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太空軍任務在于保障商業及軍事行動的外層空間自由通行。實現該目標需深化對太空環境的認知，并探索可資利用的潛在戰略優勢。高保真仿真系統為操作人員理解太空戰術提供工具支撐，同時為現役航天器技術需求決策提供依據。本研究通過軌道微分博弈與線性二次博弈仿真，深入解析單對單軌道沖突機理。研究成果不僅提出航天器高效計算策略以規避高性能追蹤衛星，更為未來彈性衛星的態勢感知能力需求確立基準準則。核心發現包括：規避方可在合理測量誤差范圍內，僅憑角度測量數據即可從有限路徑選項中判定追蹤者軌跡；當追蹤方遵循現實控制律時，垂直于"規避方-追蹤方"矢量的推力策略成為應對各類追蹤目標的最優規避方案。盡管研究聚焦于空間動力學領域的特定控制與估計系統，其方法論適用于模擬任意目標環境與控制律，故本質上涵蓋廣義追逃博弈理論框架，可廣泛應用于制導、導航與控制研究領域。

美太空軍條令[2]明確指出"太空通行權關乎美國繁榮與安全"，該權益衍生全球定位服務、公共安全防護及國防保障等多元效益。美國國家太空情報中心（NASIC）發布的《太空競爭》報告[3]闡明，外國勢力通過采納天基技術體系正挑戰美國的太空技術主導權。面對全球沖突威脅，在軌對抗已成為太空資產的安全隱患。因此，深入認知軌道作戰形態將強化美國資產防護能力。軌道沖突仿真作為關鍵認知路徑，可將追逃博弈映射至太空場景：某衛星（追蹤方）試圖達成相對于第二衛星（規避方）的特定目標狀態。通過求解預設目標（如交會對接、攔截摧毀等）下的優化路徑，傳統方法假設雙方均知曉所有狀態（含目標狀態）；但實戰中規避方往往無法確知追蹤方意圖。本研究通過微分博弈構建多路徑對應狀態估計模型，創立在追蹤目標不確定條件下航天器的最優規避方法。此類方法經分析驗證后可應用于真實航天器，切實提升在軌對抗防御能力。

本研究聚焦追逃博弈中的目標不確定性，相關結論將輔助特定太空任務規劃，并為系統級性能需求論證提供決策工具。通過應用本文技術路徑，既可制定現役航天器的在軌對抗策略，亦能在新型航天器研制中確立應對在軌威脅的能力需求。所提算法既可在地面任務規劃中實施，亦可集成至在軌自主任務規劃系統。因此，本研究核心目標是構建并驗證不確定環境下航天器規避策略生成算法。基于"規避方未知追蹤目標"的微分博弈框架，重點探究提升規避效能的估計與制導技術。關鍵研究問題包括：

1. 規避航天器能否通過觀測判定追蹤衛星目標？
2. 實現目標判定與成功規避需具備何種估計與控制能力？
3. 追蹤策略不確定時能否建立普適性規避控制與制導策略？

本文包含四個主體章節：第二章闡述軌道動力學、隨機軌道微分博弈及估計技術理論基礎；第三章詳述方法論體系，提供可復用于特定軌道場景的算法群；第四章應用前述方法分析多場景測試數據，提出規避航天器能力需求建議及任務規劃通用策略；第五章總結研究成果并指明后續研究方向。本研究旨在為美國太空軍開發具備智能規避策略的彈性衛星系統提供核心技術支撐。

本文探索了在物聯網（IoT）內動態無人機網絡格局下，高效無人機控制方法的開發。隨著無人機日益融入物聯網生態系統，解決其協同中固有的復雜性和挑戰，對于確保可靠性和效率至關重要。論文始于對物聯網概念和無人機網絡的深入探討，概述了關鍵應用領域，并描述了最先進的解決方案，特別是在定位與跟蹤方面。此外，它還審視了先進的無人機航路規劃策略，強調了其帶來的機遇和所蘊含的關鍵挑戰。論文的主體部分引入了新穎的協作算法，這些算法源于確定性原理和人工智能（AI）技術。這些算法受到鳥群等自然現象的啟發，使無人機能夠協作確定其在動態物聯網環境中追蹤移動傳感器的航線。隨著這些方法有效性的證明，它們如何增強無人機合作并顯著提升跟蹤效率變得顯而易見。基于此基礎，論文接下來介紹了一種創新的深度強化學習（DRL）方案，賦予自主無人機智能體能力，使其能在物聯網網絡內高效地制定最優數據收集策略。通過利用DRL，無人機持續從其環境和行動中獲取洞見，適應變化并做出智能決策以優化其數據收集策略。該方案調整了最先進的算法，使其能有效擴展到現實世界物聯網應用中常見的高維狀態-行動空間。本研究為圍繞無人機-IoT集成的持續討論做出了貢獻，提供了無人機控制的新穎方法。這些方法的引入為在物聯網范式中創建更高效、更自主的無人機網絡開辟了新途徑，凸顯了人工智能在此背景下的未開發潛力，并為該領域的未來發展奠定了基礎。

本文后續包含五個不同的章節：一章是對該研究努力在論文背景下探索的相關文獻進行的綜述；三章——每章專門分析和解決一項既定主要研究目標；以及一章討論研究發現、評估目標達成情況并總結論文。

