美國五角大樓的 “聯盟聯合全域指揮與控制”(CJADC2)計劃自 2018 年初啟動以來,對美軍越來越重要,但對五角大樓負責實施該計劃的國防官員和行業合作伙伴來說,卻越來越模糊不清。作為更好地連接傳感器、射手和指揮官的工作,CJADC2 是對抗同級對手所必需的。但 CJADC2 缺乏具體目標或實例,操作人員和開發人員只能選擇冒險行動。如今,美國各軍種都在開發自己版本的 CJADC2,而作戰指揮官和國防部(DoD)首席數據與人工智能辦公室(CDAO)則在實地部署網絡,以支持戰區之間的信息共享和遠程火力打擊。
在很大程度上,CJADC2 缺乏重點是因為它將聯合一體化的目標與實現通信互操作性的技術挑戰混為一談。作為主要專注于開發和管理項目的組織,美國國防部及其供應商有動力將其與 CJADC2 相關的工作集中在網絡需求和能力上。然而,由于沒有考慮到指揮與控制(C2)及其固有的聯合性質,海軍的 “超配項目”、陸軍的 “融合項目”和空軍的 “先進作戰管理系統”(ABMS)等項目未能解決網絡之外的集成要素,如制定和實施行動方案(COA)、建立后勤和保護,或實現跨軍種和盟國的信息共享。
由于強調通信而非整合,CJADC2 也未能解決國防部在行動取得決策優勢過程中的一個主要限制因素--即美國部署的成套部隊以領域和軍種為中心的性質。當美軍抵達作戰指揮官所在戰區時,通常會首次與其他軍種的部隊聯合。在二十世紀,部隊通過擁有共同的條令和程序來整合各軍種的力量,但隨著美國國防部越來越依賴計算機化和非機組人員系統,數據架構和決策能力的技術整合將成為有效聯合作戰的關鍵。
為了重新將 CJADC2 的重點放在聯合集成上,本文建議通過作戰實驗來共同發展其技術和 C2 要素,從而實現 CJADC2 的決策優勢目標。為幫助開發這一方法,哈德遜研究所和美國國防工業協會(NDIA)新興技術研究所(ETI)主辦了為期一天的研討會,匯集了來自政府和行業的高層領導。該活動由三個小組組成,涉及的主題包括烏克蘭戰爭的教訓、國防部的組織責任以及指揮、控制、通信、計算機、網絡、情報、監視和偵察(C5ISR)的整合。
在研討會討論以及隨后的訪談和分析的基礎上,本文提出了六項原則,這些原則將提高國防部整合聯合部隊的能力,而不僅僅是連接他們的網絡:
與遵循美國防部自上而下的需求和采購流程相比,反映這些原則的自下而上的集成方法能使國防部更快地實現相關的聯合集成。下面舉例說明如何做到這一點:
通過尋求近期作戰問題和任務的解決方案,國防部可以創建一個 DevSecOps 循環,在這個循環中,作戰人員和技術專家合作,迅速確定將現有系統結合起來以實現預期結果的方法、定義成功的指標,以及由此產生的接口和信息交換需求。相比之下,自上而下確定互操作性要求和標準可能需要數十年才能實現單一殺傷鏈。
將系統組合成效應鏈的聯合方法可以實現模塊化,并在多個行業合作伙伴和供應鏈之間分配系統元素。根據項目官員決定在何處設置接口和建立模塊化的情況,聯合集成方法可實現系統和子系統的規模化生產,而不受任何單一承包商、合同、合同行動或政府項目辦公室的限制。
在聯合集成方法下,美國防部可以加快和簡化測試與評估。它可以對系統、平臺及其軟件進行單獨評估,包括在虛擬環境中評估其適用性和有效性,而不是等待組裝一個完整的系統來支持驗收測試。 通過針對特定任務或作戰挑戰進行聯合集成,國防部可以為未來的系統實例化提供越來越多的選擇。例如,國防部可以重新組合或集成任務系統、有人和無人平臺以及武器,將其與一個新的組件結合起來,以支持一個任務和作戰問題,從而實現一個全新的任務主線,解決另一個作戰問題。反之,在通過聯合、自下而上的方法整合更多系統時,它也可以通過使用多個不同的任務線程來解決相同的作戰問題。
聯合作戰歷來是美軍的優勢所在。聯合作戰幫助美軍贏得了第二次世界大戰,而網絡化聯合作戰則是美國和盟軍在 20 世紀 90 年代 “沙漠風暴 ”行動和 “盟軍 ”行動中取得成功的基礎。但在機器時代,聯合作戰需要技術和條令的整合。為了保留聯合作戰的歷史優勢,國防部需要調整 CJADC2 的方向,從主要以軍種為中心、自上而下地追求網絡互操作性,轉變為自下而上地整合執行最優先任務所需的殺傷鏈。
圖. 美國防部部隊組建流程僅在部署時整合單元
本指令規定了參謀長聯席會議(CJCS)主席對聯合戰略規劃系統(JSPS)的政策和指示。聯合戰略規劃系統是聯合參謀部協助 CJCS 完成《美國法典》第 10 篇規定的法定職責的方式。聯合戰略規劃系統使 CJCS 能夠保持全球視野,利用戰略機遇,將戰略轉化為成果,并為國防部長(SecDef)和總統制定軍事建議。
a. 《美國法典》第 10 篇第 153 節要求 CJCS 履行六項主要職能,協助總統和國防部長進行規劃、咨詢和政策制定:為武裝部隊提供戰略指導;編制戰略和應急計劃;就全球軍事一體化提供咨詢;評估全面聯合戰備狀態;進行聯合能力發展;以及進行聯合部隊發展(參考(a))。對所有六項職能的評估都是對實現國家安全目標進展情況的評價。
b. 聯合戰略和安全評估為 CJCS 與總統、國會、國防部長、各軍種、國民警衛隊局 (NGB)和作戰司令部(CCMDs)之間的互動提供支持
a. 聯合戰略規劃系統是 CJCS 履行《美國法典》第 10 篇職責的主要方法:為武裝部隊提供戰略指導,編制戰略和應急計劃,就全球軍事一體化提供建議;評估全面聯合戰備狀態;進行聯合能力發展;以及進行聯合部隊發展(參考(a))。CJCS 應評估支持戰略目標的所有六項要求。
b. 《聯合戰略和安全計劃》描述生態系統和復雜的人際互動,以實現最佳產出, 支持 CJCS。這種優化必須在法定時限內進行,同時適應外部要求或危機。聯合參謀方案》概述了聯合參謀部的依賴關系和聯系,以系統和有意識地改進戰略成果。
c. 本指令圍繞 CJCS 的法定職能編排:
(1) 全球軍事一體化。CJCS 促進安排聯合部隊在時間、空間和目的上的一致行動,以應對跨地區、全領域和多功能的挑戰。全球一體化的目標是在全球范圍內整合行動和資源,同時對各種權衡進行評估,使高層領導能夠在了解風險的情況下做出決策,以支持《國防戰略》(NDS)和《國家安全戰略》(NMS)的目標。雖然全球軍事一體化被說成是 CJCS 的一項獨特職能,但它是 CJCS 每項職能的固有內容,是聯合參謀部流程的結果。
(2) 武裝部隊的戰略指導。CJCS 為武裝部隊的戰略方向生成兩份標題 10 文件:NMS 和統一指揮計劃 (UCP)。國家管理系統將為聯合部隊和總兵力的發展確立指導方針。在其他情況下,CJCS 在 JSPS 的支持下提供最佳軍事建議。戰略指導活動見附文 C。
(3) 戰略和應急規劃。CJCS 利用聯合戰略戰役計劃履行規劃和全球軍事一體化的法定職責。特別是,《聯合戰略戰役計劃》指導制定《戰略規劃框架》和《全球戰役計劃》,以指導跨地區、跨職能和跨領域的部隊運用。CJCS還通過JSCP為編制和審查符合政策指導的CCMD戰役和應急計劃提供指導。
(4) 全球部隊管理。CJCS 通過三項國防部長令--定向戰備表(DRT)、統一司令部部隊(“Forces For”)備忘錄和全球部隊管理分配計劃(GFMAP)--就定向戰備、分配和調撥提供建議,并在中央協調指揮部之間調撥部隊,以應對跨地區、全領域和多功能威脅。通過在全球部隊管理(GFM)過程中評估戰略風險、部隊風險以及對戰備狀態的影響,CJCS 的建議可確保聯合部隊與戰略方向保持一致。這一過程是在 CJCS 更大的全球一體化職責范圍內進行的。全球一體化是指在時間、空間和目的上安排有凝聚力的軍事行動,作為一個整體執行。
