量急劇增加。友軍和敵軍的航空系統不僅在數量上不斷增加，而且大小不一，從微型無人機到大型飛機，它們的飛行速度也從非常慢到比聲音快許多倍。民用航線也在成倍增加，未來空中導航系統（FANS）將使航線更加靈活。空域是有限的資源。因此，當務之急是進行適當的控制，以實現高效運行、行動自由、安全和防止自相殘殺。空域管制（ASC）是指對不同用戶使用空域的管理。從軍事行動的角度來看，空域管制的目標是在不增加不適當限制的情況下，最大限度地提高作戰行動的效率，并將對任何部門能力的不利影響降至最低。空域管制、空中交通管制和地區防空部隊之間必須密切協調，以平衡風險和有效防空的要求。詳細的交戰程序提供了最大的靈活性和反應能力。

沖突期間，TBA地區的空中活動極為密集。友軍和敵軍的飛機都在過境。水平和垂直空域不僅被完全覆蓋，而且在時間和空間上的變化也是動態的。 大多數飛行是根據不斷變化的戰術形勢在很短時間內啟動的。有許多無人駕駛航空系統（UAS）。高速中遠程炮彈和各種導彈也占據著空域。地基防空武器處于緊急待命狀態，有些武器在靠近戰區前沿（FEBA）的偏遠地點運行。盡管在時間和空間上有一些限制和規定，但必須允許民用空中行動繼續進行。因此，需要更快地及時共享信息。必須明確指定機構進行直接和程序控制。

圖：阿卡什地對空導彈系統。

統一控制

空天指揮和控制要求對各軍事要素執行的無數行動進行統一控制。它需要合格的人員、信息和支持結構來建立一個全面的作戰空間圖。其他戰場要素提供規劃資源。印度空軍（IAF）的戰術航空部隊與印度陸軍和海軍一起支持各軍種之間的協調。有幾種類型的控制可以單獨使用，也可以結合使用，以達到理想的作戰自主程度。控制可以是對飛行中的飛機或地對空武器單元進行近距離控制，在規定時間內與目標交戰/脫離接觸。控制也可以是程序性的。

機構和個體

履行空中管制職能的機構和個人包括防空控制中心、戰術空中作業中心（TAC）和空軍海上部隊（MEAF）。他們使用雷達和安全通信。指定的控制人員和協調人員，如戰術空中協調人員（機載）、突擊支援協調人員、前方空中控制人員（機載和地面）、空中交通控制人員、雷達控制人員、信息通信技術管理人員、飛機飛行領隊和地對空武器部隊。

空域控制方法

最重要的是整合各要素。控制分為積極控制和程序控制。積極控制依賴于實時識別和跟蹤。它使用雷達、敵我識別（IFF）詢問器和接收器、信標、計算機、數字數據鏈和通信設備。所有這些設施都會受到攻擊和破壞。它們可能受到視線覆蓋、電子干擾和有限通信的限制。因此，它們需要備份程序來彌補部分或全部系統的故障。程序控制依賴于先前商定和頒布的命令和程序。這些命令和程序包括ASC措施、火力支援協調措施和防空控制措施。程序控制按空間和時間劃分空域，使用武器控制狀態來管理航空作業。它不易受到電子和物理攻擊的干擾，并能確保在不利環境條件下的連續作業。同時，它也可作為失去積極控制時的備用系統。通常，程序控制的實施是為了彌補積極控制的局限性。

防空層和交戰選擇

重要資產或區域的防空通常圍繞同心層系統展開。 外層通常由配備有源電子掃描陣列（AESA）雷達的戰斗機和由AEW&C支持的反坦克導彈組合構成。 如果攻擊者能夠穿透這一層，下一層將由地對空導彈覆蓋，其中一些導彈的射程超過150公里。S-400 "Triumf "級導彈系列覆蓋不同的高度和射程帶，可摧毀400公里以內的目標。 其他短程導彈的射程約為30-50公里。 最后，還有近程武器系統（CIWS）、超短程反導系統（VSHORADS）導彈、便攜式導彈和每分鐘發射數千發炮彈的雷達控制高射炮。

圖：典型的分層防空

地面和機載雷達

地基高、中功率監視雷達、系留氣球雷達、導彈捕獲和制導雷達、戰術戰場機動雷達和艦載雷達都是地面傳感器網絡的組成部分。這些雷達可探測不同級別的威脅。有些是可移動的。許多雷達是三維的或提供全景圖像。它們具有ECCM，可防止干擾。還有支持反彈道導彈作戰的超視距雷達。為了應對隱形飛機的威脅，各國正在開發超遠程L、UHF和VHF波長雷達。 空中交通管制（ATC）雷達和管制員在空域管理中發揮著重要作用。

機載早期預警和控制（AEW&C）系統是一種機載雷達糾察系統，旨在遠距離探測飛機、艦船和車輛，并通過指揮戰斗機和攻擊機打擊來執行戰區和空中交戰的指揮和控制。 由于其機動性，雖然會成為敵方戰斗機和導彈的攻擊目標，但更不容易遭到反擊。此外，還有大量的直升機AEW系統。

圖：Phalcon預警機。

程序化空域控制

空中管制點是在地面上為機組人員前往目標指定的路線。這些控制點必須易于從空中識別，并支持地面戰術計劃。這些計劃通過每日命令頒布。空中控制點可分別指定為進入/退出、途中、軌道/停靠、聯絡點、會合、出口控制、滲透、進入和返回。這些程序允許友軍飛機利用可預測的飛行路徑在整個TBA內安全移動。軍種間的航空作業可以通過協調高度來建立緩沖區。