第2章深入探討了本工作的背景，其結構旨在為建立本論文基礎的相關研究和文獻提供詳盡的分析。該章首先全面概述了物聯網范式，確立了其在當前技術格局中的關鍵作用。然后焦點轉向無人機網絡，討論了其獨特特性、操作應用（重點關注定位與跟蹤方法），以及航路規劃優化面臨的挑戰和當前技術。這為理解當前無人機網絡的能力和局限性奠定了堅實基礎。綜述的后半部分審視了人工智能在無人機集群管理中潛在的作用。它始于評估機器學習在無人機控制中的應用，繼而探討如何使用深度強化學習技術來實現高效無人機導航。

第3章題為“新型無人機控制確定性技術的開發”，涉及在協作式無人機控制領域研究確定性方法。該章通過引入一種新確定性技術的基礎為后續內容鋪墊，隨后對其在無人機控制中的應用進行了廣泛考察。它深入分析了如何利用該技術來加強無人機在用于搜救行動中的移動IoT傳感器追蹤應用中的協作。此外，它評估了該方法的優缺點，揭示了潛在的挑戰和改進領域。本次調查的發現為后續探索人工智能在無人機控制中的應用鋪平了道路，并為不同的控制策略建立了比較框架。

第4章題為“推進無人機控制：集群形成中的深度學習”，標志著從傳統確定性技術向探索深度學習方法在無人機集群形成與群體協同范圍內應用的轉變。本章介紹了設計和實現一個能夠促進無人機集群形成的深度學習模型，重點突出了其創建高效、適應性強的群體編隊的能力，從而進一步提升了純確定性方案的移動IoT傳感器跟蹤性能。對深度學習的探索引領至研究的下一步：利用深度強化學習優化無人機航路規劃。

第5章題為“多智能體無人機航路規劃優化”，代表了本研究歷程的頂點，它整合了從前幾章獲得的認知，以應對一個不同且更復雜的問題：即在IoT情境下優化多智能體無人機航路規劃以實現高效數據收集。本章主要聚焦于引入一種新穎的深度強化學習框架，論證其能夠管理多智能體系統的動態特性，并在多重約束條件下優化無人機航線。詳細的研究和分析揭示了所提出的框架如何能夠產生高效、適應性強的無人機網絡，這些網絡具備處理錯綜復雜現實場景的能力。本章不僅強調了智能系統在無人機航路規劃優化中的重要性，也闡釋了其在物聯網基礎設施內極大推進無人機控制領域的潛力。

最后，第6章總結研究，回顧關鍵發現、其意義以及未來前景。它分析了研究成果，承認了局限性，并提出了未來的研究方向。它以強調智能無人機控制優化中未開發的潛力作結，以激勵該領域的進一步創新。

無人駕駛飛行器（UAV）日益頻繁的使用引發了安全隱患，亟需有效的反無人機系統。本文旨在通過設計和實現仿真環境，評估反無人機防御中使用的干擾器角度分配方法，從而改進現有系統。該仿真模擬真實場景：攻擊無人機被追蹤后通過干擾使其失去行動能力，為特定場景下多種干擾器分配技術的效果評估提供工具。仿真基于智能體建模技術，模擬無人機與干擾器在受控環境中的行為交互。用戶定制報告器將監測記錄關鍵性能指標以評估算法性能。該工具的預期用途是增強規劃者對干擾器分配機制的理解，輔助優化反無人機防御戰術。

當今世界技術發展使無人機開始被用作武器，推動了對抗手段的演進。反無人機系統對關鍵區域和設施保護具有重要作用。這些系統專為應對無人機威脅設計，在傳統防空系統基礎上額外提供探測、跟蹤、識別、干擾與威脅評估功能。無人機探測跟蹤通過雷達和攝像系統等傳感器實現。探測階段是確保反無人機系統有效性的首要環節——未探測到的無人機無法采取預防措施。隨后識別被探測目標并評定威脅等級。若判定存在危險且需采取對抗措施，即啟動干擾程序。干擾無人機可分為兩類：硬殺傷與軟殺傷。硬殺傷旨在物理摧毀目標，通常采用激光武器或導彈系統；軟殺傷則在不造成物理損傷前提下使無人機活動中止，包括信號干擾和頻率干擾等電子干預手段。干擾器作為軟殺傷工具，通過阻斷信號阻止無人機受控。最常見的是可實現全向信號干擾的全向干擾器。但當防護區域周邊存在需保留的日常通信信號時，則采用僅能在特定角度干擾信號的定向干擾器。

日常應用中，反無人機系統可由單名或多名操作員控制，亦可在無人工介入的自主模式下運行。自動模式下，算法根據雷達軌跡信息確定干擾器作用區域并自動下發指令。此類算法計算目標威脅優先級后通過干擾器執行操作，本質屬于威脅評估與武器分配（TEWA）問題。決策過程需快速完成，因應對威脅的可接受響應時間通常僅為數秒。

本文提出名為JASPER（干擾器分配仿真評估報告平臺）的仿真方法，用于測試評估反無人機系統中的專用威脅評估與武器分配（TEWA）算法。這些算法專注于為威脅覆蓋優化分配干擾器角度。不同算法在目標優先級設定、計算時長及設備交互方式上存在差異。為確定更適用算法及其效能，需進行額外測試。本研究旨在開發模塊化、基于代理的測試平臺以滿足該需求。算法測試平臺采用基于代理的仿真框架MASON搭建。MASON作為復雜系統仿真平臺具備高度可定制性，基于代理的仿真方法使各代理按自有規則運行，提供更真實靈活的仿真環境。本測試平臺設計用于報告特定算法在多樣化場景下的性能。在此模塊化測試環境中，用戶可自定義測試案例及需報告的關鍵性能指標（KPI），支持基于不同場景的深度性能分析。這對理解算法在真實環境中的預期表現尤為重要。