(5) 聯合能力開發。CJCS 根據建立作戰優勢的物資和非物資解決方案,確定、評估、優先考慮和提出資源建議。
(6) 聯合部隊發展活動。CJCS 就部隊發展活動、部隊使用、行動、能力、條令、培訓和教育提供建議;指導緊急和長期聯合概念的試驗和發展;管理經驗教訓的收集和發布;并使指揮、控制、通信和網絡(C4)能力達到聯合標準。附文 G 介紹了聯合部隊發展活動。
(7) 全面聯合戰備和評估。CJCS 評估全球風險和戰備狀態,就使用全球部隊管理程序(附文 E 討論)指導部隊的戰備狀態、任務分配和分配向國防部長提出建議。全面聯合戰備狀態是對部隊戰備狀態、聯合部隊的物資和非物資庫存及其全球態勢之間關系的整體看法。此外,CJCS 還負責在主席風險評估(CRA)中評估和報告 NMS 的進展情況,并在《聯合部隊戰備狀態審查》(JFRR)中評估和報告部隊的全面聯合戰備狀態。CJCS 指導聯合參謀部進行其他評估和分析,以便提供軍事建議和決策。
美空軍研究實驗室(AFRL)的使命是為空中、太空和網絡空間部隊領導作戰技術的發現、開發和交付。為完成這一使命,空軍研究實驗室需要獲得國內外的研發(R&D)和技術人才。美國空軍后勤部的國際組合和參與方法很好地利用了國際研發和人才,但僅靠這些方法可能不足以獲取越來越多的海外研究成果。為此,美國空軍后勤部委托進行了這項研究,以探討在美國空軍后勤部目前的海外辦事處(負責考察和資助研發工作)之外,在海外實驗室建立強大的實際存在的各種方案。根據這項研究獲得的信息,提出了四項主要建議: 2) 擴大、簡化和充分利用各種方法,將 AFRL 技術人員嵌入海外實驗室;3) 開展國際合作,應對駐地研發挑戰;以及 4) 不尋求影響國際科技資金的方法。
這項研究包括六項任務:
任務 1:確定在海外實驗室建立實體機構的目標
任務 2:記錄行業和大學在海外實驗室方面的經驗
任務 3:確定在海外實驗室建立實體機構的方法
任務 4:將行業/大學的經驗與建議的目標和方法進行比較
任務 5:評估功能要求
任務 6:建議
冷戰期間,美國國防部(Department of Defense,DoD)領導了全球研發工作,并在這一過程中創造了包括互聯網、精確武器和全球定位系統在內的現今常見技術。然而,從那時起,美國防部一直在努力吸收新的先進技術,因為兵力開發轉型或實施新的抵消戰略的舉措未能實質性地改變美軍的設計或能力開發流程。在很大程度上,美國防部在采用方面的困難是由于技術創新的中心從政府轉移到了私營部門,使軍隊日益成為技術的客戶而不是創造者。人工智能(AI)和無人系統就是這種情況,它們已經顛覆了現代戰爭的長期方法。因此,整合這些新技術(其中許多是商業衍生技術)的挑戰為國防部如何改革其流程和組織以促進創新提供了一個很好的案例研究。為此,本研究評估了美國軍方如何才能更及時地開發、部署和集成相關的無人系統,并以美國海軍為例說明了所建議的方法。
美國海軍和國防部將需要人工智能無人飛行器所能提供的作戰優勢。面對像大國,美軍不可能繼續依靠其歷史優勢來威懾和擊敗侵略。相反,美國國防部將需要通過部署一支可預測性更低、適應性更強、復原力更強的部隊,來應對大國的系統摧毀戰戰略。無人系統可以通過釋放美國軍人的作戰創新能力來實現這一目標,美國軍人可以像今天在烏克蘭的軍人一樣,利用無人系統來增加他們可以使用的戰術和效果鏈的種類,這可以破壞大國的計劃和概念,并使美軍有能力維持持久的沖突。
無人系統提供復原力和適應性的能力取決于規模。小規模的群體無法同時應對多個任務線或影響鏈,也就缺乏支持長期作戰的能力。無人系統可以通過放棄強大的自衛功能和專注于少數功能來降低成本和復雜性,從而實現規模化。這些限制要求無人系統與其他無人系統和有人平臺組合成系統簇(SoS),這可能會加劇美軍長期以來在各軍種之間和各軍種內部整合部隊的困難。因此,要實現無人系統的優勢,國防部將建立整合新任務線程和 SoS 的常規流程。否則,美軍各軍種將只能在現有的使用案例中部署單獨的無人系統來取代有人平臺。
美國各軍種已在嘗試通過實驗、快速采購、數字互操作性和聯合全域指揮與控制(JADC2)等舉措來提高其集成 SoS 的能力。然而,正如本報告為美國海軍所描述的那樣,這些工作往往側重于長期服務目標,而非近期作戰問題,并使用自上而下的系統工程流程來指導未來能力的需求。這種傳統方法假定美軍有足夠的時間開發新系統,并且與對手相比保持著巨大的技術優勢,但在美中競爭的背景下,這兩種情況都不可能持久。
為了更快地將非裝備系統納入部隊并獲得由此產生的作戰優勢,美國防部需要改變傳統的采購方法,調整美軍戰術或任務主線,使其能夠整合當今可用的非裝備系統。這種自下而上的 "任務集成 "方法與美國防部占主導地位的系統工程方法形成鮮明對比,反映了商業制造或分銷領域出現的最佳實踐,在這些領域,吸收機器人技術最快、最有效的方法是調整組織的工作流程,而不是開發在現有工作流程中取代人類的機器人。
針對美國防部目前的流程并實施任務集成,本研究建議進行以下改革:
1.正式確定任務集成流程,該流程將履行SoS 開發功能,以解決作戰指揮官的近期作戰問題。
各軍種和國防部長辦公室(OSD)應履行六項職能,以便更快地部署新的 SoS,這些 SoS 幾乎普遍包含無人系統:
雖然任務集成將是新的無人系統投入實戰的主要途徑,但各軍種應繼續其系統工程和需求生成過程,以滿足對有人平臺和其他資本投資的預計長期需求。
2.設立一個創新辦公室,作為 SoS 開發的資源贊助者和任務整合過程的管理者。
創新辦公室需要多個撥款類別的資金,并有能力與適當的軍種或聯合參謀部辦公室共同驗證需求。短期內,國防部可通過重組現有的軍種或國防部組織及其相關資金來創建創新辦公室。從長遠來看,美國國防部應在廣泛的計劃要素(PE)項目中為創新辦公室分配資金,就像在國防范圍內的研發中使用的資金或組合預算編制模式所建議的資金一樣,以便使有前途的 SoS 能夠迅速過渡到采購和實戰階段。
3.在服務項目執行辦公室(PEOs)和 OSD 設立 DevOps 項目經理(PM)職位。
DevOps 項目經理將通過承包各種服務和采購,或將資金轉移到其他政府部門以支持分析和實驗,幫助同步和加速任務集成過程。各軍種應在每個負責非機組人員系統的 PEO 內設立 DevOps PM,以支持任務集成工作,而 OSD 則應在負責研究與工程的副部長辦公室(OUSD R&E)或負責采購與維護的副部長辦公室(OUSD A&S)內為聯合任務線程設立 PM 角色。
DevOps 項目管理角色的設立將標志著文化的重大轉變,因為它將采購專業人員帶入了實驗和需求流程。然而,當現有技術能夠滿足當前和近期的軍事需求時,當更快地引入新能力對獲得作戰優勢至關重要時,將實驗和采購聯系起來是合適的。
4.在服務 PEO 和 OSD 中創建生態系統 PM 角色。在新型武器、任務系統和車輛中,軟件日益成為軍事能力和優勢的源泉。
軟件也是當今軍隊整合的機制,就像過去幾代人通過條令和程序進行整合一樣。國防部應在每個采購 PEO 中設立項目管理人員,負責管理 SoS 軟件環境的開發和維護。
生態系統項目管理人員將擁有連接車輛、任務系統、指揮與控制(C2)軟件的政府接口,并監督新系統與生態系統的集成。生態系統項目管理公司的建立將使政府能夠管理和監督供應商的軟件開發工作,包括維護指揮、控制和通信(C3)環境的軟件工廠,以及新系統供應商展示其與生態系統進行數字集成的能力的執行平臺,而不是將更多的軟件開發工作交給政府。