火力支援協調

火力支援協調措施允許指揮官開放戰斗空間區域以快速打擊目標或限制和控制火力。允許性火力支援有利于攻擊目標。限制性火力支援措施和禁火區可保障其自身空中平臺的安全。防空行動區及其上方空域是通常優先考慮友軍飛機或地對空武器進行防空作戰的區域。

防空識別區

防空識別區（ADIZ）由規定尺寸的空域組成，需要對空中飛行器進行隨時識別、定位和控制。通常，防空識別區設立在主權國家邊界或作戰區域內。它確保最大限度地減少防空行動和其他行動之間的相互干擾。它可能包括一個或多個防空區、ADIZ或火力傘。

圖：印度ADIZ

武器交戰區

武器交戰區（WEZ）是通常由特定武器系統負責交戰的空域。這些區域包括戰斗機交戰區（FEZ）、各類導彈交戰區（MEZ）和聯合交戰區（JEZ）。WEZ的大小取決于特定武器系統的能力。當戰斗機相對于地基系統具有明顯的作戰優勢時，通常會宣布FEZ。地對空導彈系統不允許向FEZ內發射武器，除非目標被確認為敵對目標，由上級當局確認和/或指定，或為自衛而發射。在MEZ內，交戰責任通常由導彈承擔。MEZ分為高空MEZ和低空MEZ。在JEZ中，同時使用多種防空武器系統，需要正確區分友機、中立機和敵機。基地防空區（BADZ）是在空軍基地周圍建立的短程防空武器系統。重要區域是由防空部隊保衛的指定區域或設施。重要區域包括機場、指揮和控制系統、信號單位、GCI單位和其他一些指揮要素。發射控制（EMCON）管理電磁、聲波和其他發射器的使用，以優化指揮和控制能力。EMCON還有助于執行軍事欺騙計劃。

圖：武器交戰區

武器控制與協調

努力實現資產的分散控制，以便最大限度地靈活攻擊或反擊飛機和導彈威脅。集中控制是指控制機構指揮目標交戰。即使在集中控制期間，自衛權也從未被剝奪。在分散控制期間，控制機構進行監控，以防止同時攻擊同一敵對威脅。分散控制增加了在高密度環境中與敵機交戰的機會。

空域控制和防空

ASC機構之間必須密切協調。控制區域和功能必須明確。數據鏈通信使這一過程成為可能。及時、有針對性和融合的態勢感知至關重要。此外，還需要評估對手的能力和弱點。防空指揮官負責早期預警，發射戰備平臺（ORP）飛機或調用友軍機載AD飛機應對威脅。需要積極的空域控制。必須為防空反導（DCA）任務提供近距離控制、廣播、戰術或數據鏈控制，并為地對空武器部隊分配目標。預先計劃的空中支援行動和空中偵察任務也需要支持。操作人員應能夠識別電子戰行動，并使用主動和被動措施采取行動。

圖：典型的分層防空。

技術支持

ASC由雷達、飛機轉發器、飛行數據處理系統、用于全自動系統的特殊軟件以及沖突警報和可能的矢量解決方案算法提供支持。區域穿透警報用于防止進入禁區。操作數據鏈（ODL）允許平臺和地面系統之間進行數字信息傳遞。屏幕內容記錄允許更好的重建和事后分析。

TBA的空域控制

空域控制命令提供了空中任務周期協調措施的細節，包括火力支援協調措施、防空區域和空中交通區域以及其他空域信息。 作戰層面的空域沖突消除通常在空中作戰中心內進行。戰術層面的消除沖突由空管和雷達管制員負責。應對降級的C2環境。空中部分指揮官必須確保水面指揮官列出的關鍵資產得到保護。火力支援協調應允許指揮官快速打擊目標。空中和地面部隊必須使用相同的地理參考網格。 聯合網絡對各組成部分的整合至關重要。 在進入或撤出戰區時，與民用航空行動的協調非常重要。防止空中平臺/物體之間的碰撞是一項任務。

圖：戰術戰區。

空域控制 - 印度場景

在TBA中，雙方的空中力量都試圖與對手的地面部隊交戰。印度空軍將支持印度陸軍。也會有許多聯合或特別行動。印度武裝部隊之間的領域劃分明確。 陸軍負責水面協調，海軍負責海上協調，空軍負責空中協調。 國家防空由印度空軍負責。 陸軍和海軍整體資產的防空由其各自負責。 大的空中態勢圖由以色列空軍利用自己的雷達、民用雷達和其他軍種的雷達繪制。這種情況在戰術空中管制（TAC）一級提供給陸軍，在空軍海上部分（MEAF）一級提供給海軍。 所有空中活動的防空許可由以色列空軍負責。 在一小塊空域內的低空飛行的陸軍航空資產不需要任何許可，但必須以數字方式通報飛行信息。同樣，艦艇間的海軍直升機飛行也由海軍管理。 所有在ADIZ內的飛行都需要IAF防空許可。ADIZ以外的海軍飛行由海軍管理。印度空軍攻擊機和支援機在ADIZ外支援印度海軍的飛行由印度海軍協調。印度空軍下達的任何 "不開火 "命令都將是在小范圍內的短期命令，以便不妨礙陸軍/海軍的全面行動。印度空軍飛機通過TBA的低空航線通常是通過共同了解的點。 作為前方空中管制員（FAC）的以色列空軍機組人員也在戰術層面為ASC提供支持。 印度空軍和陸軍在軍團總部和司令部一級有一個接口，以解決日常問題并共同監測戰斗進展。 同樣，空軍人員也與印度海軍一起行動。

