基于电磁频谱管控的研究综述.pdf
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1、Journal of InformationEngineeringUniversityAug.20232023年8 月Vol.24 No.4第2 4卷第4期信息工程大学学报D0I:10.3969/j.issn.1671-0673.2023.04.016基于电磁频谱管控的研究综述黄林江,于小红,王杰娟,曲亦佳,李欣玲(1.航天工程大学,北京10 140 8;2.西安卫星测控中心,陕西西安7 10 0 0 0)摘要:战场信息主要依存于电磁空间,使得夺取战场制电磁权显得尤为重要。针对制电磁权进行的电子战又在战争发展及胜负中起着举足轻重的作用,促使电磁空间成为继陆地、海洋、天空、太空、网络之后的第六维
2、战场。然而电磁空间没有国界之分,其信号纵横交错、相互交织;为了消除电磁频谱的自扰互扰,维护已方用频秩序,实现电磁兼容问题,需要强化战场中的电磁频谱管控。通过梳理美俄军在电磁频谱领域的建设成果,对比分析各自在电磁频谱管控领域的优劣点,为我军未来在该领域的建设方向和重点提供一些启示,以此作为提升我军的整体作战效能的一个着力点。关键词:电磁频谱;频谱管控;体系建设;频管系统中图分类号:E08文献标识码:A文章编号:16 7 1-0 6 7 3(2 0 2 3)0 4-0 49 9-0 7Review of Electromagnetic Spectrum ControlHUANG Linjiang,
3、YU Xiaohong,WANG Jiejuan,QU Yijia,LI Xinling(1.Space Engineering University,Beijing 101408,China;2.Xian Satellite Surveying and Control Center,Xi an 710000,China)Abstract:The battlefield information mainly depends on electromagnetic space,which makes it veryimportant to seize the electromagnetic rig
4、ht of the battlefield.Electronic warfare against the electro-magnetic right plays a vital role in the war,which makes electromagnetic space the sixth-dimensionalbattlefield following the land,the sea,the sky,the space and the network.However,the electro-magnetic area has no boundaries,and the signal
5、s are crisscrossed and intertwined.To eliminate theinterference of the electromagnetic spectrum,maintain the order of electromagnetic frequency and re-alize electromagnetic compatibility,it is necessary to strengthen the control of the electromagneticspectrum on the battlefield.By combing the achiev
6、ements of the US-Russian army in the field of e-lectromagnetic spectrum,this paper compares and analyzes the advantages and disadvantages of eacharmy in the field of the electromagnetic spectrum control,and provides some enlightenment for thefuture direction and emphasis of our army in this field,to
7、 improve its overall combat effectiveness.Key words:electromagnetic spectrum;spectrum control;system construction;frequency manage-ment system当前,对电磁频谱管控的研究已经从理论走向实践,实践应用又反馈修正理论成果;尤其是以美俄为首的军事强国更是将电磁频谱的管控作用发挥得淋漓尽致,使其成为制约双方战斗力生成的一个重要因素。欲理解电磁频谱管控的概念,需要先了解电磁频谱战相关的内容;因为电磁频谱战是通过多维协同和频谱机动,实现电磁域中情报、态势、频管、指控、