論文結構如下：第二章提供測試評估仿真、威脅評估與武器分配及基于代理仿真的背景知識與文獻綜述；隨后在該章內定義描述具體問題；第三章闡述仿真技術應用；第四章說明仿真實施細節；第五章包含研究結論與未來改進方向。

本論文針對多智能體系統中的高斯過程（Gaussian Process, GP）訓練與預測問題，提出分布式可擴展算法。首要挑戰在于通過測量數據集計算表征水聲通信性能的空間場。我們采用簡化的近似線性對數通信模型，對比以航行器距離為輔助變量的協同克里金法與傳統克里金法。隨后提出基于模型的聲學性能預測方法，依托現實傳播模型構建兩階段框架：i) 通過評估含估計參數的候選函數來估計協方差矩陣；ii) 預測通信性能。協方差估計通過多階段迭代訓練方法實現，采用嵌套模型保障無偏性與魯棒性。該框架效能通過仿真與實地試驗數據驗證。

第二項挑戰在于智能體團隊在有限信息交換條件下實現未探測區域的預測。為實現高斯過程訓練的分散化，采用乘子交替方向法（Alternating Direction Method of Multipliers, ADMM），針對最大似然估計下的GP超參數訓練提出分散式近端ADMM閉式解。通過迭代與共識方法實現多聚合技術的分散式GP預測。此外，提出基于協方差的最近鄰選擇策略，使智能體子集可獨立執行預測。實證評估驗證所提方法的高效性。

論文結構如下：第2章討論相關研究工作；第3章聚焦水聲通信性能的模型驅動預測；第4章闡述多智能體系統的分散式可擴展高斯過程；第5章總結全文并展望未來方向。

無人機在軍事領域應用已逾百年，用途涵蓋偵察監視與目標指示等。多機編隊形成的無人機群具備可擴展性、靈活性與可靠性優勢。傳感器覆蓋作為監視任務的子類，其核心并非目標識別，而是持續監測特定區域。持續性傳感器覆蓋要求對監測區域實施周期性重復覆蓋。本論文對比三種無人機群持續性傳感器覆蓋算法的性能：Ganganath算法、臺球算法與內部路徑點算法。三者均基于分散式控制架構，各無人機依據自身傳感器數據與鄰機信息自主決策。

研究表明，Ganganath算法在n*m規模區域的計算復雜度為O(nm)，而內部路徑點算法因復雜度O(dnm)=O((2/3)nm(d+1))顯著更高。臺球算法復雜度則取決于參數配置。進一步采用兩項性能指標評估算法：

1. ??平均檢查間隔時間??：統計各區域單元自上次被檢查后的平均時長；
2. ??最壞情況檢查間隔時間??：對比各區域單元中最長的未檢查時長。

在平均檢查間隔指標中，臺球算法與內部路徑點算法表現最優；最壞情況指標下，Ganganath算法與內部路徑點算法領先。仿真實驗同時表明，臺球算法的可行路徑（即光束）數量對算法性能無顯著影響。

本論文闡述了一種新型無人機（UAV）飛行控制器FARN的功能原理，該控制器專需高精度可靠導航的任務場景而設計。通過融合低成本慣性傳感器、超寬帶（UWB）無線電測距以及全球導航衛星系統（GNSS）原始觀測值與載波相位數據，系統實現了所需精度要求。該飛行控制器基于兩項科研項目的任務需求開發，并在實際環境中完成驗證。

FARN集成GNSS羅盤功能，可在地磁羅盤不可靠環境下實現精確航向估計。該技術通過融合雙GNSS接收機原始觀測數據與實時姿態解算能力，使得在ROBEX項目北極科考任務中，即便地球磁場水平分量微弱仍能保障無人機可靠運行。

此外，FARN支持多無人機厘米級實時相對定位，既實現蜂群內精準機動飛行，也支持多機協同作業——包括目標協同或物理耦合任務。結合MIDRAS項目，開發了雙機協同防御系統：兩架無人機通過協調動作操控懸掛網具，實現空中危險目標捕獲。

本研究涵蓋無人機研發的理論與實踐層面，重點涉及信號處理、制導控制、電氣工程、機器人學、計算機科學及嵌入式系統編程等領域。同時為后續無人機研究提供系統性參考框架。

研究工作詳細建模并描述了無人機平臺構型、推進系統、電子設備架構及傳感器配置。建立姿態表征數學規范后，重點闡釋飛行控制核心——嵌入式自運動估計框架及控制架構原理。基于基礎GNSS導航算法，推導出進階載波相位處理技術及其與自運動估計的耦合機制。系統闡述各模塊實施細節與優化策略，并在兩項科研項目中完成部署驗證。通過系統性能的批判性評估，明確現有技術邊界并提出改進方向。