為執行上述任務，各級指揮部（軍/師/旅等）都有詳細的安排。空軍是空域的最大使用者，是ASC的最高控制者。允許或拒絕用戶使用空域的指令既有長期指令（高度帶、時間段、飛行/禁飛區等），也有適用于用戶某一時點的動態即時指令。IAF目前正在通過其綜合空中指揮與控制系統（IACCS）統一所有ASC功能。

圖：綜合空中指揮與控制系統（IACCS）。

ASC和民航

通過空軍和民航總局（DGCA）之間詳細的制度化合作，ASC組織也將民航納入其范圍。下一代航空運輸系統（NAS）將改變目前的空域，并通過數據鏈傳輸GPS定位來縮短航線。在冷戰期間以及最近在沖突地區附近發生了多起客機被防空飛機和導彈擊中的事件。任何空域管理都必須確保民用飛機的安全。空中恐怖分子現在是一個真正的威脅。恐怖分子正在獲取攜帶武器的無人機或地對地導彈。 恐怖分子在選擇襲擊時間和地點方面具有優勢。 雖然對這種威脅的反應是常規的，但必須對防空程序進行調整，以便在短時間內應對可能出現的突襲飛機。

圖：在空中交通管制(ATC)的印度空軍。

天基資產和應用

當今的太空衛星支持各種光學、紅外（IR）和雷達傳感器，用于監視、測繪、通信、數據聯網、瞄準和導航。地面行動對太空的依賴程度已達到驚人的程度。 競爭對手將試圖摧毀這些系統。衛星數量與日俱增。 高超音速客機穿越近太空的日子已經不遠了。 太空和大氣層的分界線正在變薄。這為ASC增添了新的內容。以定向能激光或神風衛星為形式的太空武器化是可能的。地面AD和ASC利用衛星執行任務。

圖：天基資產

互聯互通和網絡威脅

現在，所有行動都以網絡為中心，各平臺通過電子方式相互對話并共享關鍵數據。 態勢感知(SA)是通過網絡傳感器輸入來實現的。 每個軍種都有自己的安全專用網絡。 此外，還有用于共享共同領域信息的跨軍種網絡。 因此，網絡戰的一個主要部分將是攻擊對手的監視和控制系統，這將帶來災難性后果。網絡戰爭不需要龐大的軍隊。只需一名操作員用一臺簡單的電腦就能發動戰爭。 攻擊的時間和地點可以選擇。任何地面防空網絡和ASC要想取得成功，就必須抵御網絡攻擊。

圖：互聯互通和網絡威脅

無人機系統的滲透和監管問題

無人機系統（UAS）的數量正在增加。它們現在承擔著各種作戰任務，是ASC面臨的新挑戰。它們全天候運行。有人駕駛飛行器和無人駕駛飛行器的聯合已經成為現實。印度武裝部隊正在大量引進無人機系統。任何ASC都必須考慮到無人機系統的運行。無人機系統的監管問題是另一個挑戰。印度民航部已經公布了新的2021年無人機自由化規則。無人機根據重量進行了分類。小型無人機在白天只能在目視視線范圍內飛行，高度在200英尺以下。 大型商用無人機將由民航總局根據國際民用航空組織（ICAO）的規定進行注冊，并分配一個唯一識別碼（UIN）。 將頒發無人機操作員許可證（UAOP）。 所有遠程飛行員必須接受必要的培訓。無人機必須配備RFID/SIM，具有返航選項和防撞燈。 機場和其他敏感區域附近的無人機操作限制將不時通知。

圖：無人機系統的滲透。

軍民協調

部分高速公路正在清理，以便在行動或緊急情況下降落。民用雷達和空管的聯網已經開始。 軍用飛機將獲得直接航線優先權。 行動期間，民用交通將受到高度波段限制。有許多軍民兩用機場。這些機場具有典型的運行特點。 軍用機場有特殊的安全問題。 此外，許多空軍基地的戰備平臺（ORP）上有全副武裝的飛機，可在短時間內起飛。戰損飛機的進場和著陸程序有很大不同。 民用停機坪可用于分散以色列空軍的資產。 ASC必須考慮到所有這些特殊性。

圖：軍民協調。

人工智能在空域管理中的應用

計算機系統現在可以完成許多通常需要人類智能的任務，如視覺感知、語音識別、決策和語言之間的翻譯。人工智能(AI)為ASC帶來了巨大的發展空間。智能機器系統可以解釋復雜的數據、感知環境并利用解決問題的技術采取適當的行動。人工智能將增強人類在ASC方面的決策能力，特別是在高空移動時，并將更具預測性，以避免潛在的危險事件。它將有助于做出 "去-不去 "的決定。 人工智能將緩解雷達和空中交通管制員目前的長期疲勞。它將極大地支持非常動態的ASC挑戰，并提供最大的操作自由度。

未來的挑戰

包括無人機群在內的載人和無人操作的混合將是ASC面臨的第一個重大挑戰。智能機載系統將通過高速數字數據鏈路與空中交通和戰斗機控制人員交換處理過的信息。 機載防撞和先進的交通顯示系統將大大提高飛行員和管制員的態勢感知能力。信息豐富的環境要求數據的完整性和安全性。 需要對原始數據進行篩選，使其充分傳播、顯示和使用。人機界面至關重要。必須平穩地轉換到新技術。TBA地區的空中交通和射彈密度將繼續增加。未來的空域將是 "動態 "的，但ASC將得到精確導航、高度測量和精確武器的支持。

