随着各军事强国不断发展以应对现代战争的复杂性,迫在眉睫的冲突威胁有时会掩盖应对未来挑战所需的基本准备工作。对于现代士兵——无论是步兵、飞行员还是情报分析员——而言,一个关键需求是连通性。随之而来的问题是:如何在大规模作战行动中,在拒止、降级或中断的环境中保持连通性?本文探讨了无人系统网络如何在战斗场景中为己方部队前沿提供可靠的连通性。
解决此问题的第一步是认识到电子战给现代战场连通性带来的复杂性。近乎同级别的对手拥有现代电子战能力,能够影响友军在电子/通信环境中的作战能力。从大规模干扰到数据收集,电子战能力显著影响前线士兵的作战能力。
各国拥有多种工具来应对现代战争的挑战。 工具之一是无人系统(UxS),其中不仅包括空中无人机,还包括地面、海上和天基平台。为确保战场连通性,网络技术和架构的进步使得将连通性解决方案直接部署在无人系统平台上成为可能,从而在有争议的环境中实现关键通信。此外,通过采用多域方法,可以减轻对手电子战对这些系统构成的部分风险。
为更好地理解此概念如何运作,可以仔细研究实现连通性所需的物理网络架构。当用户在智能手机上打开应用程序时,手机会发出信号,由附近的基站接收。民用基站通常位于通信塔、屋顶或路灯上。下一步是基站将数据请求传输给基站控制器,后者管理基站请求。然后,基站控制器将数据请求转移到移动交换中心,该中心也位于通信塔或屋顶上。此移动交换中心路由数据业务,并确保跨多个用户请求的无缝切换。移动交换中心将通过各个移动交换中心节点传输数据,直至到达应用程序请求的数据服务器。一旦数据服务器确认传输,数据便通过移动交换中心、基站控制器和最终基站返回手机(见下图)。
图:无线网络物理拓扑结构
物理蜂窝无线网络中的每个关键组件都可以放置在各种无人系统平台上。它们重量轻,足以用作有效载荷,或在制造过程中集成到平台中。
试想在不远的将来,部队正在己方部队前沿沿线的战壕中掘进,以加固阵地,对抗一个近乎同级别的国家军队。在对抗性电子战阵地中,如何保持与其指挥控制的连通性?如果对手电子战开始干扰已知的军用频率,这些士兵能否依赖民用蜂窝网络进行通信?可以提供哪些信息给这些部队,使其获得对敌人的决定性优势?
现在设想,在同一场景下,战术作战中心的一个无人系统小组发射了一系列无人机,以支援沿己方部队前沿的连通性。一架配备基站控制器的无人系统部署在部队附近200英尺空中。第二架携带移动交换中心的无人系统部署在几英里后。为建立物理连接,该小组发射了另一架拖带光缆的无人系统。这架无人系统在距战术作战中心五英里处、沿己方部队前沿的战壕中着陆,通过光缆保持与战术作战中心的连接。士兵可以将笔记本电脑或手机接入该无人系统,以获取关键更新,包括通用作战图、敌我位置图像、未来24小时命令以及更新的信息请求清单。
当部队遇到GPS降级环境时,指挥官向战术作战中心发出警报。作为响应,战术作战中心的无人系统小组发射两架额外的配备原子钟的无人机。这些无人机使用GPS软件传输精确授时数据,以补充有限的天基GPS覆盖。结果,沿己方部队前沿的士兵在手机上接收到更新的位置数据,在笔记本电脑上获得关键更新,恢复了态势感知。
图:无人系统无线网络物理拓扑结构
此场景描绘了一个用于将指挥控制节点连接到己方部队前沿的无人机网络。每架无人系统均可配置为像传统蜂窝网络一样运行,并在降级、中断或拒止环境中为己方部队前沿提供通信能力。该场景还凸显了现代战争的另一个关键要素:适应性。将网络的物理架构置于无人系统上,使军队能够创建一个动态网络,可以实时部署、回收和重新定位。网络可以向前推进以确保连续连通。如今,无人机赋能网络能够适应沿己方部队前沿复杂多变的环境。
这样的无人机网络可以在常规陆军部队中大规模使用;然而,也可以用作特种作战无人机网络(SWDN)。在获得相同装备的情况下,小型无人系统操作员小组可以在敌后发射一系列无人机,为与特种部队A类分遣队合作的抵抗力量提供临时网络。然后,同一无人系统小组可以重新分配特种作战无人机网络的任务,为心理战小组提供一种手段,向抵抗力量传输关于新发现的敌方宣传的信息。最后,在抵抗力量夺回一个关键城市后,同一特种作战无人机网络可用于为军队和平民领导人提供临时网络,直至关键基础设施恢复。
持续转型的一个关键方面是转型性基础设施。转型性基础设施可以简单如混凝土或沥青道路。混凝土和沥青道路使车辆在尺寸、重量和有效载荷方面得以增长,同时刺激了汽车创新,例如轮胎、减震、转向和制动方面的进步。另一个简单的转型性基础设施以航运集装箱的形式出现。标准化的航运集装箱使得船舶可以围绕已知数量的集装箱进行设计,使集装箱管理人员能够更准确地估算每个集装箱的重量和可用空间。所有这些转型性基础设施都为全球供应链提供了更大的稳定性。这些因素进而促使有限的经济和有限的供应向当前互联的全球经济发生更大的转变。
特种作战无人机网络的概念正是一种转型性基础设施。拥有一个动态的蜂窝/数字网络,使特种作战部队能够不断创新并适应现代战场,是在现代战争中取得成功的关键组成部分。拥有动态的特种作战无人机网络能够将显著更多的数据传输给前线士兵,并为作战、欺骗和信息收集提供新途径。特种作战无人机网络是一个赋能器,可增强军事操作人员在大规模作战行动中的生存力和杀伤力。
参考来源:美陆军