快速準確地識別附近的飛機對美國海軍艦艇的安全有效運行至關重要。現代技術和計算機輔助決策工具為過時的戰斗識別方法提供了替代方案。通過將 Soar 認知架構的強化學習功能與戰斗識別技術相結合，本論文探索了兩者合作的潛力。在開發出 Soar 與戰斗識別方法之間的基本接口后，本論文分析了所開發的 Soar 代理對既定真理的整體正確性，以確定系統的學習水平。雖然這項初步研究的范圍有限，但其結果有利于戰斗識別的大幅現代化。除了建立概念驗證外，這些發現還有助于未來的研究，以開發出一個強大的系統，能夠模仿和/或輔助人類操作員的決策能力。雖然這項研究的重點是基于海上的海軍應用，但研究結果也可擴展到整個國防部門的實施。

戰術決策者可獲得的海量信息會讓戰術行動官（TAO）或任務指揮官（MC）等單個操作人員應接不暇。在作戰環境中，戰術行動官或任務指揮官必須快速正確地識別和分類未知飛機（海軍作戰部長 [CNO]，2012 年）。隨著未知飛機數量的增加，傳感器數據和決策信息的數量也相應增加。通過嘗試確定一種有助于 TAO/MC 決策過程的程序，有可能提高操作員的效率，從而通過減少飛機在戰斗識別（CID）方面未分類的時間來提高作戰環境的內在安全性。通過強化學習（RL）解決方案，Soar： 認知架構可促進 CID，并最終模擬 TAO/MC 的認知過程。

本論文是解決 TAO/MC 決策者可能遇到的 CID 操作員任務超負荷問題的關鍵一步，它通過有效（準確）的 RL 確定了模擬 CID 過程的計算機輔助決策工具。通過評估 RL 對簡化的 CID 規則集的影響，可以評估 Soar 認知架構，將其作為一個合理的框架納入 TAO/MC 職責。最終，評估 RL 功能是否足以成為在特定行動領域內準確模擬 CID TAO/MC 認知功能的工具集，對于在擴展研究之前證明這一概念的可行性至關重要。研究 RL 的潛在益處可以重塑 CID 的標準操作程序和 TAO/MC 的主要職責。

結合 CID 評估 RL 算法是研究確定合作系統可行性的關鍵一步。本論文將利用 SOAR 認知架構和基本的 CID 矩陣，嘗試回答以下研究問題： “在 SOAR 認知架構下，CID 的強化學習是否有效？

對上述研究問題的評估將通過開發和分析兩個以結果為導向的假設來實現。

• 假設 Ia. 將強化學習/獎勵價值納入戰斗識別功能將降低或不改變所提供的建議行動/識別的有效性。

• 假設 Ib. 將強化學習/獎勵價值納入戰斗識別功能將提高所建議行動/識別的有效性。

《水下航行器：設計與應用》首先探討了自適應卡爾曼濾波算法在高速自主水下航行器（AUV）動態估算中的應用。

作者研究了在低慣性水下航行器上實施的不同控制方案的性能，包括非基于模型、基于模型和基于自適應模型的控制方案，用于三維螺旋軌跡跟蹤。

考慮到水下航行器使用傳感器檢測到任意形狀和非凸面障礙物的情況，介紹了在三維環境中避免碰撞的控制法則。

采用過程噪聲協方差校正（Q-適應）的漸變卡爾曼濾波器（AFKF）估算 AUV 動態。

第 1 章中提出的方法基于傳統 KF 算法的適應方案，通過引入單個或多個衰減因子來檢測和修正噪聲協方差的變化。盡管系統存在不確定性，但所提出的 AFKF 算法仍能提供精確的估計結果。所提出的 AFKF 算法簡單實用，計算負擔不重。這些特點使得所介紹的 AFKF 算法在為高速 AUV 控制系統提供可靠的參數估計方面極為重要。考慮到 AUV 通常在惡劣的環境中使用，系統輸入/參數極有可能出現故障，因此采用所提出的 AFKF 算法而不是傳統的 KF 算法可能會帶來顯著優勢。

第 2 章研究了不同控制方案的性能，從非基于模型的（比例-積分-派生控制，PID）到基于模型的（計算扭矩控制，CT）以及基于模型的自適應（自適應比例-派生加控制，APD+），這些方案都在低慣性水下航行器上實現，用于三維（3D）螺旋軌跡跟蹤。然后，基于 Lyapunov 直接法證明了每種控制方案所產生的閉環動力學的漸進穩定性。然后，通過基于場景的數值模擬，演示了在 Leonard 水下航行器上實施三維螺旋軌跡跟蹤的控制方案的性能。所提議的模擬在以下因素的影響下進行：潛水器的浮力和阻尼變化、參數變化；傳感器噪聲、潛水器內部擾動；以及水流、外部干擾抑制。此外，作者還演示了飛行器在執行水下任務時運送物體的任務。仿真結果表明，APD+ 控制方案對海洋應用中低慣性水下航行器的跟蹤控制具有有效性和魯棒性，優于其他控制器。

在三維環境中避免碰撞對于規劃自主飛行器的安全軌跡問題非常重要。關于避免碰撞的現有文獻假定障礙物的形狀是先驗已知的，并將障礙物建模為球體或邊界框。然而，在三維環境中，自動駕駛車輛并不知道障礙物的形狀，車輛會使用三維傳感器（如三維聲納）檢測障礙物的邊界。

在第 3 章中，作者介紹了避免碰撞的控制法則，考慮了航行器使用傳感器檢測任意形狀和非凸面障礙物的情況。此外，在設計控制法則時還考慮了運動約束，如車輛的最大轉彎率和最大速度。使用 MATLAB 仿真驗證了控制法則的有效性。