無數的傳感器將幫助指揮官和管制員創建一個非常逼真的晝夜全天候態勢圖，以便更有效地管理空域。在地下掩體中利用數據顯示三維動態圖像將成為可能。人工智能將支持快速決策。它將提高操作自由度。在時間和空間上將最大限度地減少 "不開火 "命令。消除沖突將是自動和實時的。越來越多的空中平臺需要采用新技術，并配備適當的航空電子設備和數據鏈路。網絡將使控制中心安全并遠離戰爭迷霧。技術將使民用和軍用機組人員擁有更大的自由度，甚至可以實時選擇飛行路線和替代機場。下一代計劃將更加自動化和靈活，以適應廣泛的用戶。必須確保網絡安全。程序備份必須保持到位。技術發展非常迅速。任何新興國家都必須與時俱進。

自主系統將塑造戰爭的未來。因此，土耳其的國防人工智能（AI）發展主要側重于提高自主系統、傳感器和決策支持系統的能力。提高自主系統的情報收集和作戰能力，以及實現蜂群作戰，是發展國防人工智能的優先事項。雖然土耳其加強了自主系統的能力，但在可預見的未來，人類仍將是決策的關鍵。

人類參與決策過程提出了一個重要問題：如何有效確保人機互動？目前，自主系統的快速發展和部署使人機互動的問題更加惡化。正如土耳其國防工業代表所爭論的那樣，讓機器相互交談比較容易，但將人類加入其中卻非常困難，因為現有的結構并不適合有效的人機互動。此外，人們認為，人工智能對決策系統的增強將有助于人類做出更快的決定，并緩解人機互動。

土耳其發展人工智能的意圖和計劃可以從官方戰略文件以及研發焦點小組報告中找到。突出的文件包括以下內容：

• 第11個發展計劃，其中規定了土耳其的經濟發展目標和關鍵技術投資。

• 《2021-2025年國家人工智能戰略》，它為土耳其的人工智能發展制定了框架。

• 焦點技術網絡（Odak Teknoloji A??，OTA?）報告，為特定的國防技術制定了技術路線圖。這些文件提供了關于土耳其如何對待人工智能、國防人工智能和相關技術的見解。

土耳其特別關注人工智能相關技術，如機器學習、計算機視覺和自然語言處理，其應用重點是自主車輛和機器人技術。自2011年以來，自主系統，主要是無人駕駛飛行器（UAV），仍然是土耳其人工智能發展的重點。此后，這已擴大到包括所有類型的無機組人員的車輛。同時，用人工智能來增強這些車輛的能力也越來越受到重視。人工智能和相關技術的交織發展構成了土耳其人工智能生態系統的核心。

土耳其的人工智能生態系統剛剛起步，但正在成長。截至2022年10月，有254家人工智能初創企業被列入土耳其人工智能倡議（TRAI）數據庫。土耳其旨在通過各種生態系統倡議在其國防和民用產業、學術機構和政府之間創造協同效應。由于許多組織都參與其中，這些倡議導致了重復和冗余。冗余也來自于人工智能技術本身的性質。由于人工智能是一種通用技術，可以應用于不同的環境，各種公司都有用于民用和國防部門的產品；因此相同的公司參與了不同的生態系統倡議。此外，民用公司與國防公司合作，在國防人工智能研究中合作，并提供產品，這是司空見慣的。

土耳其鼓勵國際人工智能在民用領域的合作，但不鼓勵在國防領域的合作。然而，由于技能是可轉移的，國防人工智能間接地從這種合作中受益。

土耳其非常關注自主系統發展中的互操作性問題，特別是那些具有群集能力的系統。除了蜂群，北約盟國的互操作性也是一個重要問題。因此，土耳其認為北約標準在發展自主系統和基礎技術方面至關重要。

土耳其目前對人工智能采取了分布式的組織方式。每個政府機構都設立了自己的人工智能組織，職責重疊。目前，盡管國防工業局（Savunma Sanayi Ba?kanl???，SSB）還沒有建立專門的人工智能組織，但SSB的研發部管理一些人工智能項目，而SSB的無人駕駛和智能系統部管理平臺級項目。目前，根據現有信息，還不清楚這些組織結構如何實現國防創新或組織改革。

土耳其尋求增加其在人工智能方面的研發支出，旨在增加就業和發展生態系統。SSB將在未來授予更多基于人工智能的項目，并愿意購買更多的自主系統，鼓勵研發支出的上升趨勢。然而，盡管土耳其希望增加支出，但金融危機可能會阻礙目前的努力。

培訓和管理一支熟練的勞動力對于建立土耳其正在尋找的本土人工智能開發能力至關重要。這包括兩個部分。首先是培養能夠開發和生產國防人工智能的人力資源。因此，土耳其正在投資于新的大學課程、研究人員培訓、開源平臺和就業，同時支持技術競賽。第二是培訓將使用國防人工智能的軍事人員。國防人工智能也正在慢慢成為土耳其武裝部隊（Türk Silahl? Kuvvetleri，TSK）培訓活動的一部分。目前，關于土耳其打算如何培訓軍事人員使用國防人工智能的公開信息非常少。

不斷變化的戰爭特點使得信息環境中的行動（OIE）必須處于軍事規劃和執行的最前沿。由于無法與美國的物質力量相提并論，美國的對手越來越依賴包括信息戰能力在內的不對稱方法來破壞美國的行動和影響。未來的聯合全域作戰（JADO）將需要一個綜合的、跨學科的作戰方法。本文認為，針對對手的認知和信息過濾器而采取的蓄意行動將阻礙對手的決策過程，使其失去對有效運用軍事力量作出明智決定的能力。通過研究俄羅斯在信息環境中的行動、信息戰活動以及反射性控制理論，作者提出了決策優勢理論。該理論試圖提供一種方法，故意利用信息來針對對手的行為和信息系統。其目的是剝奪對手感知和認識形勢的能力，并阻礙其有效利用呈現在他面前的信息來做出經過計算的決策的能力。