結論
在主導地位不再是既定事實的環境中,美軍將回歸作戰創新。從歷史上看,美軍在獲得隨機應變和發揮創造力的工具和流程后,一直表現出色。通過任務集成實現有效創新所需的許多要素已經到位。要加速實現無人系統的優勢,就需要更好地協調和執行這些活動,以解決當今的作戰問題。如果海軍和國防部不能做到這一點,他們可能會錯失最佳時機,無法在與大國等同行對手的競爭中獲得持久優勢。
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。
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。
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。
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。
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。
聯合全域指揮與控制(JADC2)是一項在信息共享方面的巨大工作--感知、理解和行動,以增強聯合部隊指揮官的作戰能力。這一工作將利用物質和非物質的解決方案,并修改現有的政策、權力、組織結構和操作程序。JADC2的目標是賦予美軍聯合部隊奪取、維持、保護、獲得信息和知識,以及保持決策優勢和優越性的能力。美國防部專家提出了一些挑戰和問題,包括但不限于:JADC2相關工作的組合管理的需要、JADC2內部的決策權力結構、可負擔性和具體的預算分配、擬議技術的技術成熟度以及最佳技術系統設計和生命周期管理。本文從學術/科學的角度審視JADC2,以確定各領域(工程、科學和社會科學)的學術機構可以為創建一個最先進的聯合全域指揮與控制系統做出貢獻的多種機會。
美國軍隊在一個不斷變化的作戰環境中運作,需要快速適應不斷變化的環境。在這樣一個動態環境中,實現和保持信息優勢是最重要的。為此,美國國防部(DoD)建立了聯合全域指揮與控制(JADC2),這是一個旨在提高聯合部隊C2能力的倡議和概念(Hoehn,2022)。然而,由于國防部內部各部門之間存在著巨大的差異,JADC2的發展和實施需要付出相當大的努力,以考慮所有利益相關者和參與機構的不同需求和觀點。
為了指導和監督JADC2的開發和實施,已經成立了一個跨職能的團隊,該團隊將與國防部副部長相關的工作人員合作,該團隊由來自不同機構的高級行政服務(SES)級別的成員組成,例如,國防部、國防部長辦公室、國防高級研究計劃局、空軍、陸軍和海軍(Hoehn,2022)。這個團隊的主要目標和重點是以實施計劃的形式確定和實施指揮和控制的改進。
本文概述了JADC2倡議的現狀,提供了一系列建議,并確定了幾個機會來解決和改進JADC2在技術、組織和數據企業等多個領域的一些關鍵挑戰。本文首先介紹并概述了與聯合性和JADC2有關的重大挑戰。它簡要介紹了JADC2的歷史,然后是JADC2的一般概念性概述。本文的下一部分提供了一套技術和概念解決方案,以及研究、開發和采購技術所需的方向,這些技術將使國防部實現一個有彈性和優雅的JADC2高級解決方案。
在JADC2倡議之前,獨特的指揮和控制系統(C2)由每個部隊獨立擁有和運行(Hoehn, 2022; McInnis, 2021; Theohary, 2021; Woolf, 2021)。從歷史上看,每個軍種都開發和獲得了自己獨特的戰術指揮和控制網絡,在不同的武器系統、平臺和操作領域往往不兼容。因此,決策的時間周期和決策所需的關鍵時間敏感數據的傳輸是緩慢的、冗余的和組織上的管道(高級戰斗管理系統,2022),除了地理上分離的指揮單位外,空中、陸地、海上、太空和網絡空間等領域也被分開處理(國防部,2022;費克特,2022;奧羅克,2021;西奧哈里,2021)(高級戰斗管理系統,2022;國防部,2022;美國武裝力量學說,2013)。雖然不同部隊擁有的多個指揮和控制系統使得高度專業化和有效的解決方案得以開發和實施,但它也需要各方面的巨大努力,并限制了所有部隊之間的威脅反應能力和信息共享(Feickert, 2022)。
傳統的C2系統有一個缺點,就是可能容易受到對手的反介入和拒絕攻擊。對手的反介入/區域拒止(A2/AD)戰術,包括電子戰、網絡武器、遠程導彈、先進的防空系統和GPS拒止,可以影響我們的作戰能力和依賴傳感器和技術的決策周期(先進作戰管理系統,2022;弗里德曼,2019;聯合學說出版物5指揮與控制,2012;克雷舍爾,2001)。此外,目前的威脅不再局限于個別領域,這使得我們很難用專門的和部分孤立的解決方案來應對。因此,國防部領導人表示需要以廣泛的方式擴大信息的獲取,以提高整體的靈活性和對來自不同方向的緊急情況的準備(Doctrine for the Armed Forces of the United States, 2013; Jointness - A Selected Bibliography, 1993; Kirtland, n.d.; Transforming the Joint Force, 2003; Woolf, 2021)。
JADC2倡議和擬議的共享基礎設施將加強和提高所有武裝力量和服務的有效性。這樣一個共享的基礎允許同時和連續的行動,以及所有領域的能力的持續整合。近年來,為了聯合特定的行動領域并利用聯合信息和技術的優勢,已經做出了重大努力,如空地戰概念(Kirtland,n.d.)、DARPA的馬賽克戰爭計劃、空軍先進作戰管理系統(ABMS)、海軍的超配項目和陸軍的融合項目(Congressional Research Service,2021b)。在其他國家,如荷蘭和印度,也有不同形式的聯合工作報告(Birch等人,2020;國會研究服務,2022;Nardulli等人,2003)。此外,在2019年和2020年進行了JADC2測試(McInnis,2021)。由于復雜性不成比例的增加,傳感器網絡的連接性越來越強,以及超過人類認知能力的新穎而復雜的聯合技術,到今天為止,還沒有任何特定的解決方案被廣泛實施。
已確定的幾個挑戰如下:
這些挑戰不僅影響到JADC2的技術或文化可行性,而且也對國會在預算和資助這一重大努力方面構成挑戰(國會研究服務,2021b)。JADC2計劃將解決和應對這些挑戰。
JADC2設想了未來聯合部隊的指揮和控制能力。它的目標是建立一種作戰能力,能夠在戰爭的各個層次和階段,在所有領域,與合作伙伴合作,有效地感知、解釋和回應。最終目標是以前所未有的速度和相關性提供信息優勢(Alberts & Hayes, 2003; Kirtland, n.d. )。JADC2戰略采用了系統方法,整合了各種能力、平臺和系統,旨在加速實施聯合部隊C2的必要技術進步和理論變革。JADC2將使聯合部隊能夠使用大量的數據并將其轉化為信息和知識,采用自動化和人工智能,利用安全、有彈性和可適應的基礎設施,并在對手的決策周期內采取行動(Builder等人,1999)。為了解決這些問題,已經制定了一個實施計劃,并任命了一個團隊來監督這個過程。該小組由來自作戰司令部、各軍種、國防機構以及聯合和OSD工作人員的跨職能SES級成員組成。