近年來，軍事行為者廣泛利用數字網絡技術提供的機會與目標受眾直接溝通，并參與復雜的印象管理。本文研究項目采用傳播承受力框架，探討社交網站（SNS）如何與軍事戰略傳播實踐相交融并增強其傳播效果。具體來說，本研究旨在了解 SNS 如何融入軍事戰略傳播實踐，作為實現其更廣泛機構目標的一種手段，同時將研究置于這種傳播所處的復雜混合媒體生態中。

該項目采用了一種混合研究方法，即對愛爾蘭、加拿大、美國、德國、荷蘭、以色列和北約軍事和國防部門的傳播專業人員進行深入訪談，并對三年來上傳到以色列國防軍官方 Facebook 頁面的時間軸圖片進行多模式專題分析。對處于利用 SNS 最前沿的活躍軍事機構進行視覺專題分析，是對半結構式訪談分析的補充，提供了重要的背景資料，使人們對 SNS 作為軍事戰略交流工具的潛在能力和局限性有了更全面的了解。

研究結果深入揭示了軍事傳播行動者如何看待和使用 SNS，并將其作為一個平臺，向多個目標受眾闡明其活動和合法性，以及建立公眾支持。本研究采用了 "社交媒體承受能力 "這一理論框架，對社交網站如何增強軍事戰略傳播實踐進行了概念化。研究結果表明，SNS 的能力、規范和語言使軍事戰略傳播的性質和基調發生了重大轉變。這項實證研究可為混合媒體生態中的軍事媒介化提供更廣泛的理論依據，并為研究在線可視化軍事傳播實踐的概念類型學做出貢獻。

研究背景和意義

本論文題目源于對政治、軍事和國防行為者使用和占有流行社交網站（SNS）逐漸增多的興趣。現在，全球各地的軍隊都在多個社交媒體平臺上保持在線存在，他們利用這些平臺進行征兵、反擊敵方言論和爭取公眾支持。我認為，對軍事和國防行為者使用 SNS 的特別關注值得學術界關注，因為它們代表了軍事戰略傳播（StratCom）在傳播范圍和語氣方面的巨大變化。如果說公眾認知對當代沖突的成功至關重要（Lind, 2004; Hammes, 2005），那么媒體對軍事戰略傳播實踐也至關重要，因為軍事戰略傳播實踐致力于影響和管理多重復雜目標受眾的認知。正如 Hoskins 和 O'Loughlin（2010 年）所斷言的，對軍事行動的看法正是通過媒體產生、維持或質疑的。然而，軍事和國防行動者不僅在沖突時期參與日益復雜的媒體戰略，而且還在多個媒體平臺上開展日常身份工作。作為軍事戰略情報的渠道，SNS 的新穎之處在于它便于與目標受眾直接溝通，繞過了主流媒體 (MSM) 的傳統過濾和驗證流程（Banham，2013 年）。此外，官方軍事 SNS 上傳播的內容可能會干預傳統的信息流，影響 MSM 的議程，因為記者會直接利用官方軍事社交媒體賬戶上的內容。關注這些賬戶的普通社交媒體用戶也可能會被鼓勵通過傳統的在線實踐和贊美、分享和評論等語言，將軍事戰略信息轉發到他們的網絡中。在復雜的媒體生態中運作的所有這些因素都可能為軍事和國防行為者提供一個反饋回路，以一種以前無法僅通過傳統 MSM 實現的方式擴大他們的傳播。這一點非常重要，因為公眾對軍隊及其行動的認識和看法對軍隊的行動能力和目標的實現至關重要。SNS 為軍事行為體提供了一個新的途徑，使其可以在以非正式、口語化交流形式為核心架構的平臺上與目標受眾接觸，其中可能包括國內公眾、政治精英、記者、國際社會及其自身人員。參與復雜的暴力和防衛現實的國家行為者所傳播的這種傳播的性質，既可能使他們更引人注目，同時也可能混淆該機構的性質及其目的。

關于軍隊與媒體的問題，我認為，目前有關軍事傳播實踐問題的學術研究并不完整，因為對軍隊和國防行動者如何將社交媒體納入其戰略傳播計劃的深入研究相對較少。填補這一空白非常重要，因為在 SNS 上傳播的內容會對現實世界產生影響。人們對恐怖主義招募、干預選舉公正性以及傳播有關氣候和健康危機的虛假信息的擔憂，都表明了 SNS 的多產性及其潛在影響和沖擊社會態度的能力。在軍事領域，2013 年 10 月 10 日，以色列國防軍（IDF）官方推特賬號 @IDFSpokesperson 發布了一條紀念贖罪日戰爭 40 周年的推文。其中有這樣一句話："以色列空軍轟炸敘利亞機場，阻止蘇聯武器運抵敘利亞陸軍"。這條推文被一些人誤解為當前的攻勢，可能會導致整個中東地區的沖突，隨后導致每桶石油的價格上漲了一美元。這個例子說明了這些賬號的權威性，也說明了軍事行為者在 SNS 上傳播的信息是如何影響現實世界的。關于 SNS 對公眾對重要社會問題看法的影響，大多數關注點都集中在被認為邪惡的行為者對 SNS 的利用上，而較少關注官方或國家行為者如何利用這些 SNS 來影響目標受眾，以實現自己的戰略目標。然而，正如朱迪斯-巴特勒（Judith Butler，2010 年，第 ix 頁）所寫，"如果要反對戰爭，我們就必須了解民眾對戰爭的認同是如何培養和維持的"。本研究認為，關鍵是要了解軍方在 SNS 上的傳播動機和實踐，以了解他們是如何利用這一大眾文化渠道試圖影響人們對戰爭的看法和對戰爭的支持的。