圖1 決策優勢理論。

決策優勢理論

決策優勢是通過信息力量來實現的，而信息力量是通過控制信息、利用信息和加強信息來保證自己的利益。信息力量可以達到與物質火力相同的效果，甚至更大的效果。它通過預測對手的行動，了解對手的動機，管理和操縱信息，改變決策算法，以及在信息環境中發展機會、活動和投資（OAI）來增強全領域的聯合軍事力量和效力。

• 決策優勢：一種理想狀態，在這種狀態下，指揮官比其對手更快、更有效地感知、理解、決定和行動。決策優勢在敵人的決策周期內發揮作用，以消除時間上的庇護所，并消除空間上的選擇。

• 信息力量是利用信息來塑造認知、態度和其他推動預期行為和事件進程的要素的能力。信息力量涉及獲取、處理、分配和運用數據的能力，以最大限度地提高戰斗力。作者進一步斷言，信息力量是通過控制、利用和加強信息來實現的，這使得信息戰的結果能夠持久、靈活和精心計算，以加強戰斗力并拒絕敵人的決策優勢。

信息力量--控制信息、利用信息和增強信息的組合--將使美國能夠把信息環境中的行動納入聯合防衛行動的規劃和執行。這將使規劃者能夠利用信息來實現結果。信息戰能力--信息作戰；電子戰；網絡；以及情報、監視和偵察（ISR）--提供了改變對手的指揮和控制過程，減少決策，并削弱其作戰行動的有效性的手段。信息力量和物質力量相結合，將通過在環境中制造多種困境，造成混亂，延遲或剝奪敵人采取適當行動的能力，從而降低對手的戰斗力。信息力量和物質力量的結合能加強軍事力量。

信息力量的第一個支柱，控制信息，涉及到保護自己的網絡不被敵人破壞或操縱。保持對信息傳輸和信息系統的控制可以確保信息的保密性、信息的完整性以及美國規劃者和作戰單位對信息的可用性。不受限制地進入值得信賴的系統和相關架構，確保最及時和最相關的信息指導決策。剝奪對手對信息的控制權使其無法了解自己的環境，造成不確定性，并使其決策復雜化。

決策也受到信息利用的影響。利用，是指利用資源并從中獲益的行為，包括改變、變更或操縱信息，使之對自己有利。通過了解對手的信息和認知過濾器、信息系統和情報結構，這是最有效的做法。創造信息戰結果的能力取決于精心制作信息并將其置于敵人決策周期中的正確時間和地點的能力。信息可以在四個過濾點被鎖定或武器化--傳感器、分析中心、分發點或個人。利用過濾器，人們可以降低決策者可獲得的信息的收集和質量，導致對情況的不完整或故意的錯誤理解。決策和具體行動是根據對環境的感知理解而做出的。阻斷信息流的能力阻止和延遲了重要數據到達組織，導致感知、理解和發展局勢的能力下降。傳統的信息操作活動與故意和持續地針對對手的過濾器相結合，將有機會同時針對代理人、信息和對所提交信息的解釋。反過來，這可以減緩對手感知、觀察、定位、決定和行動的能力，促進錯誤的結論，并破壞決策能力。

增強信息使人們能夠制定戰略目標和選擇，為對手創造跨越時間和空間的多種困境。 這需要強大的、敏捷的、分層的ISR資源和綜合指揮與控制過程。JADO的規劃和執行需要有能力同時在戰術、作戰和戰略梯隊中，在所有領域和統一的信息空間中進行機動。協調的計劃需要對形勢的理解，觀察模式和行為的能力，以及識別信息和行動環境的變化。支撐一個人加強信息的能力的是信任。信任包含了團體或個人對所收集信息的完整性所賦予的權重。經過處理、過濾和分析的信息能夠回答知識中的一個特定缺口。這種經過處理的信息被稱為情報。有了準確的情報和被充分理解的假設，決策者可以更準確地評估局勢，塑造環境，并削弱對手自己的決策過程。這樣一來--信息，更具體地說是強化的信息（或情報）--是一種武器，可以用來操縱和欺騙對手，剝奪他做出符合自己最佳利益的決定的能力。

控制、利用和增強信息的結合使決策者擁有了信息力量。信息力量使信息優勢得以實現，而信息優勢又能保證決策優勢。增強信息的能力使人能夠觀察敵人的習慣和行為，幫助人了解敵人的動機和意圖，并確定敵人的作戰能力。管理、放大和操縱信息可以使有針對性的、精心設計的信息到達指定的受眾。類似于過去信息傳遞的錯誤信息和虛假信息可以在過濾器上針對敵人。在信息系統的過濾器處進入情報裝置的信息以傳感器、分析中心和向作戰人員分發信息為目標。此外，通過在一個被認為可信的來源處提供虛假或誤導性的信息，可以改變敵人的決策算法。在特定的時間和地點呈現特定的信息可以改變對環境的理解并改變行為。這也會使人改變他的時間范圍。隨著不確定性的增加，一個人可能會根據感知到的情況選擇加快或減慢他的計劃。