感知(Sense):為了確保聯合數據對所有部隊/軍種和聯合部隊指揮官的可用性和有用性,需要一個共同和共享的感知方法和信息管理技術。該方法要求在作戰環境中可以進行信息收集和提供,并交付給接收者。JADC2結合先進的信息管理技術,實施了一種新穎的數據共享方法。這些網絡是在聯合數據 "結構 "的基礎上建立的,并使聯合部隊能夠實現可用于決策的信息。通過傳感和整合,有可能 "發現、收集、關聯、聚合、處理和利用來自所有領域和來源(友好、敵方和中立)的數據",并 "分享信息作為理解和決策的基礎"(Kirtland, n.d.)。
理解(Make Sense):理解的過程包括分析、理解和預測作戰環境以及對手和友軍的行動。在這個階段,數據被轉化為信息,而信息又被轉化為知識。理解需要有能力融合、分析和呈現來自所有領域和電磁頻譜的有效信息。這一階段的一個主要要求是提供安全以及可訪問的信息執行。JADC2開發的能力將利用人工智能和機器學習(ML)來加速聯合部隊指揮官的決策周期(Builder等人,1999;Kirtland,n.d)。技術和程序上的進步也將大大增強聯合部隊在C2降級環境中的作戰能力。
行動(Act):行動是指作出并向聯合部隊及其任務伙伴傳播決策。這一階段將決策的人的因素與技術手段相結合,以感知、理解和預測對手的行動和意圖,并采取行動。這一步驟包括決策分析、傳達決策和執行階段。新穎的決策支持應用將通過先進的、有彈性的和冗余的通信系統、可利用的和全面的運輸基礎設施以及靈活的數據格式在聯合部隊之間實施,以實現決策的快速、準確和安全傳播。"行動 "還意味著為聯合部隊提供適當的培訓。使用任務指揮的方法,下級指揮官通過了解高級指揮官的行動意圖,被賦予了信心和權力,同時在通信聯系中斷或行動的緊迫性排除了尋求指導的必要時間時,保留了采取行動的能力。任務指揮部為聯合部隊提供了奪取主動權、保持信息和決策優勢所需的敏捷性和信任(Kirtland,n.d.)。
圖1. JADC2行動鏈和過程
JADC2戰略是圍繞五個LOE組織的,以指導該部在提供能力方面的行動,包括數據事業、人力事業、技術事業、與核C2和C3整合,以及使任務伙伴的信息共享現代化。每個LOE都由一個主要責任辦公室指導,該辦公室由高級旗幟/SES人員代表,可以通過聯合能力委員會提出問題,與聯合需求監督委員會互動并提供支持(國會研究服務,2021a)。
LOE 1: 建立數據事業 - 第一個LOE涉及數據結構和基礎設施。作為一種戰略資產,數據必須由JADC2有效管理,以使其能夠抓住、保持和保護信息和決策優勢。為了加速決策過程,聯合部隊必須能夠發現和獲取所有戰爭級別的所有作戰領域中的任何數據和信息。以下關鍵的數據標準化目標已被確定為對JADC2至關重要:
LOE 2:建立JADC2人力事業--第二個工作重點涉及利用人工智能和機器學習等創新工具在指揮和控制能力方面的人類和組織表現。這個LOE的任務還包括改革、調整或創建具有結構、敏捷性和資源的組織,以更有效地結合聯合部隊及其任務伙伴的物質和信息力量,從而能夠對聯合信息優勢(JIA)行動進行有效控制(Kirtland,n.d.)。人力企業還將解決領導者的專業發展和培訓問題,并指導和支持JADC2的政策、行動概念(CONOPS)、理論以及戰術、技術和程序(TTPs)的發展,以優化通過JADC2新能力獲得的優勢。
LOE 3:建立JADC2技術事業--第三個目標任務涉及增強共享態勢感知、同步和異步全球協作、戰略和作戰聯合規劃、實時全球部隊可視化和管理、預測部隊準備和后勤、實時同步和整合動能和非動能聯合和遠程精確火力,以及增強評估聯合部隊和任務伙伴表現的能力(Kirtland, n.d.)。技術企業需要提供安全的、具有足夠速度和帶寬的全球通信網絡,以滿足戰爭需要。LOE 3還涉及JADC2的運輸基礎設施,以及確保連續C2能力所需的基本最低功能(通信系統的彈性和多樣性,多級安全,消除單點故障)。
LOE 4: 將NC2/NC3與JADC2結合起來--JADC2將具有與核C2通信協作的能力,因此應在技術和人力企業層面考慮對NC2的要求(Kirtland,n.d)。
LOE 5: 使任務伙伴信息共享現代化--最后一個LOE描述了JADC2的機構互操作性需求和組織架構。聯合部隊指揮官將通過與任務伙伴共享態勢感知,建立并保持對作戰環境的共同理解。當每個伙伴的C2系統的數據可以被其他每個被批準的伙伴訪問、查看和采取行動時,這種整合就實現了(Kirtland, n.d.)。然而,這個LOE中的一些挑戰性任務包括新出現的任務、大型聯盟和不斷發展的技術,這些都是實現這一目標的持續障礙。
圖2. JADC2的工作路線
圖3. JADC2的指導原則、能力和提出的問題摘要
聯合全域指揮與控制(JADC2)概念建議將所有軍種--空軍、陸軍、海軍陸戰隊、海軍和太空部隊--的傳感器連接成一個網絡。為了實現這一目標,國防部正在追求一些新興技術的整合,包括自動化和人工智能、云環境和新的通信方法。然而,要將多種新技術整合并注入大型遺留系統(SoS),系統和生命周期方法是必不可少的,以確保一個復雜的、具有成本效益的、低風險的、高能力的、獨特的系統,為我們的軍事部門提供一套無與倫比的獨特能力。
在JADC2中有多個組織、技術、社會文化和企業層,它們之間存在著長期的相互作用。對JADC2系統的要求是將遺留系統整合成新穎的、顛覆性的和尖端的技術,這些技術需要以高度可靠、高效和具有成本效益的方式順利地共同工作。因此,作者提出了一個系統的方法來確定這樣一個復雜系統的機會和風險,以確保這一偉大事業的成功。在這一節中,作者提出了JADC2所面臨的多個系統性和生命周期的機會和風險群,并為每個確定的機會提供研究方向和解決方案。
本文討論了五組機會。第一個機會是需要在各軍種/部隊之間建立以文化為中心的新型互操作協作機制,以確保在空軍、陸軍、海軍、海軍陸戰隊、太空部隊和其他國防部門之間形成最佳的協作實踐。第二個機會討論了對決策科學、情景分析和社會文化上的博弈論修改的創新和研究的迫切需求。目前的博弈論應用僅限于理性和一致的行為者,而美國經常面對的對手是部分理性和/或非理性的,其行為的一致性可能有限。第三個機會討論了對日益增長的相互連接的傳感器、決策者和射擊者的網絡進行復雜性管理的必要性。隨著來自所有部隊的傳感器網絡的遺留系統被聯合起來,過剩的網絡復雜性的風險上升,因此,對連接遺留網絡的彈性架構的需求至關重要。作者建議建立一個由硬件和軟件組成的通用翻譯機靈活網絡,以連接所有現有和未來的異質傳感器和資產網絡。第四個機會討論了為JADC2采購項目建立一個新穎而強大的組合管理框架的必要性(以管理、優化、整合和資助JADC2相關的項目和采購項目)。JADC2由軟件、硬件和組織層面的多個采購項目組成,這些項目與當前的遺留系統和現有系統不同步地注入,因此需要高水平的組合管理來協調JADC2生命周期內的多個項目和任務。最后,機會5討論了JADC2作為SoS在以下領域的需求和MBSE的必要性:物資、非物資、政策、權力、組織結構和操作程序(Nilchiani, 2022)。
美國防部的所有部門和部隊都擁有獨特的文化和組織遺產、歷史和溝通方式,他們的資產由遺留系統和各種技術的最新進展組成。JADC2的工作重點(LOEs)之一是人力企業,它涉及JADC2實施的人力和組織方面。然而,問題仍然是什么是JADC2中部隊之間最理想的合作和協作的最佳組織結構?為了滿足JADC2的要求,有哪些潛在的部隊結構變化是必要的(Congressional Research Service, 2021b)?