本項目通過對軍事和國防機構將 SNS 納入其 StratCom 計劃的方式，以及 SNS 增強其傳播實踐的性質和基調的方式進行實證分析，為有關軍事媒體化和軍事媒體管理實踐的現有學術辯論做出貢獻。本研究通過對在多個軍事和國防機構工作的傳播從業人員進行半結構式訪談，以及對以色列國防軍使用流行 SNS Facebook 的情況進行分析，來闡明使用 SNS 的視覺效果和方言向在線網絡宣傳其敘事的方式。雖然 SNS 是研究的重點，但這是在混合媒體系統（Chadwick，2013 年）的背景下進行的，在混合媒體系統中，新舊媒體形式和邏輯在軍事傳播實踐中交織互動。在此過程中，本研究匯集并擴展了傳播學、安全研究和國際關系（IR）等學科中通常只存在于平行關系中的文獻，以提供對 SNS 作為軍事戰略情報工具的潛在能力的更全面的理解。

軍事行為體參與社交媒體的實踐和邏輯，以獲取這些平臺中蘊藏的網絡力量，并利用其聲譽管理和形象建設的潛力（Grewal，2008；Pauwels，2019）。然而，正如 Corner 和 Parry（2017 年）以及 Jensen（2014 年）所指出的，媒體與傳播研究并沒有對軍事傳播實踐，更具體地說，對軍事傳播如何整合 SNS 給予足夠的重視。該學科的研究主要集中在媒體如何描繪沖突或軍隊與媒體之間關系的性質（Carruthers, 1998; Der Derian, 2009; Stahl, 2010）。對于軍事行為者如何將 SNS 納入其戰略通信實踐的研究則少得多。與此相反，軍事和國防院校對如何最好地有效利用媒體，特別是新媒體技術為實現軍事目標提供的機會進行了廣泛研究（Caldwell 等人，2009 年；Deverell 等人，2015 年；Nissen，2015 年）。Crilley （2016，第 51-52 頁）認為，軍事機構對 SNS 的使用是一個重要的研究領域，因為軍事社交媒體網站打破了軍隊與媒體之間的隔閡，使軍隊能夠以自身的權利成為媒體行為者。軍事機構為使用 SNS 投入了大量資源，這些網站可以被大量受眾看到，他們可以以獨特的方式參與其中并與之互動（同上）。當代戰爭環境的性質和復雜的媒體生態將公眾輿論和看法置于沖突成功與否的最前沿。正如尼森（Nissen，2015 年，第 10 頁）所指出的，受眾的行為將受到 "對社交網絡（物理或虛擬）中通過爭論（邏輯和情感）和交流所創造的意義的主體間理解 "的影響。因此，全球信息環境是商討可信度和合法性問題的重要戰場。在這些條件下，軍事行為體構建可在多種媒體平臺上傳播的精心策劃的戰略敘事就顯得愈發重要。國際關系學、安全研究、戰爭研究、軍事社會學、文化人類學和批判性軍事研究等學科出現了大量關注軍事與媒體交叉的研究。下面將對軍事與媒體（尤其是軍隊對社交媒體的使用）領域的現狀進行跨學科概述，并論證本研究在這一背景下的意義。

軍事與媒體：領域現狀

本項目涉及更廣泛的軍事媒體管理策略和軍隊作為一個機構日益媒體化的話題。Maltby（2012 年）和 Shavit（2016 年）都對軍隊日益 "媒體化 "這一觀點做出了重要貢獻。媒體成為軍事活動的 "解釋網格"，軍事活動利用媒體來吸引和獲得多方受眾的支持，并影響人們對沖突的看法（Shavit, 2016, p.1）。沙維特特別討論了數字媒體技術在具體沖突事件中對以色列國防軍傳播行動的影響。Maltby、Thornham 和 Bennett（2015 年）通過對互聯網上涉及國防問題的社交媒體網站進行大數據分析，探討了英國軍方如何占領、利用和協商社交媒體空間。

他們發現，在國防部門的特定領域，社交媒體空間的作用主要是公共關系。不過，他們強調了數據挖掘和大數據的局限性，并認為仍需采用定性分析方法，專注于數字環境中傳播的內容，而本研究論文正是采用了這種方法。他們承認，社交媒體日益成為戰略傳播的前沿，因為它為軍事行為者提供了參與和影響受眾的機會（同上，第 2 頁）。Jensen（2014）探討了英國軍方更廣泛的媒體管理結構和動態傳播過程，而Crilley（2016）則具體討論了英國國防部和英國武裝部隊各分支利用SNS建立公共合法性的情況。他恰如其分地指出，如果不考慮這些平臺固有的可視性，我們就無法理解軍事 SNS。Olsson 等人（2016 年）在更廣泛的歐盟背景下，通過針對各機構內權威人士的問卷調查，探討了成員國武裝部隊如何看待社交媒體帶來的機遇和風險。盡管在整個數據集中發現了趨同點和分歧點，但他們的研究結果表明，大多數受訪者都從促進營銷、雙向交流和透明度的角度來看待社交媒體。在美國，Lawson（2014 年）詳細介紹了美國軍方內部對個別軍事專業人員使用社交媒體的抵觸情緒，而 Christensen（2008 年）則分析了美國軍方使用 YouTube 傳播伊拉克戰爭信息的情況。有幾項研究考察了軍事機構在沖突偶發點使用 SNS 的情況（Kuntsman 和 Stein，2015 年；Merrin，2018 年；Seo，2014 年；Shavit，2015 年；Stein，2017 年），但很少有研究對通信技術對軍事機構的變革作用以及軍事機構將流行 SNS 納入其戰略通信實踐的方式進行長期分析，本研究試圖填補這一空白。