8、火力、支持等要素的综合集成,并夺取收稿日期:2 0 2 2-0 8-2 2;修回日期:2 0 2 2-0 9-17作者简介:黄林江(19 8 9-),男,博士生,主要研究方向为作战指挥理论,20233年500信息工程大学学报制电磁权,进而贯穿运用到其他作战域。其核心在于抢夺频谱资源,实现电子战与电磁频谱管控的有机整合。因此,电磁战场需要进行统筹管控,才能激发其最大的作战效能。即通过电磁频谱管控,统筹战场电磁活动的组织计划与协调管理,以达成频谱优势;既能有序维护内部用频秩序,又能有序组织电子战。通过查阅资料和研究美俄近几场局部战争,总结归纳了在电磁频谱管控方面的理论建设、力量整合、运行的体制机制
9、和管控系统研发等内容,并对比分析两军存在的异同;再结合美俄军的情况,提出对我军未来电磁频谱管控建设的部分思考。1美军电磁频谱管控研究美军电磁频谱管控通过“理论+实践”循环推动。以演习训练和实战来检验理论,并根据实践结果修改完善,形成了一套有效的创新模式,即“研究实践一提出概念一模拟实验一完善理论一实兵演练一形成法规”1.1夯实理论基础,抢占制高点美军通过出台电磁频谱优势相关战略和研究报告,抢占军事对抗的战略制高点。1)出台新战略,提升电磁频谱优势地位。文献2 瞄准大国竞争提出战略目标,加快电磁战与频谱管控的高效集成,快速提升电磁频谱作战能力。2)发布系列“制胜”报告,推动构建电磁频谱作战体系。
10、文献3提出“电磁频谱战”理念及“低至零功率”作战概念;文献4 提出运用电磁战的能力文献5 提出了电磁机动战的建议。系列研究报告围绕着电磁频谱作战这一核心理念,奠定了电磁频谱作战理论体系,解释了电磁频谱作战是什么、做什么、怎么用等问题。文献6 以新理念对“三部曲”进行修订,重点放在了技术发展方面,提出了电磁频谱作战技术演进思路。3)定义电磁频谱为作战域,塑造电磁频谱作战新样式。文献7 进一步阐述了如何实施电磁频谱作战,并将电磁频谱域作为独立的作战域,这也是美军历史上首次发布国家级电子战战略。文献8 将电磁频谱定义为继陆海空天网以外的“第六作战域”,意味着电磁频谱作战将成为与陆战、海战、空战、太空
11、作战、赛博战同层级的作战样式,引领美军新一轮军事理论创新和技术发展,指导、推动和丰富美军下一步的军事对抗实践9 1.2构建力量优势,抢占制胜点通过迭代相关条令和调整管控、指挥机构,使电磁频谱作战体系趋于完善,取得力量建设和运用的优势。1)迭代条令,规范电磁频谱作战行动。美国国防部、参联会、军事通信委员会和各军种都为电磁频谱管理制订了法规、条例和手册。法规和条例确定了各级的政策、适用范围、任务和职责等,手册则对执行各种政策和程序的方法和步骤进行了详细的规定和说明,具有很强的操作性,便于执行。此外,美军还根据实际情况的变化,及时更新法规条例(见表1),以适应形势的需要。表1主要条令规定选代情况时间
12、名称核心内容或目的美陆军颁布陆军未来模块化部队概念能力计划2007年顶层战略指导。2015-2024:电磁频谱作战10 在电子战基础上增加电磁美国战略司令部推出电2009年频谱管理、电磁频谱控制磁频谱战早期概念。和电磁战斗控制等内容。2 0 10 年联合频谱构想2 1世纪联合频谱使用主要是提高频谱规划、系和管理电磁频谱联合统采购、模拟仿真、操作支2010年行动网络中心战频率持和信息系统能力提出具管理战略联合作战电体规划标准。子战条令等。美国空军发布首部电磁频谱作战条令3-51电指导空军对电磁系统的作2019年磁战与电磁频谱行战行动。动1 条令附录。这是美军电磁频谱作战理念与实践中历史性的一大美
13、军发布联合作战条令步,为美军未来三十年乃2020年JP3-85联合电磁频谱作至更长时间内电磁频谱领战12 域的军事行动确定了基调。美陆军FM3-12赛博空为协调、整合和同步赛博2021年间与电磁战行动13 条空间行动与电磁战提供战令。术与流程。通过迭代条令,分别从军种和联合作战角度对电磁频谱作战的定义、组织机构、行动规划、作战实施、效能评估等方面做了进一步规范,谋求通过夺取战场电磁频谱优势进而掌握联合作战的主导权,获得持久性优势2)设立常设指挥机构,完善电磁频谱作战指挥体系。美军按照军令、军政分离的领导指挥体制,建立在该体制下的电磁频谱管控体系基本分为两条线。一条是行政管控线,由国防部和军种频
14、管机构负责,目标是通过预测未来需求,在国际、国家频谱划分中维护国防利益,实行严格的装备频谱认证制度等方法,获取和规划好频谱资源,这是美军第4期501黄林江,等电磁频谱管控的研究综述关注的重点。另一条为作战指挥线,由参联会和联合作战指挥部频管机构负责,目标是通过频率计划、协调等方法,在联合军事行动中运用好频谱,避免相互干扰。在JP3-85条令中,美军明确了与“联合作战指挥链”高度融合的3 级联合电磁频谱作战指挥体系。按照机构设置电磁频谱管控组织架构分为:国防部频谱管控机构、各军种频谱管控机构、参联会电磁频谱管控机构和联合作战电磁频谱管控机构4类143)是整合电磁频谱作战力量,形成体系对抗优势。美
15、各军种在JP3-85条令的指导下,积极推进机构的统一和力量的整合,从而形成体系对抗优势。近年,美空军先后成立电磁频谱优势局和第350频谱战联队。美海军陆战队也成立了海军远征信息大队,具备网络对抗、情报分析、信号处理等电磁频谱作战能力。美陆军计划在2 0 2 3 年前建成具备情报、信息、赛博、电磁和太空作战能力的多域作战部队1.3选代频管系统,抢占智能优势为了提升电磁频谱管控效率,实现智能化电磁频谱管控,美军不断进行迭代电磁频谱管控系统研发,转变“统一规划、分级管理、人工操控”的固有模式,破除“报需求、下计划、组协同”的管控流程。其中美国国防部标准化的联合频谱管控系统频谱XXI(Spectrum