雖然這一理論的每一部分，單獨來看，并沒有提出什么新意，但有兩點是明顯不同的。首先，必須把信息放在軍事規劃的最前沿，并與傳統的物質力量相結合。軍事文化認為，物質力量是至高無上的。現代戰爭要求在同等水平上考慮信息和物質力量。第二，控制、利用和加強信息的活動是美國空軍現在所接受的功能；然而，跨領域和跨職能的綜合規劃是有限的。缺少的環節是有意的整合和專門的過程，在一個同步和審慎的過程中納入所有領域的現有能力。為了實現決策主導權并通過信息力量獲得信息優勢，必須將信息環境中的行動納入規劃過程，如聯合規劃過程（JPP）、軍事決策過程（MDMP）、海軍陸戰隊規劃過程（MCPP）和空中聯合行動規劃過程（JOPPA）。指揮和控制必須充分考慮到所有領域--空中、太空、網絡、陸地和海洋--的非動能和動能行動。在信息環境中執行行動的能力要求在行動層面上有一個集中的規劃過程，以同時計劃和執行對信息的控制、利用和加強。這一點目前并不存在。集中化的規劃將使一個綜合的方法能夠與物質火力結合起來。控制可以保護美國的網絡和計劃，同時阻止敵人獲得重要信息。利用允許有機會拒絕、降低、破壞、改變和放大敵方使用的信息。加強為決策、目標定位和環境中的戰術行動提供所需的關鍵ISR收集。信息力量為指揮官提供了有效處理、分析數據和信息并采取行動的機會，同時剝奪了對手的同樣能力。因此，實現決策主導權需要一個協調和同步的計劃，利用控制、利用和加強所有領域和作戰功能的信息，目的是統一信息空間。

本文針對美軍提出的建議

本文闡述了統一信息空間的重要性，以通過在信息環境中的精心策劃和綜合行動實現決策優勢。充分執行聯合全域作戰的能力需要在規劃周期中重新強調信息和信息戰活動。這項研究提出了四項建議：

• 建議1：聯合部隊應考慮實現信息力量的要求。這項研究和相關的決策優勢理論斷言，信息力量是通過控制、利用和加強信息來實現的。信息力實現了信息優勢，從而保證了決策優勢。信息環境中的運作為物質環境創造了條件。信息力量與物質力量相結合，形成了軍事力量。

• 建議2：美軍需要進行組織、領導和文化變革，以實現信息力量和決策優勢。信息系統和情報架構必須在所有梯隊中得到整合--戰術、作戰和戰略。戰術任務規劃和更廣泛的作戰規劃必須轉變為將信息置于規劃的最前沿。個人和團隊必須理解信息環境中的行動的重要性，以及這些行動塑造物理環境條件的方式。正規化的領導者發展和專業軍事教育必須強調認知上的轉變，不再將沖突理解為物質力量，而是將信息力量和活動納入規劃、命令和執行。應更加強調了解如何使用和信任信息，如何操縱和處理信息，使之成為情報，以及如何利用信息來實現決策主導權。最后，數字素養應成為未來培訓的一項要求。

• 建議3：JADO要求有能力評估信息環境中的績效措施和有效性措施。必須制定一個有效的評估程序，以了解和衡量信息環境中行動的影響。應更詳細地研究這一點，因為這將建立信任，并更好地了解信息戰和信息相關活動如何產生軍事力量和作戰成功。

• 建議4：未來的指揮和控制程序應該能夠整合信息環境下的行動規劃和執行。應該制定一個聯合防務辦公室的軍事力量計劃，以協調和指導所有領域的戰略，并在信息環境中執行行動。這個過程應該與物質和動能規劃相結合，而不是分開，因為信息和與信息有關的活動為物質操作環境塑造和設定條件。

指揮所的作用是為指揮官和參謀部提供理解。隨著戰場的發展，涵蓋了多域作戰，指揮所的規模和基礎設施也在不斷增加，以應對不斷增加的復雜性。今天的指揮所相當于小村莊的大小，在包含無處不在的情報監視偵察能力和傳感器的作戰環境中已經無法生存。為了適應不斷變化的環境，指揮所必須遷移到完全虛擬的環境中，以減少其特征，提供增加的容量，并在多域環境中的大型復雜人員之間提供一致的協作。

自人類誕生以來，作戰技術一直在改進，現代戰爭現在比以往任何時候都更加復雜，相互關聯，節奏更快。小型戰術行動產生了深遠的戰略結果，既有積極的也有消極的。處于這種復雜環境的刀尖上的是美國的特種作戰部隊（SOF）。盡管有精致的訓練和增強的戰場技術，實際的SOF操作者仍然是一個 "人類v1.0"。因此，美國軍方必須刻意為其特種作戰戰士實施生物人體強化（HE）計劃，并建立 "超能力作戰員"。

由于其特殊的文化，已經存在的支持結構，以及其行動的高后果，特種部隊是運行這樣一個項目的合適組織。為了解決這樣一個項目的道德問題，本研究通過士兵個人和軍事組織的角度來研究這個問題。本報告介紹了許多具有明顯軍事用途的高技術，包括認知和肌肉骨骼方面。由于對士兵、軍隊和社會的連帶影響，任何改進的持久性是最值得關注的。此外，士兵的決策自主權不應通過增強功能而受到影響。最后，這項研究提出了具體的政策建議，包括使用志愿者和防止脅迫的保障措施，以實施這樣一個計劃。