從機構層面到軍人個人，一些學者撰文介紹了士兵使用 SNS 和數字技術（如頭盔攝像機）從他們的視角提供沖突圖像的情況（Andén-Papadopoulos, 2009; Kennedy, 2009; Silvestri, 2014, 2015, 2016）。還有人研究了 SNS 獨特的方言所帶來的士兵或退伍軍人的個性化（Chouliaraki，2016 年；Hoskins & O'Loughlin，2015 年）。此外，還對軍人及其家屬使用 SNS 的情況進行了探討，闡明了媒體技術是如何與軍人的平凡經歷相交織的，并探討了此類媒體實踐是如何在個人和機構身份的表現中得以實施的（Corner 和 Parry，2017 年）。Kuntsman 和 Stein（2015 年）詳細闡述了通過社交媒體實踐將軍隊和平民模糊和交織在一起的現象，并將這種現象稱為 "數字軍國主義"。他們以以色列為例，描述了數字通信平臺和消費者行為成為軍事和民事框架中國家和非國家行為者的軍事化工具的過程（第 6 頁）。杰克遜等人（2017, 2020）通過關注全球軍火生產商、軍事視頻游戲產業、私營軍事和安保公司（PMSCs）以及外交部等更廣泛的行業，研究了在日常社交媒體使用中頌揚軍國主義的社交媒體內容。他們的研究符合德-德里安（Der Derian，2009 年）所說的軍事-工業-媒體-娛樂網絡（MIME NET）、軍事娛樂綜合體（Lenoir，2000 年）和軍事娛樂概念（Stahl，2010 年）中通過流行文化在社會中推廣軍國主義樂趣的方式的觀點。上述研究為本研究提供了信息，并對不同背景下軍隊、媒體和社會的性質提供了寶貴的見解，本研究試圖從以下幾個方面對文獻做出貢獻。

盡管現在軍事和國防機構對 SNS 的使用無處不在，但傳播學科對這一主題的研究仍然不足，尤其缺乏對軍事視角的研究。這可能是由于訪問問題，但也可能是由于這些機構給人封閉、神秘的固有印象。本研究通過與來自美國、加拿大、愛爾蘭、德國、荷蘭、以色列和北約等多個國家和地區的軍事通信從業人員（記錄在案）的接觸，以實證為基礎，闡述了人們對 SNS 作為軍事戰略情報工具的承受能力的看法，從而確定人們是如何看待 SNS 并將其融入更廣泛的通信和機構戰略的。本研究致力于填補現有文獻中的這一空白，因為它響應了多位學者的呼吁，將軍事實踐者及其意圖納入軍事與媒體交叉研究中（Corner and Parry, 2017; Gerodimos, 2019; Pauwels, 2019）。此外，本研究通過將權威訪談與以色列國防軍這一在利用 SNS 方面走在前列的現役軍事機構使用 SNS（Facebook）的實證分析相結合，有助于更全面地了解 SNS 作為軍事 StratCom 工具的使用情況。盡管圖像和視覺效果在政治傳播中發揮著核心作用，但大多數有關數字媒體在政治中作用的研究都將文本而非圖像作為最有力的研究對象。這反映了社交媒體研究的一個大趨勢，即單模方法（特別是側重于文本）優于多模方法（承認視覺內容的重要性）（Hansen, 2011; Highfield & Leaver, 2016）。Highfield和Leaver（2016）呼吁對社交媒體視覺研究進行協同投資，認真對待圖像的作用。此外，迄今為止，大多數涉及網絡視覺政治傳播實踐的研究都集中在抗議、政治運動和選舉等偶發事件上，通過強調參與度指標來突出社交媒體視覺效果和受眾感知。雖然參與度指標可以為內容的傳播效果提供重要見解，但本研究認為，以深入、嚴謹的方式研究這些視覺內容同樣具有價值（Gerodimos, 2019）。本研究在三個方面為數字政治傳播研究做出了貢獻。首先，認識到社交媒體的視覺內容作為政治戰略傳播的有力手段的重要性。其次，將視覺政治傳播研究擴展到政治實踐的另一個空間，即活躍在網絡上的軍事機構。第三，對三年內（2015-2018 年）上傳到以色列國防軍官方 Facebook 頁面的時間軸圖片中出現的主要敘事主題進行實證性多模式主題分析。這一時期是 "相對 "和平的時期，有助于說明軍事機構在流行的 SNS 上開展的日常 StratCom 工作。本研究通過說明一個現役軍事機構如何利用視覺效果在全球最受歡迎的 SNS Facebook 上向其目標受眾展示自己，為軍事和媒體研究做出了貢獻。此外，本研究還超越了 "宣傳 "的概念，認識到當代媒體環境的多樣性使得任何對傳播的全面控制和監管在很大程度上都無法實現。軍事行為體必須與其他多個行為體就這一環境進行談判，而成功實現傳播目標絕非必然。

