面向電磁頻譜戰的策略研究

李 佳，王長煥，劉獻杰，李少朋

(1.中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081；2.中國人民解放軍96901部隊，北京 100094)

0 引言

現代戰爭是在陸、海、空、天、電(網)五維戰場進行的軍事斗爭，要求各參戰兵力要加強信息橫向流通，不間斷地利用電磁頻譜去支持通信、偵察預警、電子對抗、武器控制、制導引導和遙控遙測等系統的正常運行。電磁頻譜存在于作戰的全時空，作用于戰爭的全要素，貫穿于作戰的全過程，是信息化戰爭之魂。

2015年12月2日，美國戰略與預算評估中心發布了《電波制勝：重拾美國在電磁頻譜領域的主宰地位》報告，電磁頻譜戰可概略描述為：電磁領域發生的軍用通信、傳感和電子戰等軍事行動[1]，并指出其具備的網絡化、捷變性、多功能、小型化和自適應等特點。隨后，國內學者對其概念內涵、作戰樣式和發展沿革等進行了廣泛探討[2-7]，普遍認為電磁頻譜戰是電子戰與頻譜管理行動的融合，是電子戰的自然延續和發展，并為我國電磁頻譜戰體系建設與能力提升提出了建議和參考指導。

本文聚焦在未來電磁頻譜爭奪中能夠隨心所欲、高效地使用電磁頻譜資源的需求和問題，旨在借鑒動態頻譜管理中策略機制[8-9]，提出和設計發展電磁頻譜作戰新概念、新技術，構建電磁頻譜作戰策略體系，并設計一種由一系列規則的集合體構成的策略表征方法和相應的策略庫，為實現不同情況下電磁頻譜作戰資源的管理和調度提供基礎，最終形成以自適應、智能化為特征的認知與推理能力。

1 電磁頻譜戰概念內涵

國內眾多學者對“電磁頻譜戰”的概念內涵或者定義進行了廣泛討論[2-7]，普遍認為電磁頻譜戰是電子戰與頻譜管理行動的融合，是電子戰的自然延續和發展，它使能電磁頻譜中的所有軍事行動，主要包括感知與通信、攻擊、防御和管理。電磁頻譜戰理念實現了電子戰、電磁頻譜管理和情報偵察監視等業務的統一。

根據電磁頻譜戰概念內涵，電磁頻譜戰主要通過電磁態勢感知、電磁頻譜進攻、電磁頻譜應用、電磁頻譜防御和電磁頻譜管理等活動來實現電磁作戰環境中作戰兵力運用的統一性、高效。

(1) 電磁態勢感知

利用固定式、車載、船載、機載和星載偵察預警探測裝備，對陸海空天多域立體戰場進行偵察監視和探測預警，生成戰場綜合態勢，為電磁頻譜應用、電磁頻譜進攻、電磁頻譜防御和電磁頻譜管理等提供基礎支撐。

(2) 電磁頻譜進攻

利用車載、機載、艦(船)載、星載干擾裝備對敵方正常使用電磁頻譜的軍事行動進行電子干擾、電子欺騙、電磁毀傷與反輻射攻擊等攻擊手段，企圖實現降低、抵消和破壞其基于電磁頻譜形成的作戰能力。

(3) 電磁頻譜管理

利用車載、固定式、機載、艦(船)載、星載頻譜監測裝備實現電磁空間態勢獲取、干擾源定位、用頻沖突，通過頻譜籌劃和管控進行電磁頻譜資源的分配、調整和沖突消解，實現安全、可靠的電磁作戰行動用頻秩序。

(4) 電磁頻譜應用

利用電磁波傳遞完成的作戰行動，主要包括為保證偵察數據和指揮指令的短波通信、超短波通信、數據鏈通信、衛星通信等以及雷達探測和導航定位。

(5) 電磁頻譜防御

為保護己方人員、設施和設備而采取的行動，使其免受己方、中立方、敵方使用電磁頻譜后產生的影響，還包括能夠削弱、抵消或破壞己方戰斗能力的自然現象。

2 電磁頻譜作戰策略

2.1 概念內涵

策略機制最早應用于網絡安全中，后來逐漸被擴展應用于頻譜管理、故障管理等領域。以頻譜管理策略為例，其實際上是一套指導和決定如何管理、控制和分配頻譜資源的業務規則，這些規則描述了在用頻場景發生變化時，用頻系統應該采取動作的具體運行方式和方法[9]。

由此可以延伸到信息化作戰和電磁頻譜作戰[10-12]，并給出電磁頻譜作戰策略的內涵，即電磁頻譜作戰策略是一套指導和決定如何管理、控制和分配電磁頻譜作戰資源的業務規則。由于電磁頻譜作戰受作戰任務、戰場態勢、目標數量和武器裝備等因素的影響，會有不同的作戰策略，不同的作戰策略會有不同的作戰效果。

因此，在電磁頻譜戰的電磁態勢感知、電磁頻譜進攻、電磁頻譜管理、電磁頻譜應用和電磁頻譜防御等不同業務應用中，應根據作戰任務進行作戰策略的選擇和適入，以達到作戰效能預期。

2.2 策略體系

電磁頻譜戰系統將具有網絡化、分布式、智能化、靈活性和多功能等特征，旨在全面提升電磁態勢感知、電磁頻譜進攻、電磁頻譜管理、電磁頻譜應用和電磁頻譜防御等能力，以適應一體化聯合作戰需求以及應對電磁威脅目標智能發展、戰場電磁環境日益復雜等威脅。