國防部需要一個獨特的獨一無二的方法來加入部隊,承認每個加入組織的個性和組織身份,獨特的傳統,以及各部隊和部門的價值觀。一個成功的合作解決方案要求不同部門和部隊的有機和最佳合作,同時盡量減少部門間的沖突。這樣一個新穎的解決方案將需要基于最先進的組織身份研究、對每個部隊的價值觀和傳統的歷史和人類學研究,并提出在自愿和相互同意的合作中出現的有機解決方案。JADC2的聯合因素和人類企業需要提供一個獨特的組織解決方案/藍圖,這不是單靠技術就能解決的。圖4總結了第一個機會和相關建議。
建議: 投資于一個獨特的、長期的、文化上的解決方案/組織藍圖的聯合,它具有動態的持久性,而不是有限的、短期的 "解決方案",不能解決核心的平等、角色和功能。
需要的學術研究: 組織理論,激勵聯合的動機,組織人類學和心理學,以找到最佳和獨特的聯合和協作架構。
圖4. 組織解決方案/藍圖的需求和要求的概念化
在JADC2的核心中,有三個行動,即感知、理解和對從傳感器收集和處理的數據采取行動,這些行動是相互交織的。感知和整合提供了從所有領域和來源發現、收集、匯總和處理數據的能力。然后使用機器學習(ML)和人工智能(Builder等人,1999),數據得到融合、分析和驗證。最后一步涉及一個關鍵的決策過程,這是關于機會2的建議的重點。
在行動階段,聯合部隊參與制定并向聯合部隊和任務伙伴傳播決策。這個階段的很大一部分任務是結合以下內容:
博弈論解釋了決策者互動的情況下的動態(Priebe等人,2020),并在決策過程中使用了幾十年。博弈論的科學重點主要涉及政治、經濟和生物主題和現象(Priebe等人,2020)。博弈論的第一個重大進展是由Borel(1927年;Alkire等人,2018年)在20世紀20年代與馮-諾伊曼一起取得的,他后來還出版了博弈論的里程碑式出版物之一《游戲與經濟行為理論》(Spirtas,2018年)。最近,經濟學中的博弈論在兩位諾貝爾獎得主約翰-F-納什(Michael等人,2017)和約翰-C-漢薩尼(1967)的推動下取得了巨大的進步。
在博弈論中,模型被建立起來以代表整體情況和動態,其中有四個主要方面被定義:第一,決策者,通常被認為是玩家;第二,每個玩家/決策者可以選擇的策略和行動;第三,可能的結果和成果,這與玩家的行動和策略選擇有關;第四,每個玩家的回報與結果/成果有關(Rapoport,2012)。除了這些方面,情景中的參與者和決策者被認為是單獨的理性的,這意味著在每個參與者的角度對回報的判斷是理性的和有序的,此外,每個參與者都假設其他參與者是理性的(Rapoport,2012)。因此,博弈中的玩家可以將他們的知識和對其他玩家的假設納入他們的策略,并可以做出相應的選擇。博弈論允許對利益沖突情況以及合作進行邏輯分析,因此定義了沖突情況下的理性決策理論(Lawlor,2007)。
然而,目前決策分析和博弈論的方法在JADC2中的整合和使用方面存在不足。博弈論假定理性和一致的行為者/對手是沖突局勢中戰略和決策分析建議的基礎。然而,博弈論中并非所有的行為者/對手都是 "理性的"。在社會文化博弈論的修改中,亟需進行新的研究。這門新的決策分析科學應該考慮到來自不同社會文化背景的對手中的非理性和不一致的參與者,并創建一個修正的博弈理論,根據新的信息制定策略。
與修正博弈論的需要一致,還需要對對手的文化規范、傳統和思維方式進行藍圖/系統了解,如《孫子》中提出的基本文化規范和戰略(Bass等人,2014;JNT-501S聯合行動簡介: 課程,2019),并找到考慮到文化差異、價值觀和方法的最佳決策分析方法。孫子兵法》在遠東地區作為權威的軍事和政治指南已有好幾個世紀,在過去的一個世紀里,西方國家也在翻譯和使用。有必要進行學術研究,將《孫子兵法》的原則轉化為抽象的規則和啟發式方法,并創建一個框架,以便能夠深入了解對手的行動,并為JADC2提出行動中的最佳戰略。作為一個例子,《孫子》中關于勝利的五個要領可以解釋如下:
1)戰斗的時機至關重要(關于盡量減少交戰和優化決策點時機的建議)
2)處理優勢力量和劣勢力量的能力(與不同規模和能力的對手交戰的可伸縮性和能力)
3)在部隊的各個等級中應用相同的作戰原則
4)準備和在毫無準備的情況下對付對手(這將指向監視和情報以及積累模式和作戰藍圖)。
5)軍事能力和行動的可擴展性。
圖5. 修正博弈論中需要推進的概念化
促成這些進展的學術研究包括但不限于:組織理論、激勵聯合的激勵措施、博弈論和對非理性和不一致的行為者/對手的修正,以及提取和理解各種行為者/對手的操作原則,這些原則是有文化依據的,如孫子。
JADC2的核心技術挑戰之一是整合由所有部隊/軍種管理和運作的高技術含量的傳統傳感器網絡。每個軍種都擁有最先進的情報、監視和偵察傳感器網絡,但這些網絡不一定能與其他部隊的戰術網絡互操作。感應和整合是指發現、收集、關聯、匯總、處理和利用來自所有領域和來源(友軍、敵軍和中立)的數據的能力,并為決策分享信息。有效數據整合的要求必須從數據共享和安全的最早階段開始考慮,并應用于整個作戰領域,以提供快速收集、融合和定制數據(Kirtland,n.d.)。
國防部的戰術網絡和資產的異質性給JADC2帶來了一些挑戰,同時也帶來了巨大的優勢。整合多個異質戰術網絡的技術解決方案有很多,而且很多是次優的。每個解決方案都使用特定的系統結構和技術硬件和軟件解決方案的組合。然而,在選擇整合傳感器網絡的最佳技術方案時,有兩個系統特性是至關重要的:靈活性和復雜性。靈活性是指系統以及時和具有成本效益的方式應對各種內部和外部變化的能力,因此對JADC2傳感器網絡至關重要,因為各種情況可能會出現,需要迅速重新安排相互連接的網絡。架構和技術方案的復雜性增加也會導致網絡脆弱,容易出現錯誤和對網絡的攻擊,因此應控制技術方案的復雜性(Chullen & Nilchiani, 2021; Nilchiani & Pugliese, 2017; Priebe等人, 2020; Pugliese等人, 2018)。
當JADC2尋找合并傳感器網絡的最佳技術解決方案時,有多種因素應予考慮:
需要對復雜的網絡進行分割和聯合,特別是要適應以文化為中心的互操作協作機制。
如果需要,需要對網絡的關鍵部分進行防火墻(通過與網絡的其他部分隔離來保護)和多層安全(例如,將特定服務功能與聯合功能分開,或者如果網絡受到對手的攻擊)。
傳感器集成網絡的所有權和管理權: 在所有互聯網絡上的平等所有權與由部隊保持每個網絡的主要所有權并在需要時共享(軍種、盟國和聯盟)之間進行選擇。
如何避免單一的聯合性帶來的脆弱性?每個網絡的異質性應該保持不變嗎?
如何隔離對手的破壞行為,為他們對我們網絡的攻擊設置防火墻,并作出反應?
