楊揚 張兆鑫

電子戰裝備是信息化戰爭的殺手锏裝備之一。隨著現代軍事及作戰應用的發展,電子戰的地位和作用日益凸顯。如今,電磁空間已經成為繼海、陸、空后,各軍事大國爭奪的熱點。未來武器系統的先進程度將越發受其電子信息系統的先進程度所影響。
21世紀,電子信息技術設備已廣泛滲透到電子戰裝備和電子對抗的各個環節,無論是偵察,監視還是預警,無論是情報處理還是作戰決策,都離不開電子信息技術設備。未來戰爭中電磁頻譜控制權的斗爭將會更加激烈,戰場上的電磁環境也會更加復雜,以往那種相互獨立,功能單一的電子戰裝備已遠遠不能適應作戰需要,一體化和通用化成為當前電子戰裝備發展的重點。
一體化是指將功能相近,相互關聯的數個設備組合成一個系統,從而簡化系統,實現信息交互,提高電子戰裝備的信息綜合能力和快速反應能力,以有效應對多種威脅,并持續跟進戰場態勢,把握戰機。它進一步將地基、空基、天基電子戰系統整合構建為規模龐大、效能強勁、體系完備的綜合性電子戰系統,保證指揮系統的核心化,壓縮通信、指揮、控制的運轉周期,全方位感知戰場。
通用化則是指電子對抗系統的設備采用標準化的模塊結構,通過組建多種作戰平臺通用的彈性系統骨架,使不同的系統、設備之間盡可能擁有相同的電子模塊,相互之間可以通用,根據戰斗需要快速組裝成功能各異的電子戰裝備。這樣就避免了設備的重復研制,降低了成本造價,同時減少了設備和器件的種類,簡化了系統的后勤保障和技術維護,并最終有效地提高電子對抗系統的反應速度和作戰效能。
“雙化”轉型升級的實現并不容易,需要推翻現有的電子戰系統研制方案而重新開始。頂層設計尤為重要,在各種電子戰系統獨立的設計之上,需要有一個總的設計書。這其中最關鍵的點,便是如何實現各個系統的聯合作戰。單個模塊的使用、共同信道的選擇、多源數據的融合等,都是必須去考慮的重點。在總設計書之下,再進行各個系統的單獨設計,使多個系統具備整合為一個網絡的能力,共同作戰,保證其兼容性,又令單個系統在某方面得到無與倫比的壓制力,保證其專一性。盡管轉型升級并不容易,但在信息戰場的對抗中,電子戰系統的一體化與通用化是必要的。為制勝頻譜,各大國也絕不會因噎廢食,而是積極地投入研發之中。
美國陸軍作戰能力發展司令部陸軍研究實驗室啟動了數個對未來士兵能力至關重要的研究項目,其中“多域作戰中的電子戰基礎研究”項目將電子戰能力視為大規模作戰和多域作戰取得成功的必要條件。該項目旨在進行基礎研究和應用研究,以推動陸軍使用電子戰的方式發生革命性變化,從單一作戰平臺轉變為攻防兼備的一體化多功能電子對抗系統,實現美陸軍在爭奪電磁頻譜控制權中的戰術優勢。
相比而言,俄軍電子戰系統的“雙化”升級更早一步進入實踐。無論是克拉蘇哈-4電子戰系統,還是希比內電子戰系統,都實現了全面發展。前者的實力在敘利亞戰場亮眼的表現中可見一斑,而后者則是為了蘇-34戰機的機載電子戰系統,具備兩種工作模式,功能全面。2014年以來,俄羅斯各軍區的無線電干擾部隊和裝備都完成部署,各類電子戰系統也逐漸列裝完畢。