理論框架

本研究借鑒了媒介化、傳播能力和混合媒體系統等理論框架，并在此基礎上闡釋了既影響媒體又受媒體影響的軍事機構的性質、技術影響軍事傳播實踐的方式，并將他們對 SNS 的使用置于更廣泛的復雜媒體生態中。在此背景下應用媒介化概念，有助于更好地理解軍事行為者將媒體納入其機構實踐的方式。軍方的媒介化非常重要，因為公眾對軍方機構及其活動的看法會影響其成功與否以及分配給他們的資源。此外，SNS 及其潛在的可見性并不代表公平競爭。資源、素養和專業知識都很重要，軍事人員投入了大量資源，以便在網上眾多競爭聲音中占據優勢。溝通能力框架強調行動者的意圖、技術能力和行動潛力之間的相互作用，它的使用有助于理解 SNS 如何融入軍事戰略情報實踐，以及它們如何影響溝通的性質和模式。對混合媒體系統性質的認識（Chadwick，2013 年）有助于理解新媒體技術如何重塑軍事行為體的溝通方式，同時認識到他們對社交媒體的使用并非存在于真空之中，而是融入了新舊媒體戰略的復雜組合之中。

本文探討了無人地面車輛（UGV）應用中的 2.5D 和 3D 路徑規劃。對于 2.5D 實時導航，我們研究了使用高程或可穿越性生成 2.5D 占位網格，以確定路徑成本。與海拔高度相比，使用由表面法線生成的分層方法生成的可穿越性在測試環境中更為穩健。分層方法也用于三維路徑規劃。雖然可以實時使用三維方法，但生成三維網格所需的時間意味著，有效進行路徑規劃的唯一方法是使用預先存在的點云環境。因此，我們探索從各種來源生成三維網格，包括手持式傳感器、UGV、UAV 和航空激光雷達。

本報告涉及《陸軍多域情報： 21-22 財年科技重點領域》（參謀部副參謀長辦公室，2020 年）。具體而言，在傳感器部分，本報告與以下需求相關： "傳感器和機器人平臺的新組合，不僅能在地形上移動，還能機動感知"（4）。傳統上，無人地面車輛（UGV）以二維方式導航，并將世界劃分為已知、未知和障礙。本報告試圖通過在地圖中加入實際地表信息，將導航擴展到 2.5維和 3維尺寸。更高的維度可以提高導航效率。

這項工作還涉及 "戰爭將以超高速、超大規模進行，由機器人和自主系統 (RAS)、機器學習 (ML) 和 AI [人工智能] 能力等技術主導，這些技術可廣泛獲得、打包并隨時投入使用"（參謀部副參謀長辦公室 2020，5）。雖然不在本文討論范圍之內，但基于前沿的 2D 探索軟件包（Christie 等人，2021 年）將與我們的 2.5D 方法配合使用。

研究方法

在這里，探討了兩個專門用于 2.5D 和 3D 導航的 ROS 軟件包。為了生成 2.5D 占位網格，我們使用了 grid_map 軟件包（Fankhauser 2019；Fankhauser 和 Hutter 2016）。雖然 grid_map 軟件包最初是為腿式機器人導航各種地形而設計的，但它也可用于 UGV 平臺，以維護地表信息。圖 2 顯示了網格地圖的一個示例。通常，我們使用三維激光雷達生成網格圖。不過，這里的網格圖是 2.5D，這意味著我們用一個值來表示 z 方向。如果點云提供的兩個不同坐標的 x 值和 y 值相同，但 z 值不同，則網格圖會保留較高的 z 值。紫色和藍色等冷色表示海拔較低，紅色和橙色等暖色表示海拔較高。grid_map 軟件包提供了多種有用的轉換格式，包括 costmap_2d、OpenCV、OctoMap、點云庫 (PCL)，甚至是有符號距離場 (SDF)。costmap_2d 轉換與我們的導航最相關。不過，在調整參數時，查看 pointcloud2、Vectors 和 GridCells 數據的功能特別有用，因為它們都有自己的參數文件，可以根據具體情況進行調整。

還研究了用于三維路徑規劃的 mesh_navigation（Pütz，2019 年；Pütz 等，2021 年）。圖 3 包含一個網格導航示例。在這個示例中，粉色和藍色等冷色調表示可穿越的地形，而紅色則表示障礙物。使用網格導航的一個好處是，陡坡（即負面障礙物），如樓梯，會被標記為紅色并避開。因此，機器人的路徑是沿著斜坡規劃的。

使用網格導航的另一個優勢是，路徑是沿著實際網格規劃的，因此很容易識別和避免縫隙和陡坡。此外，航點可以有不同的 z 值，規劃器會明確考慮這一點。例如，在圖 4 中，起點位置海拔較高，而目標位置海拔較低。因此，網格導航可以使用最能實現海拔高度變化的路線，成功地將機器人引導到目標位置。而 2D 或 2.5D 方法則無法做到這一點。

此外，如圖 5 所示，網格可以沿同一 Z 軸存在多個點。這也是 2D 或 2.5D 方法無法實現的。圖 5 還表明，mesh_navigation 軟件包可以有效地利用三維網格來規劃隧道路徑，以達到預定目標。

本節中的圖表使用在線數據集生成（奧斯納布呂克大學，2020 年）。不過，本報告的其余部分將重點介紹從各種輸入源生成可穿越網格的情況。