如何避免和制止網絡中有意/惡意的傳播?噪聲傳播會延遲傳感器的讀取和對結果的解釋,影響有效的決策過程。
過度的網絡復雜性和連接性導致了錯誤(錯誤傳播和來自于跨服務的誤解)和容易受到對手攻擊的風險。技術解決方案應解決定期管理復雜性的問題,并納入靈活性和能力,以便在必要時重新配置傳感器的異質性網絡。與JADC2工作相關的多個國防部倡議一直在研究技術解決方案,包括馬賽克戰爭(DARPA)、高級戰斗管理系統(ABMS;空軍)、聚合項目(陸軍)、超配項目(海軍)、全網絡化指揮、控制和通信(FNC3;國防部長辦公室)和第五代(5G)信息通信技術(國防部首席信息辦公室)。DARPA的 "馬賽克戰爭 "項目特別關注對靈活性的需求和對不斷變化的環境和場景的反應,因此研究對局勢和環境的重新安排和變化做出快速反應的解決方案。
技術解決方案:用于傳感器聯合異構網絡的通用轉譯系統(Rosetta Stone)
連接所有部隊(陸軍、海軍、空軍、海軍陸戰隊、太空部隊)網絡的技術解決方案需要實現一個系統的彈性、靈活性和對需求的響應,并在國防部面臨的不同情況下產生更大的信息和洞察力。通常情況下,過度連接所有部隊/軍種的所有傳感器和資產可能會帶來一些實質性的問題,包括但不限于:1)傳感器和信息傳輸速度減慢;2)數據收集和傳輸過程中出現錯誤和問題的風險增加;3)面對網絡攻擊時的網絡脆弱性以及失去迅速隔離和遏制攻擊的能力。
作者建議探索一個新的概念,即通用翻譯器基礎設施。這個通用翻譯器將包括一個嵌入式硬件和軟件分布式節點的組合,它將作為所有五個部隊/軍種以及所有國防部機構的聯合網絡傳感器和資產之間的接口翻譯器。圖6顯示了通用翻譯器的網絡概念。
通用翻譯器的特點如下:
不同的傳統系統之間的翻譯發生在某些物理硬件和軟件節點上,這些節點位于兩個或多個異質的傳感器網絡之間,屬于不同的部隊。
沒有必要投資使來自不同部隊的所有傳感器資產成為一個統一的頻率和標準。通用翻譯器將提供網絡之間的翻譯,而傳統系統可以繼續其正常功能而不會中斷。
通用翻譯器可以由多個節點以及冗余組成,可以作為翻譯器的分體式網絡運行,并且可以很容易地擴展、現代化,并在未來用最新的最先進的技術進步進行升級,并根據需求重新安排以創建新的網絡功能和地形。這一概念將提供高度的靈活性、適應性和可升級性,并為所有部隊的所有資產和傳感器增加一層安全和保護。
通用翻譯器節點將作為兩個獨立網絡之間的瓶頸,可以作為防火墻機制。如果有必要關閉或隔離受到攻擊的傳感器網絡,可以關閉某些翻譯器節點,這將使被隔離的網絡恢復到其原有的功能。
通用翻譯器網絡可以嵌入各種安全層,給每個部隊的網絡提供額外的保護和馬賽克戰爭(DARPA)的新型網絡重新排列和協議的能力。
每支部隊還可以作為資產的主要擁有者指揮他們的原始資產(傳感器網絡),以及通過許可和激活通用翻譯機與其他部隊分享他們的數據。來自不同部隊的數據可以被共享,而不需要共享每個網絡背后的詳細藍圖和架構。
圖6. 通用轉譯機/Rosetta Stone基礎設施的概念,以及通用轉譯機基礎設施和軟件在兩個機構/部隊之間轉譯數據的詳細視圖(Nilchiani,2022)。
建議: 投資于一個通用轉譯系統,用于傳感器的聯合異構網絡,該系統可以保留特定服務的功能,同時與聯合功能無縫對接,如果受到攻擊,也可以獨立于網絡的其他部分運行。
在《聯合全域指揮與控制: 國會的背景和問題》(Hoehn, 2022)中,提出了幾組關于管理JADC2-相關工作、預算、成本估算和需求的問題。在這些問題中,有JADC2的支出重點、倡議以及JADC2相關工作的管理。管理與JADC2相關的多項工作的解決方案是采用行業中組合管理的最佳做法,并創建一個全面的國防部組合管理框架來管理多項工作。通過研究工業界在組合管理方面的最佳創新,可以創建創新的系統和企業級框架,使JADC2的聯合工作人員能夠管理、優化、整合和資助JADC2。
JADC2由數據、人力和技術企業的多種努力組成,適合于硬件、軟件、商業和主要采購。處理多個同時進行的能力采購需要一個基于系統的框架來整合多個項目,以及一個組合管理方法來資助、管理和整合JADC2的多個潛在的非同步采購項目。組合管理框架將需要納入JADC2相關項目的共享治理結構(治理架構)。
學術研究: 多個采購項目的組合管理框架, 共享治理架構
圖7. 對所有與JADC2相關的采購計劃進行組合管理的必要性的構想
聯合全域指揮與控制(JADC2)是一個在物資、非物資、政策、權力、組織結構和操作程序等領域運作的系統,因此需要系統工程工具和方法來保證最優化的系統。基于模型的系統工程(MBSE)可以幫助以最佳方式回答有關單個技術/項目的采購、生命周期管理、定期升級和向JADC2注入新技術,以及JADC2中各種傳感器和資產的所有權和管理等問題。
MBSE可以幫助確定聯合特定的系統、需求和要求,并指導項目和技術組合的采購過程。關于各種部隊和服務的傳感器網絡如何連接、結構和操作概念的技術問題都可以通過系統方法來實現。MBSE還可以為JADC2的生命周期相關問題找到最佳解決方案,包括識別新的顛覆性技術和與當前遺留系統的整合,以及對JADC2不斷增長的互連傳感器和資產網絡的復雜性管理。
MBSE還可以為各種資產的網絡所有權和架構提供建議和解決方案。例如,在尊重每個部隊對其資產/傳感器的主要所有權的同時,能否成功實現和實施聯合?利用通用翻譯器的概念,每個部門可以保留其對資產和傳感器的主要所有權和指揮權,并根據需要分享所有資產的第二所有權。在極端情況下,主要所有者可以將他們的資產與網絡的其他部分分開,以保護他們的資產或其他部門的資產,并在需要時獨立運作。
本文概述了聯合全域指揮與控制的現狀,并通過學術研究與開發(R&D)的視角提出了一系列建議和機會。這套機會強調了研發的必要性以及在知識、技術、程序和能力方面的差距,可以使JADC2成為一個有彈性的、敏捷的、適應性強的共享指揮與控制平臺。
文件中提出了以下機會:機會1:部隊之間以文化為中心的新型互操作協作機制(組織和文化研究);機會2:決策分析和博弈論創新的必要性(根據對手的社會文化細微差別進行修改);機會3: 機會3:需要為日益增長的相互連接的傳感器、決策者和射手網絡進行復雜性管理和最佳系統架構設計(作者提出了一個由硬件和軟件組成的通用翻譯網絡概念,以連接國防部所有現有和未來的異質傳感器和資產網絡,這將授權重新安排、重組、擴展和注入最新的先進技術,因為它們可用);機會4: 機會4:需要一個新的、強大的JADC2采購計劃組合管理框架(管理、優化、整合和資助JADC2相關的項目和采購計劃);機會5:需要基于模型的系統工程(MBSE),將JADC2作為物資、非物資、政策、授權、組織結構和操作程序等領域的一個系統。
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:
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。
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。
美陸軍統一網絡計劃正在推動網絡在2028年之前從一個被認為是看不見的資產變成一個支持多域作戰(MDO)方式的部隊武器系統。美陸軍的統一網絡將提供一種可生存的、安全的、端到端的能力,使陸軍在競爭、危機或沖突期間以及在所有作戰領域(海洋、陸地、太空、網絡、空中)作為聯合/聯盟部隊的一部分進行運作。