克拉蘇哈-4電子戰系統
就目前各國的電子戰系統來講,不同種類的系統功能重復,配合使用時,甚至得不到“1+1=2”的效果。未來電子戰系統的發展中,應該瞄準“雙化”發展這一目標,既可以憑借其獨有的模塊與硬件,單獨實現某一作戰效能,又可將不同的電子戰系統集成在一起,并整合連接到一個網絡中,形成空地攻防一體、軟硬殺傷一體的綜合性系統,在信息技術高度滲透的戰場中,完成對敵的徹底壓制。
隨著現代戰場電磁環境越來越復雜,電子戰領域對自適應、自動化、智能化要求越來越高。就目前的電子戰裝備而言,大多數的系統還處在收集、干擾、壓制的階段,難以確保信息的即時性,在把握戰機、預判敵情方面顯得力有不逮。作為最具發展潛力的新興電子戰領域之一,認知電子戰提供了解決問題的新思路。
認知電子戰是一種在軟件無線電技術基礎上實現的智能化、網絡化、多功能電子戰理念,除了可以對傳統電子信息系統實現壓制以外,還可以對抗新興的認知電子信息系統。從技術層面上看,其核心主要在于無線電技術、機器學習技術、行為建模技術等。憑借這些技術,在短時間內由機器完成處理信息、應用知識、改變優先權等有意識的智力活動,這是認知電子戰的理想狀態,但在現實中實現該技術無疑是個難題。而近年來,人工智能蓬勃發展,認知電子戰技術具備了得天獨厚的研發條件。

認知電子戰作戰概念
認知電子戰包含三個基本要素。一是態勢感知,即掃描環境、確定存在的信號與波形以及其位置和輻射源。二是電子攻擊,這是認知技術的本質,可干擾物理層、MAC層或網絡層。利用算法作出最佳決策,即用哪個節點對哪一層實施干擾,以使波形中的能量最大同時使其他地方的能量最小從而避免附帶損傷。目的是只攻擊對己方部隊影響最大的敵方信號。三是防護,即根據地形和敵方正在使用的設備類型管理頻譜,在實施網絡干擾時盡可能降低對友軍的影響。在認知的學習部分,系統要消化它不了解的事情,學習并適應新的環境。這是否需要大量的運算資源則取決于未知事情的數量。
此外,分布式感知也是認知電子戰的一個重要方面,即采用多傳感器融合提供更強的態勢感知能力。這種方法的好處是:如果在戰場上部署有大量可向中央計算機傳送數據的廉價傳感器,每個傳感器只需具備很少的處理能力就會獲得比在一個地方部署一大型昂貴傳感器更大的靈活性。由于每個傳感器捕獲的信息不同,且每個覆蓋一特定頻段,因此增強了態勢感知能力。隨著網絡的發展,采用分布式方法已成趨勢。在向需求者發送信息前,首先了解需要感知、映射、建模的東西。為此,需要有關局部、小型傳感器的智能算法以及中心點的強大算法。
通過吸納轉化認知科學的成果,認知電子戰技術在傳統的系統中增加了目標認知、智能決策、自主學習等功能,實現電子戰智能化。其作戰過程首先從原始傳感器的大量數據中提取有關目標電磁信號的信息,隨即實時地制定出電子戰攻擊的最優方案,完成打擊后對本次攻擊效能進行評估,再根據評估結果調整下一次的攻擊策略。不過,整個過程順利進行的前提是要有一套優秀的算法,傳統計算機的算法并不能支持系統在短時間內給出最優解。人工智能算法的搭建給予了認知電子戰技術飛躍式發展的契機,再配合上強大的硬件支持,認知電子戰系統可通過重復的學習過程掌握對各種目標的最優戰法。
認知電子戰技術應用前景廣闊,既有助于傳統電子戰系統的轉型升級和適應性發展,還對探索信息化戰爭中的新式電子對抗策略有指導性作用。依托人工智能技術,認知電子戰有望解決復雜電磁環境中精準把握戰場態勢的難題,同時,能夠有效克制敵方投入的智能化武器系統。可以預見,隨著現代化武器智能程度的不斷提高,具備實時動態學習能力的認知電子戰技術將成為電子對抗發展的必然趨勢和最優選擇。