在聯合全域指揮與控制（C2）傳感器網絡和美海軍的 "超配項目"中，無人系統（UxS）是一種共享能力，它擴展了軍事力量的范圍和能力，以加強在有爭議空間的戰術。這增加了對可互操作的網絡框架的研究，以安全和有效地控制分布式無人系統部隊。迄今為止，陳舊的技術、分離和專有的商業慣例限制或掩蓋了對新興產業技術的追求，這些技術提供了當今現代化部隊所需的安全功能，留下了更多的問題而不是事實。此外，UxS的功率和處理限制以及受限的操作環境禁止使用現有的現代通信協議。然而，消息層安全（MLS）的發展，一種安全和高效的團體通信協議，可能是UxS團隊的理想選擇。這篇論文記錄了從一項定性研究中收集到的結果，發現MLS是UxS小組安全和效率的最佳選擇。它還記錄了MLS與ScanEagle無人機（UAV）和海軍信息戰太平洋CASSMIR無人水面艇（USV）的整合。該實施方案提供了一個作戰概念，以證明使用MLS在多域特設網絡配置中為無人機和USV之間提供安全和高效的C2和數據交換。所進行的實驗是在一個虛擬環境和物理UxS中進行的。

引言

對聯合全域指揮與控制（JADC2）架構至關重要的是多樣化的無人系統（UxS）和傳感器。這些不同的設備將使以人機協作為中心的未來海上力量相互連接。

例如，考慮一個聯合全域用例，即無人系統提供針對近距離對手的能力。UxS的指揮和控制（C2）依賴于通信鏈路--其安全性和設計決定了在對手攻擊的情況下的速度、互操作性和傷害能力。相反，在相同的C2通信鏈路中的不足或使用傳統的架構會轉化為戰術和戰略上的劣勢，有可能將傳統的作戰部隊置于危險境地。我們的研究旨在確定和實施一個可行的C2鏈路安全方案，該方案有可能為分布式多域環境中的UxS提供一個安全、可擴展和可互操作的解決方案。

目前，美國防部（DOD）和美海軍部（DON）正在取得重大進展，以利用整個企業的獨特任務和機會[1]。這些新的可能性包括增加對無人系統和傳感器的使用，使之超越目前的使用案例平臺。在實現無人平臺和系統的數據共享時，網絡安全必須被視為眾多核心技術中的重中之重。這些努力必須考慮確保關鍵的推動因素，如網絡、基礎設施和C2，以及強大的安全協議和認證方法。這些考慮將變得至關重要，因為JADC2企業試圖從分離轉向更統一的數據環境，在對手已經開發出高度復雜的反介入和區域拒止（A2/AD）能力的情況下，所有的人都可以訪問[2] 。

在今天的現代戰爭中，作為分布式力量倍增器的UxS將取決于安全和高效的C2。隨著UxS發展的成熟，對互操作性的需求將增加。這項研究分析了當前和新興的安全協議，并將其與JADC2和 "超配項目"的要求相匹配，以評估和確定支持這些要求的最佳屬性和協議。然后，這項工作根據所需的安全排列選擇消息層安全（MLS）協議，以便在UxS平臺上實現可行性，特別是記錄程序ScanEagle無人駕駛飛行器（UAV）。

近鄰的對手繼續追求A2/AD能力，以擊敗傳統的美國軍事力量。假設UxS的網絡和物理安全屬性沒有得到解決或設計得不好。那么其他的核心技術，如定位、導航和定時、可靠性、互操作性、通信以及平臺的感知和決定能力都會退化或受到損害。從目前孤立和陳舊的認證過程遷移到一個有效的集成開發、安全和操作環境，對于成功地將用戶體驗平臺和傳感器納入JADC2環境是至關重要的。這種遷移也受到了挑戰，因為需要從傳統的技術和開發框架迅速發展到快速出現的技術，這些技術更有能力在近距離威脅的進展中保持相關性[3]。解決這一挑戰將需要將技術障礙與文化、財政、程序和政治上的孤島融合起來[4]。一旦美國防部解決了這一挑戰，它將有能力實現無縫整合、同步和安全，這對無人機成為多領域作戰的力量倍增器是必要的。

1.1 問題陳述

在一個技術競爭迅速的時代，JADC2基礎設施依賴于20世紀90年代構思的技術（如IPSec[互聯網協議安全]和TLS[傳輸層安全]），同時被限制在美國家安全局（NSA）制定的通用協議和標準下進行安全通信[5]。這些網絡安全協議是點對點的，每增加一個新的網絡設備，都需要與每一個現有的網絡設備建立單獨的信道，這就是指令概述。盡管在成立之初是最前沿的，但值得注意的是，幾十年后的今天，我們仍然依賴這種點對點的安全連接，在動態自治設備網狀網絡之上強行建立一個高延遲和過時的安全覆蓋層。整合改進不僅需要評估適當的現代替代方案，還需要一個能夠及時有效地用新興的行業解決方案解決UXS安全挑戰的操作授權（ATO）程序。

為了解決這些問題，我們提出了以下研究問題：

• JADC2和Overmatch項目的C2協議安全要求是什么？

• 根據在JADC2相關領域工作的國防部主題專家，現代C2安全協議需要哪些功能來滿足JADC2環境的需要？

• 哪種安全協議能最好地滿足所有這些需求，以及UxS C2鏈接的使用可行性是什么？

1.2 范圍

這項研究支持整個美國防部和美海軍部關于當前規范的討論，不充分的網絡安全做法和認證程序決不能阻礙無人駕駛系統的通信安全的未來狀態。這些方法必須不斷發展，以充分解決我們的傳感器和無人駕駛資產在高度技術性的同行競爭威脅中對速度和安全的日益增長的需求。

這項研究支持整個美國防部和美海軍部關于當前規范的討論，不充分的網絡安全做法和認證程序不得阻礙未來的無人機通信安全狀態。這些方法必須不斷發展，以充分解決我們的傳感器和無人駕駛資產在高度技術性的同行對手威脅中對速度和安全的日益增長的需求。