美陸軍參謀長的《陸軍向多領域作戰轉型白皮書》和到2028年擁有一支具備多域作戰能力部隊的目標,突出了對陸軍統一網絡的關鍵需求。決策主導權和超額配給能力是MDO的核心,而陸軍只有通過彈性、安全的全球網絡能力和容量才能實現這一目標。在此基礎上,美陸軍統一網絡計劃將多種復雜的網絡現代化工作調整為支持MDO所需的單一、一致的方法。
通過跨領域的努力,美陸軍統一網絡計劃為2028年的Way Point部隊提供了一個統一的網絡,然后隨著信息技術的持續快速發展而不斷進行現代化。
美陸軍統一網絡計劃與陸軍戰略的重點相一致,即建立戰備、現代化、改革陸軍以及加強聯盟和伙伴關系。現有的戰術網絡現代化戰略和實施計劃與陸軍統一網絡計劃相銜接,并保持一致。此外,陸軍統一網絡計劃在多個階段和時間范圍內與2019+陸軍戰役計劃并行,并使其得以實施。
第一階段:近期(目前-2024年)--建立統一的網絡
這一階段已經開始,同步進行綜合戰術網絡(ITN)和綜合企業網絡(IEN)的現代化。這一階段的主要工作包括:
對這一階段具有決定性意義的是建立一個基于標準的安全架構,該架構建立在零信任原則之上,最初的主要重點是SIPR網絡的現代化,然后是NIPR的關鍵能力,包括工資、后勤、合同等。
美陸軍開始實施一個整體的方法,隨著時間的推移發展統一網絡,使多種努力同步進行,并利用新興技術,如軟件定義和5G及以上的無線網絡,也符合零信任原則。
美陸軍正在追隨美國防部副部長辦公室,將無線蜂窩網絡作為戰術和企業網絡使用的一項關鍵技術。這將補充網絡整合,減少對非無線網絡的依賴。
這一階段開始時,能力加速進入云基礎設施,同時迅速剝離傳統能力和流程。關鍵是建立共同的數據標準,以實現人工智能(AI)和機器學習(ML)等新興能力。
任務伙伴環境(MPE)的持續發展將繼續進行,因為企業努力建立一個持久的能力,并消除浪費的偶發努力。
美陸軍將繼續調整部隊結構,以實施國防部信息網絡行動(DODIN Ops)的建設,在一個有爭議和擁擠的環境中運營、維護和捍衛統一網絡。
美陸軍必須完成整個企業的網絡融合,以調整單一的陸軍服務提供商,提高網絡的準備程度、標準化和互操作性;提高陸軍的網絡安全態勢;并使DCO快速響應。這種融合為統一網絡的建立創造了條件。
這一階段結束時,建立了一個標準化的綜合安全架構,為統一網絡奠定了基礎,并能在世界任何地方快速部署和立即開展行動。
第二階段:中期(2025-2027)--統一網絡的運作
這一階段從25財政年度開始,繼續融合ITN和IEN的能力。這一階段的主要工作包括:
完成DODIN行動的構建,支持部隊結構,使統一網絡在競爭和擁擠的環境中得到防御和運作。
這一階段完成了混合云能力的建立,包括加速Al/ML能力發展的戰術編隊。
美陸軍將建立一個持久的任務伙伴網絡(MPN),包括從企業到戰術邊緣的所有硬件、軟件、基礎設施和人員,包括在所有戰斗訓練中心(CTC)和任務訓練綜合體的就業。
這一階段在統一網絡完全支持2028年的MDO目標部隊時結束。
第三階段:遠期(2028年及以后)--持續實現統一網絡的現代化
這個階段從28財政年度開始,當陸軍統一網絡在操作上、技術上和組織上完全準備好支持2028年的MDO Way Point部隊。
鑒于信息技術和網絡領域快速和持續的變化速度,這個階段是沒有盡頭的--現代化演變為統一網絡的成熟。這是一個持續的過程,統一網絡沒有固定的結束狀態。
美陸軍統一網絡計劃伴隨著陸軍統一網絡的實施,這是一個美國陸軍執行令(EXORD),它將框架分解為與追求框架內的努力方向(LOE)和支持目標有關的近期和中期的關鍵任務。作為網絡整合和管理的領導者,首席信息官(CIO)和副參謀長(DCS),G-6將使用陸軍統一網絡實施計劃來同步和評估整個部隊和所有任務領域的努力,以建立統一網絡,支持2028年具有MDO能力的軍隊。
對美國國防部(DoD)采購的武器系統進行嚴格的作戰測試(OT)是確保這些復雜的系統不僅滿足其既定要求,而且在面對使用其自身高能力進攻和防御武器的堅定對手時,在現實的作戰條件下也能發揮作用的根本。如果沒有足夠的OT,作戰指揮官將無法最有效地利用他們的能力,而作戰人員將對他們帶到戰場上的武器缺乏信心,或者,更糟糕的是,由于他們沒有從根本上了解他們的武器的能力和限制,可能無意中將自己置于危險之中。美國防部的測試和訓練場提供了地理、基礎設施、技術、專業知識、流程和管理,使安全、可靠和全面的OT成為可能。然而,靶場,以及使該系統發揮作用的有才能和有決心的靶場工作人員,正處于巨大的壓力之下。除非迅速采取行動解決長期存在和新出現的挑戰,包括測試能力、現代化、數字基礎設施、侵占和資源,否則國防部的靶場將無法在未來支持及時或充分的OT。
國家靶場基礎設施面臨的挑戰正在增加和加速。物質資源和勞動力的有限測試能力,測試基礎設施的年齡,測試先進技術的能力,以及侵占影響了告知系統性能的能力,綜合系統性能,以及測試的整體速度。對美國測試基礎設施的投資以及測試和評估(T&E)方法和數據處理的改變是必要的,以便為以與作戰需求相關的速度向戰場提供致命的、可生存的、可靠的和可負擔的武器系統提供信息。本研究借鑒了來自作戰、采購和測試背景的高級軍官和官員的證詞,以及測試和培訓專家、領先的技術專家、相關商業企業的領導人,以及在國防部和國會預算過程中有深厚經驗的個人。研究委員會對具有代表性的試驗場進行了虛擬和實際的實地考察;收集了試驗場在現代化、維持、操作和資源挑戰方面的意見;并審查了先前的研究和來自作戰測試與評估主任辦公室(DOT&E)、軍種測試組織和測試資源管理中心(TRMC)的報告。本報告提出了一系列相互依存的建議,委員會認為這些建議將使國防部靶場企業進入現代化軌道,以滿足未來幾年OT的需求。該報告強調了以下三個基本主題:
1.未來的戰斗將要求在聯合全域作戰(JADO)的環境下建立連接的殺傷鏈。美國防部設計、規定、開發和測試系統,以確保它們在這種新的現實中投入使用時是非常有效的,這是至關重要的。美國防部的采購流程、組織結構、測試方法和為測試單一領域的單個武器系統而優化的靶場基礎設施將不足以測試未來的綜合武器系統,因為它們將在跨越所有作戰領域(包括陸地、海洋、空中、太空和網絡空間)的機速戰爭中運行。
2.數字技術正在極大地重塑測試的性質、實踐和基礎設施。今天和明天的武器系統從根本上說是由數據和軟件促成的,美國防部的試驗場也不例外。自主性、人工智能(AI)和機器學習在整個國防系統中的重要性迅速增加,為OT創造了新的挑戰。此外,數字孿生和高性能建模與仿真(M&S)的出現使新的測試方式成為可能,甚至新領域和操作限制的組合使虛擬測試成為某些應用的唯一實用方法。
3.現場速度是今天衡量業務相關性的標準,而這又是一個不斷變化的目標。在許多基于數字、軟件和通信技術的全球擴散的推動下,美國的對手正在迅速和持續地部署新一代的武器,旨在否定美國的作戰優勢。同時,新的武器系統正在采用從未投入使用的技術,這些技術也在以摩爾定律所允許的速度發展。可用的武器系統被迅速投入使用,但也需要持續的測試和評估。
為了應對與這些主題相關的挑戰,委員會制定了結論和建議,分為以下五大類:
1.開發 "未來的靶場",在聯合防務環境中測試完整的殺傷鏈。靶場企業必須適應新的作戰概念和新的測試方法,以進行真實的作戰測試,這包括為系統集成測試和不同領域的多個靶場的互操作性提供有利的基礎設施。[建議3-1] 2.