16、XXI)系统,是用于支持美军全球应急军事行动的战术频率分配数据库操作、维护和使用的标准系统15。美军为了提高军地、政府各州以及盟军的频管机构之间的互操作能力,应对大规模、多类型用频设备和系统的频率协同问题,开发了联盟联合频谱管理规划系统(Coalition Joint Spec-trum Management and Plaming Tool,CJSMPT)16,避免各级频谱管理员盲目或虚报用频需求,造成频谱资源短缺且利用率不高的矛盾。在CJSMPT基础上,美军开展了愿景宏大的全球电磁频谱信息系统(Global Electromaynetic Spectrum Information Sys-
17、tem,CEMSIS)项目17 ,开发一个专用的体系架构来满足所有频谱管理和工程的需求,并为所有频谱管控程序的运行提供支持,融合美军所有在用系统和工具,并扩展与频谱管控相关的其他能力。未来在全球信息栅格(Clobal Intormation Grid,G IG)系统中融人GEMSIS,形成一个能将功能扩展至战场用户的网络中心环境,实现对频谱应用进行实时的全球性观察。由此可见,这3 套系统的使用和研发都渗透着美军面向大规模联合的频谱智能管控理念。与此同时,美国DARPA也陆续资助了一系列预研项目:下一代无线通信计划、下一步无线网络计划、先进射频地图项目、频谱协作挑战赛项目和射频机器学习系统项目等
18、。2俄军电磁频谱管控研究俄军把加强无线电管理和提高电磁频谱管控能力作为信息化部队建设和实施信息作战的重要内容。目前,俄军从国防部、武装力量总参谋部到各军兵种都设有相应级别的无线电频谱管理机构,并赋予各级指挥官相应的无线电管理职能,形成了一套较为完善的无线电管理体制。同时,俄军强调电子战能力建设,俄罗斯国防部军事百科词典【18 对“电子战”有明确定义。在作战中,实施电子战不仅可以保护已方的电子系统免受敌人破坏,还可削弱敌人高精度武器的侦察能力和摧毁导弹发射系统。俄军内部普遍认为,利用电子战力量“可以使陆海空军的作战潜力和效率大大提高,并将战损有效降低”。经测算,可以使俄军的整体作战效能提高1.5
19、 2 倍,敌人对其重要目标的确制导弹药的命中率降低5 10 倍,使敌打击某一目标的代价增加3 0 多倍。2.1俄军电磁频谱管控体系发展从19 0 4年至今,俄军经历了初探形成、实践探索、发展成熟、低潮衰退和恢复赶超的5个建设阶段,形成了完备的管控体系【19 ,主要有几个突出特点。1)发展起步较早。由于客观原因取消了电子战部队,19 53 年苏军恢复了电子战部队的编制,并逐步趋向完善,成功研制了第一代电子战武器。增设了总参谋长助理一职,专门负责全军的无线电侦察和电子对抗工作,在各军兵种司令部作战局增设了无线电对抗处,后又扩编为电子对抗局,主要负责领导各军兵种所属电子战部队。苏军注重电子战武器装备
20、的科研开发和人才队伍的建设培养,电子战部队编制总体合理,武器装备和欧美等军事强国相差不大,总体作战能力相对较强。2)标准规范统一。随着苏军电子战职能地位的突显,部队编制更加健全,武器装备更加先进,作战效能在实战和大型演习中得到了充分发挥,为火力硬摧毁提供了重要支撑。首先,建立了包括指挥机关、部(分)队、科研机构和院校等在内的一整套系统,电子战20233年程大学学报502信息体系建设门类齐全,配套完备。其次,成立了独立的电子战管理部门-总参电子对抗部,负责管理全军的电子对抗部队,并且在其领导下,统一了全军各电子战部队装备的技术标准,整合了国内电子战人力和科研资源,进行了统筹开发和生产,使电子战部
21、队的整体作战效能提高了1.5 2 倍。3)管控层级较高。2 0 0 9 年,俄军总参谋部取消电子战局,成立了电子战指挥总部,成为俄军电子战最高协调机构,由将级军官指挥,基本形成了总参谋部电子战指挥总部和各军种电子战局上下一体的指挥体制2 0 。总参谋部下设通信兵主任局,局长最高军衔为上将,对俄军无线电进行归口管理,并负责无线电管理工作。各军兵种总司令部和司令部都设有通信兵局,各军区、舰队司令部也设有通信局;各级通信兵主任均为该级部门无线电管理的主要领导2 12.2俄军电磁频谱管控力量建设俄军电子战力量建立在实战基础上,且几经沉浮。19 56 年,出现了整建制电子战干扰营,标志电子战力量正式纳人
22、俄军体制。经历第一次车臣战争和俄格战争,俄军理顺了各电子战力量的协同关系,更新电子战装备,重组电子战体系,使电子战力量的集中指挥、系统组合能力得到显著增强2 2 现行的俄军电子战力量脱胎于“新面貌”军事改革,具备常备化、规模化、机动化和快速化2 3 的特征,逐步形成了军种与独立兵种相结合的垂直综合电子战力量。俄军分别对陆军地面电子战力量2 4,海军电子战力量2 5,空天军、陆航和空降兵电子战力量2 6 ,以及战略火箭军的综合技术控制部队加强建设。除上述之外,俄军对于重要的军用和民用设施还专门配备了电子战兵力进行电磁掩护2 7 。俄军认为,电子战在防空反导、反介人/区域拒止和采用C4ISR行动中
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