基于研究結果，一個選定的協議在受控的實驗室環境中被實施、測試并進行虛擬基準測試。在成功完成受控的虛擬測試后，虛擬實施過渡到在NPS自主飛行器研究中心（CAVR）ScanEagle無人駕駛飛行器（UAV）和海軍信息戰中心-太平洋（NIWC-PAC）合作自主系統對峙海上檢查和響應（CASSMIR）無人地面飛行器（USV）上的實際應用。

在本論文中，無人系統和無人車之間沒有任何區別，不分領域，即空中和水面；都被稱為UxS。

然而，在實驗過程中，測試將發生在無人機和USV上。這項研究的目的是解決對不依賴平臺的C2鏈路安全協議解決方案的需求。

通過混合方法（定性和定量）的研究工作，實現以下主要目標是本論文的貢獻：

• 進行定性研究，確定JADC2和Overmatch項目的UxS安全協議需求。

• 將定性研究結果與對當前軍事和工業安全協議選項的評估結合起來。

• 為多域作戰（MDO）UxS用例選擇一個可行的安全協議選項。

• 在最佳網絡條件下實施和評估選定的安全協議，用于UxS模擬。

• 在ScanEagle和CASSMIR上實施和評估所選擇的安全協議。

1.3 相關研究

UxS的研究空間是巨大和不斷發展的。正如本節所討論的，UxS安全的主題已經在各個研究領域得到了研究和記錄。然而，將不同的協議與軍事要求進行比較，以制定C2協議標準，提高安全性、效率和互操作性的研究有限。盡管如此，選定的先前研究提供了與我們的研究有關或支持我們研究的見解。

來自俄勒岡大學、南佛羅里達大學、海軍研究生院和凱斯西儲大學的研究人員，專注于建立基于性能和安全之間平衡的最有效的密碼文本算法或密碼框架[6]-[8]。這些論文解釋說，我們目前最常用的密碼套件對于小型UxS來說，計算量和功率都太大，例如Craziefile 2.0，它使用ARM Cortex M-4架構，工作頻率為168 MHz。其他研究則是研究用于開發UxS的軟件的安全基元，如機器人操作系統（ROS），并解釋了安全漏洞和緩解措施，以實現無人系統的安全、可靠部署[9]。最后一項研究揭示了這些基礎技術的脆弱性和保護它們的必要性。

從相關的研究來看，重點是尋找最佳的拓撲結構、路由協議或數據信息傳遞，以支持越來越多的無人駕駛系統和傳感器一起工作和運行[10], [11]。這些工作大多旨在通過將傳輸的開銷成本降到最低，找到維持C2的最有效方法[10], [11]。其他的UxS研究課題側重于網絡安全的最佳實踐，強調在無人系統中發現的漏洞到可能的新攻擊載體和可能的緩解技術之間的范圍[12]。

有過多的指導和研究概述了要求和解決方案；然而，沒有一個真正量化了國防部和海軍內部無人系統平臺和傳感器的C2鏈接安全的重要性。更少的指導和研究將協議和算法與這種需求相匹配。相關研究表明，這些觀點并沒有直接涵蓋選擇和使用標準化協議的整體性，以提高UxS C2鏈路安全、效率和互操作性。這些方法考慮了密碼器的內部性能、ROS軟件的安全服務和能力、UxS的脆弱性和整體網絡性能。本論文旨在研究一個標準化安全協議的實施，該協議可以作為應用層的安全軟件，與設備和互聯網協議網絡無關。

有大量的指導和研究概述了UxS的安全需求；然而，沒有一個真正量化了這些軍事用途的安全需求。從美國防部和海軍部的UxS平臺和傳感器的C2鏈路安全的重要性的現實世界經驗。

1.4 論文組織

本論文的其余部分組織如下。

第2章概述了JADC2和Project Overmatch倡議，以了解這些倡議的安全協議要求。本章還討論了美國國家標準與技術研究所（NIST）和美國國家安全局在加密協議的標準化和選擇方面發揮的作用。它回顧了安全通信協議的工業和軍事安全方法、相關性能以及通過使用專有和基于標準的安全協議解決的安全問題。

第3章提供了一個定性研究，包括面向網絡安全的訪談問題。研究的對象是在安全、自主設備和傳感器網絡、獲取或重疊方面有經驗的軍事、民事和承包商人員。從訪談中收集到的數據為國防部和國防部深入了解UxS的通信安全現狀以及相關的網絡安全和認證程序提供了更深的理解。

第4章根據第3章和第2章的結果進行交叉分析，提供了協議的比較和選擇。它討論了專有的和標準化的安全協議，這些協議是第2章中討論的網絡和倡議的關鍵網絡安全組成部分。它還將美國防部和美海軍部的UxS安全要求與定性研究的結果以及所討論的當前和新興的安全協議相匹配，以選擇UxS平臺的C2所需的最有能力的安全協議。

第5章概述了MLS在MDO UxS情況下的方法和實施。它描述了MLS和ROS的結構。它概述了協議功能概述，代碼開發階段，以及為支持實施而創建的核心功能。它還涵蓋了用于創建MLS指揮和控制（C2）應用程序（MLS C2）與ROS接口的分步方法概述。

第6章討論了在5中開發的各種MLS應用程序的實驗，并分析了其對研究用例的影響。這一章包括對測試過程的描述和對結果的描述。

第7章提供了一個結論，涵蓋了本論文研究的意義，對研究進行了總結，并推薦了繼續工作和替代方法的選項。

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。