2.調整靶場能力要求程序,以實現持續的現代化和維持。在保持嚴格的作戰測試和評估的同時,實現快速進入戰場,需要快速實現新武器技術和新威脅的靶場現代化。同時,關鍵能力需要保持,甚至增加,以確保所需的測試能力和吞吐量,同時減輕物理和無線電頻率環境中的侵占所造成的問題。[建議3-2、3-3、3-4、3-5] 。
3.在整個武器系統開發和測試生命周期中,為無處不在的M&S啟動一個新的范圍操作系統。今天的許多美國防部項目不能僅在現場測試中得到有效的測試。高保真虛擬測試可以提高實際硬件測試的準備程度和成功的可能性,并且可能是進行某些類型測試的唯一環境。然而,廣泛和標準化地使用M&S進行作戰測試,將取決于一個新的M&S基礎設施,測試界的重大文化變化,以及在不斷變化的威脅和技術環境中驗證M&S的新方法。[建議4-1]
4.為未來的作戰測試和無縫靶場企業互操作性創建 "TestDevOps "數字基礎設施。重新定義TRMC和試驗場的企業支持的核心數字標準和能力,以利用國防部在軟件、數據、網絡、AI、網絡安全和M&S方面的規模。使基于模型的工程、不間斷的數字線路和持續集成/持續交付的軟件實踐成為試驗場敏捷性、快速測試演化和快速到場的基礎。超高帶寬的信息流必須變得無摩擦、按需和安全。[建議4-2、4-3]
5.重塑靶場企業的籌資模式,使之具有響應性、有效性和靈活性。今天和明天的資源需求反映了快速變化的技術和威脅的現實;持續的資本投資用于創建、升級和維護長壽命的靶場系統;以及對跨領域的系統測試和無縫整合的M&S的需求不斷增加。將DOT&E更早和持續地納入需求開發和采購過程,將更好地建立和證明靶場投資的及時性和充分性。[建議5-1, 5-2;結論5-1, 5-2] 。
圖 3.2 多域戰場中真實殺傷鏈測試場景的表示。 A表示潛在運輸的豎立發射器; B 表示敵方代表雷達; C 表示敵機。
圖 4.3 將測試與模擬相結合的新范例。
美國導彈防御局(MDA)和空間發展局(SDA)目前正在開發高超音速導彈防御系統的要素,以防御高超音速武器和其他新興的導彈威脅。這些要素包括國防空間架構(NDSA)的跟蹤和運輸層以及各種攔截器項目。隨著MDA和SDA繼續開發這些系統,國會可能會考慮對監督和國防授權及撥款的影響。
高超音速武器,像彈道導彈一樣,飛行速度至少為5馬赫,或大約每秒1英里。與彈道導彈不同,高超音速武器不遵循彈道軌跡,可以在到達目標的途中進行機動。據報道,俄羅斯在2019年12月出動了其第一批高超音速武器,同時一些專家認為,中國早在2020年就出動了高超音速武器。預計美國在2023年之前不會裝備高超音速武器。(關于俄羅斯、中國和美國的高超音速武器項目的概述,見CRS報告R45811,高超音速武器:國會的背景和問題,作者是凱利-M-賽勒)。
高超音速武器的機動性和低飛行高度可以挑戰現有的探測和防御系統。例如,由于雷達探測的視線限制,大多數地面雷達在武器飛行后期才能探測到高超音速武器。這給防御者留下了極少的時間來發射攔截器,以抵消入境武器的影響。圖1描述了陸基雷達對彈道導彈和高超音速武器探測時間的差異。
圖1. 基于地面的彈道導彈探測與高超音速武器的探測
美國國防官員表示,現有的地面和天基傳感器架構都不足以探測和跟蹤高超音速武器;前國防部負責研究和工程的副部長邁克-格里芬指出,"高超音速目標比美國通常通過地球靜止軌道上的衛星跟蹤的目標要暗淡10到20倍。"
SDA開發了國防空間架構,以 "統一和整合整個[國防部(DOD)]和行業的下一代能力"。NDSA的目標是成為一個 "單一的、連貫的、有七個層次的擴散空間架構",其中包括圖2中描述的數據跟蹤和傳輸層,并在下面討論。其他層包括支持移動地面資產目標的監護層;提供基于空間的指揮和控制的戰斗管理層;提供 "潛在的GPS否認環境的替代定位、導航和授時"的導航層;探測深空潛在敵對行動的威懾層;以及為其他NDSA層促進衛星操作的支持層。一旦全面投入使用,NDSA將包括550顆衛星并提供全面的全球覆蓋。
跟蹤層是為了 "提供全球指示、警告、追蹤和瞄準高級導彈威脅,包括高超音速導彈系統"。作為該層的一部分,SDA正在開發一個寬視場(WFOV)衛星的結構,最終將提供全球覆蓋。SDA要求在2023財政年度為第0階段跟蹤活動提供8130萬美元,為第1階段跟蹤活動提供4.998億美元(也稱為彈性導彈預警導彈跟蹤-低地球軌道)。
與SDA的跟蹤衛星協同工作的將是高超音速和彈道跟蹤空間傳感器(HBTSS),以前被稱為空間傳感器層,它是由MDA與SDA和美國空軍合作開發。與WFOV相比,HBTSS將提供更靈敏,但更有限的(或中視場[MFOV])覆蓋范圍。出于這個原因,WFOV旨在為HBTSS提供提示數據,然后HBTSS可以為地面攔截器提供更具體的目標質量數據。到2023年,SDA計劃擴大跟蹤層,包括70顆WFOV和MFOV衛星,據SDA主任德里克-圖爾尼爾博士說,"這將使我們在低地球軌道上有足夠的覆蓋面,以便我們基本上可以有區域性的持久性"。MDA要求在2023財政年度為HBTSS提供8920萬美元。
2020財年NDAA(P.L. 116-92)第1682條要求導彈防御局局長 "開發一個高超音速和彈道導彈跟蹤空間傳感器有效載荷"。2021財年NDAA(P.L. 116-283)第1645條確認,MDA局長與SDA局長協調,負責開發和采購傳感器有效載荷,"至少到2022財年"。第1645節還要求最遲在2023年12月31日開始對傳感器有效載荷進行在軌測試,并在 "此后技術上可行的情況下 "盡快將傳感器有效載荷納入SDA更廣泛的天基傳感器架構。最后,2022財年NDA(P.L. 117-81)第1662條禁止MDA主任"[授權]或[承諾]為生產衛星或與此類衛星運行相關的地面系統的記錄計劃提供資金"。如果滿足某些條件,包括確定 "由于技術、成本或進度因素,這種限制會延遲交付可運行的[HBTSS]",空軍負責空間采購和集成的助理部長可以放棄對HBTSS的這種限制。
圖2. NDSA的部分內容
美國防部表示,NDSA的傳輸層旨在將跟蹤層與地面的攔截器和其他武器系統連接起來,將 "加強包括導彈防御在內的若干任務領域"。據國防部稱,SDA已經為運輸層的第1階段授予了三個原型協議,"一個由126個光學相互連接的空間飛行器組成的網狀網絡",將于2024年9月開始發射。運輸層最終將包括一個由大約300-500顆衛星組成的星座。SDA要求在2023財政年度為 "數據傳輸層、傳感器能力和備用位置、導航和計時能力 "提供8.164億美元。
MDA已經探索了一些消除對手高超音速武器的方案,包括攔截導彈、超高速彈丸、定向能武器和電子攻擊系統。2020年1月,MDA發布了一份關于高超音速防御區域滑行階段武器系統攔截器的原型提案要求草案。該計劃旨在 "減少攔截器的關鍵技術和集成風險";然而,據當時的MDA主任喬恩-希爾海軍中將稱,它在2030年代的某個時候才會準備好過渡到開發。MDA轉而將重點轉向較近的解決方案,并在2021年4月啟動了滑翔階段攔截器(GPI),它將與宙斯盾武器系統整合,并在2020年代中期至末期提供高超音速導彈防御能力。洛克希德-馬丁公司、諾斯羅普-格魯曼公司和雷神導彈與防御公司已經獲得了GPI的 "加速概念設計 "階段的合同。
此外,2022財年NDAA(P.L. 117-81)第1664條授予MDA主任 "預算、指導和管理適用于 "高超音速導彈防御的定向能源項目的權力。國防高級研究計劃局(DARPA)也正在進行一項名為 "滑翔破壞者 "的計劃,其目的是 "開發關鍵的組件技術,以支持一種輕型飛行器,用于在非常遠的距離上精確對付高超音速威脅。" DARPA要求在2023財年為 "滑翔破壞者 "提供1830萬美元。總體而言,MDA在2023財年為高超音速防御申請了2.255億美元,低于其2.479億美元的2022財年申請和2.878億美元的撥款。
一些分析家認為,天基傳感層--與跟蹤和瞄準系統相結合以引導高性能攔截器或定向能量武器--理論上可以提供防御高超音速武器的可行選擇。2019年導彈防御審查報告指出,"這種傳感器利用了從空間可看到的大面積,以改善跟蹤,并可能瞄準先進的威脅,包括高超音速[武器]。" 其他分析家對高超音速武器防御的可負擔性、技術可行性和/或效用提出質疑。此外,一些分析家認為,美國目前的指揮和控制架構將無法 "快速處理數據,以應對和消除即將到來的高超音速威脅"。
一些分析家還對目前SDA和MDA在高超音速導彈防御方面的分工提出質疑。SDA主任Tournear此前曾對這兩個機構之間可能存在冗余的批評作出回應,稱兩者都向負責研究和工程的國防部副部長報告。然而,從2022年10月1日起,SDA將改為向負責采購和整合的空軍助理部長報告。國會可以監督這種新的報告結構對效率和效能的影響。
加快對高超音速導彈防御方案的研究是否必要且在技術上可行?高超音速導彈防御方案的技術成熟度是否值得目前的資金水平?
SDA和MDA是如何在高超音速導彈防御的各種要素上進行合作的?它們目前的作用是增加還是減少了成本以及技術發展的速度和效率?
國防部是否具備執行高超音速導彈防御所需的能力,如適當的指揮和控制架構?