因此，電磁頻譜戰策略體系主要由電磁態勢感知類策略、電磁頻譜應用類策略、電磁頻譜進攻類策略、電磁頻譜防御類策略和電磁頻譜管理類策略組成，如圖1所示。

① 電磁態勢感知類策略主要包括情報協同策略以及各種形態裝備的編組、部署和機動等相關的策略，用于實現組網偵察和戰場環境態勢的全域覆蓋。

② 電磁頻譜進攻類策略主要包括對抗協同策略以及各裝備對抗目標、對抗方式等相關的策略，為制定干擾方案和選擇最優干擾方案提供專家經驗。

③ 電磁頻譜管理類策略主要包括頻譜資源分配、頻譜資源管控、用頻沖突消解等相關策略，為用頻裝備的按需動態頻譜接入提供基礎。

④ 電磁頻譜應用類策略主要包括通信手段、通信時機、通信協同等相關的策略，為完成作戰指令和偵察數據的可靠、安全傳輸提供技術支撐。

⑤ 電磁頻譜防御類策略主要包括協同防御、防御裝備、防御手段等相關的策略，為指定電磁頻譜防御方案提供數據支撐。

圖1 電磁頻譜戰策略體系結構Fig.1 The diagram of electromagnetic spectrum warfare policy framework

2.3 策略表征

根據電磁頻譜戰策略的概念內涵，其主要描述的是在特定的戰場條件下為實現特定作戰目標應采取哪些方式方法和行為動作。因此，可以用“If condition and target，then action”結構模式的語句實現。語句中的“條件”定義了規則所使用的參數，“目的”則定義了電磁頻譜作戰任務目標，“動作”則定義了當所需條件滿足時所執行的反應行為[13-14]。

策略表征示意如圖2所示。

圖2 策略表征示意Fig.2 The schematic diagram of policy representation

電磁頻譜作戰策略的邏輯描述可利用下述三元組：

policy =

問題域、約束域用多個屬性描述：

problem_field =

symptom_field =

屬性描述如下：

attribute=

針對電磁頻譜戰中的策略表示，策略內容應當考慮到以下3部分：

情景或態勢描述：策略要解決的問題及此時的戰場態勢；

解決策略：對于該問題的解決策略；

結果：執行該策略后的結果評估。

2.4 策略庫設計

策略庫的設計主要包括需求分析階段、概念結構設計階段、邏輯架構設計階段、物理結構設計階段和策略庫實施階段[14]，其流程如圖3所示。

① 需求分析階段主要根據策略的應用場景收集策略庫的要求；

② 概念結構設計階段對收集的信息進行抽象，確定實體、屬性及它們之間的關系；

③ 邏輯結構設計階段將概念模型轉化為關系模型的邏輯結構，主要包括數據項、記錄以及記錄間的關系、安全性及一致性約束等；

④ 物理結構設計階段確定合理的存儲結構和存取方法，進行物理存儲的安排，確立索引，形成策略庫的內模式；

⑤ 策略庫實施階段對策略進行組織，建立一個實際的策略庫；

⑥ 策略庫運行與維護階段主要完成對產生的問題進行修復，并完善功能。

圖3 策略庫設計流程Fig.3 The process of policy database design

3 策略應用流程

策略應用是基于策略進行電磁態勢感知、電磁頻譜應用、電磁頻譜進攻、電磁頻譜防御和電磁管控的過程，一般分為策略表示、策略檢索、策略匹配、策略調整和策略維護等5個步驟[15-16]，如圖4所示。

圖4 策略應用流程Fig.4 The process of policy utilization

具體描述如下：

① 需求表示：采用一定的表示方法描述當前場景所處的狀態和具體的需求信息；

② 策略檢索與匹配：從策略庫中檢索出與當前需求相似的案例構成候選策略集。通過分別計算候選策略與當前需求的相似度，并考慮當前約束挑選出最匹配的策略，作為最優可再用策略；

③ 策略調整：運用專家經驗知識和學習過程，對最優可再用案例進行調整或修改，得到適合于面向新作戰需求的策略；

④ 策略維護：形成本次工作的新策略，將其添加存儲到策略庫中。

4 后續需進一步突破的技術

在前文策略體系、策略表征、策略庫設計以及策略應用的基礎上，需要對策略庫建模、策略相似度度量和策略進化進行攻關研究，才能形成和加強電磁頻譜作戰的認知和推理能力[17]：

① 策略庫建模技術

策略庫建模技術是策略庫構建與應用的前提與關鍵所在，需要其以支撐電磁頻譜戰應用為目標，通過統一的模型架構描述電磁環境、態勢感知、干擾決策和效果評估等環節中不同類型信息。

② 策略相似度度量技術

相似度度量是執行策略檢索和策略匹配的基礎，需要從正確度、覆蓋度、可信度出發，設計適應電磁頻譜戰策略的度量方法和指標。

③ 策略進化技術

電磁頻譜戰中信息的不斷變化必然需要增加新策略、管理已有策略，需要策略庫能夠進化，以動態適應變化的信息，形成真實、全面的電磁頻譜戰“智庫”。

5 結束語

隨著信息化戰爭的不斷發展，電磁頻譜空間已成為未來戰場掌握戰場優勢的重要制約，如何有效應對電磁頻譜戰帶來的挑戰是現階段非常緊迫的研究課題。本文在充分研究電磁頻譜戰概念內涵的基礎上，對電磁頻譜作戰策略體系構建、表征方法、策略庫設計、應用流程、后續研究方向等內容進行了廣泛研究，以此來支撐未來電磁頻譜作戰能力的發展。