賽博空間逐漸從完全虛擬形態轉變為半虛擬、半物理形態
賽博空間的概念最初提出時主要指計算機網絡上的博弈。但隨著無線電和光學技術的不斷發展,網絡空間與電磁空間趨于融合,電磁頻譜成為賽博空間的重要組成。因此,賽博空間逐漸從完全虛擬形態轉變為半虛擬、半物理形態。
在現代戰爭中,賽博空間是信息化戰爭的一個新領域,已被美軍列為與陸、海、空、天同等重要并需保持絕對性優勢的五大領域之一。作為獨立于陸、海、空、天戰場的第五維空間領域,賽博空間具有不穩定性、無界性、隱蔽性、動能性、物理真實性和信息流的高速性。電磁頻譜與無線網絡的交融,使電磁空間與網絡空間的界限變得模糊。戰場網絡攻防必須借助電磁領域中的接收、處理和發射技術來實現交互,而電子對抗的延伸又必定落在網絡攻防上。因此,電子戰系統成為賽博作戰以虛擬干涉現實的重要手段。
一般來講,戰場賽博空間是一個近乎封閉的網絡體系,它不與因特網相連,無法對其實施直接的網絡或電磁攻擊。但戰場作戰網絡的構造需要無線接入端口和鏈路,以及開放式傳感器。通過電子戰技術,攻擊方能夠以電磁波的形式從無線接入端口等節點,突破相對封閉的戰場賽博空間,實現信息奪取、電子干擾、網絡致瘓。在俄烏沖突時,俄羅斯以賽博空間為主戰場,憑借電子對抗手段,在電磁上切斷烏方通信,癱瘓指揮系統;在網絡上攻擊敵方網站,制造恐慌,再配合部隊的正面進攻,達到快速制勝的目的。

俄烏沖突時,俄羅斯憑借電子對抗手段癱瘓烏方指揮系統
可以想象,在未來的信息化作戰中,一體化、通用化的電子戰系統裝配至各部隊甚至是單兵上,彼此形成電磁網絡。海陸空三域偵測共同推進,獲得敵方目標立體的信息脈絡。再通過認知電子戰技術,增強實時態勢感知能力、提高指揮效率、提升一體化作戰效能,以最優解最大效率從無形的頻譜戰場中突破敵方的戰場賽博空間,奪取關鍵信息。達到某一界點后,進一步使用網絡進攻手段致敵戰場賽博網絡癱瘓,從而奪得戰場的信息統治力。以暗兵攻明敵、以有心算無心,實現降維打擊,將敵方的作戰指揮中心、戰場補給樞紐、王牌作戰部隊變為己方各種大規模、高殺傷武器的“活靶子”,最終使敵方在正面戰場上全線崩潰。這種以最小代價取得最大戰果的作戰方式正是未來信息化戰爭的趨勢,也可從中窺見電子戰系統應用至賽博作戰的強悍威力。
為實現電子戰系統與賽博空間的深度融合,可將技術先進、效能強悍的電子戰武器投入到賽博作戰中,如電子干擾機、超寬帶雷達等。同時,最前沿的反輻射打擊、多維全域電子偵察、低旁瓣天線等電子對抗技術也能夠支撐賽博空間的全面發展。隨著新技術的突破,大數據技術、5G技術等都可運用于賽博作戰,加強與電子戰系統更深度的融合。
在未來戰場的常規力量中,電子戰系統始終是信息化作戰的核心力量。沒有電磁波的端口入侵,賽博作戰幾乎無法展開,在信息上壓制對方更是難上加難。早在2018年,美陸軍訓練與條令司令部便發布了《TP?525-8-6美陸軍賽博空間與電子戰作戰概念2025—2040》文件,其中詳盡地講述了美陸軍利用電子戰系統配合賽博作戰的方案。因此,在信息化戰爭的第五域中,電子戰系統是實現壓制的重要保障。
責任編輯:張傳良