美军方面近年来不断强调多域作战(MDO)和联合全域指挥控制(JADC2)概念，旨在通过跨作战领域的整合协同，实现更快速、更精确的指挥和控制，从而提高作战效率和效果。在美国防部2023 年8月发布的《联合作战概念3.0》(JWC 3.0)中，特别强调了“信息优势、指挥控制、联合火力以及在对抗性后勤中取胜的能力。”
电磁频谱就是联合作战的信息优势的保障，电磁频谱会使联合部队指挥官获得对潜在对手的战术、行动和战略优势。战略规划上，美军拓展电磁频谱作战概念边界，将电子战和电磁频谱管理概念整合为一，进一步强调电磁频谱作战的重要性 。而卫星作为当下电磁态势感知和网络通信传输的核心力量，是美军电磁频谱作战重要组成部分，也是其发展的重点。自美太空军从空军编制中独立到低轨星座NDSA计划快速落地实施，可见一斑。
卫星的电磁频谱功能
电磁频谱作战的目的是取得战术上的主动性，天基力量在电磁频谱作战中可以作为侦测力量，感知并监测目标的射频位置和动向，为后续行动提供情报支持。参考美国鹰眼360(HawkEye 360)RFGeo射频感知产品，它可以利用三颗卫星组成星座生成的独特数据来识别和定位射频信号，支持VHF、UHF、L波段(包括GNSS频率)、S波段和X波段频率发射器进行精准定位，可提供95%包含概率的置信椭圆。通过整个星座，可以覆盖数百万平方公里的区域，实现对 RF活动的长期大规模监测。
RFGeo感知的射频频率如下：
卫星还可以作为传输数据的中转站，将目标武器数据快速传输给作战单位，快捷实施攻击行动以摧毁地方目标。相较于地面的通信设备易受到地形因素、干扰等方面的影响，天基设备可以更安全及时地将数据同步给作战部队，建立相对迅速的命令和控制架构。2023年，美军已经在埃格林测试基地测试了最新NDSA的低轨卫星和地面设备之间的link-16双向通信，以证明NDSA的可行性及其通过现有战术数据网络向作战人员提供火控信息的能力。另外，卫星传输的高带宽和低延时还能作为无人机远程控制的基础，在2022年12月，美国空军国民警卫队(ANG)和通用原子航空系统公司(GA-ASI)开始对配备近地轨道(LEO)卫星通信 (SATCOM) 指挥和控制系统的 MQ-9A进行了飞行测试。根据2024年3月的消息，MQ-9已经能通过卫星控制降落，其中繁琐的降落操作也从侧面说明了卫星的高速传输能力对未来无人设备远距离作战的支撑作用。
NDSA计划——美军天基低轨化布局
NDSA是一个战术LEO网络，旨在传达导弹警告，以及将目标位置、导航和计时数据和其他重要信息尽可能快速、安全地发送到地面目标位置。其核心是可以延迟实现数据连接和定向部署，以便作战人员能够以更高效的方式完成任务。
NDSA规划有7层部署，分别是地面支持、通信传输、威胁追踪、战斗管理、导航、监测以及创新功能层，基本已经涵盖了现阶段美国天基作战力量的所有功能。虽然在NDSA之前，美国官方已经拥有地球静止轨道(GEO)和中地球轨道 (MEO)两套导弹跟踪资产，分别由导弹防御局(MDA)和空间系统司令部 (SSC)运营，但从NDSA如此完整的功能来看，无论是作为传输通信的中间层，还是作为感知、监测、作战管理的功能终端，美军天基力量地轨道化的趋势已经显现。
其主要原因可能有三：
一是高带宽和低延迟的数据传输有效支撑作战。在传统的卫星通信计划中，多个卫星连接聚合在一起才能达到 12M/s的传输速度。而通过LEO星座，美军可以拥有高达 200M/s甚至更快的传输速度。根据SDA展示的 “1阶段传输层”(T1L1)功能，通过有针对性的技术增强、以任务为中心的有效载荷配置以及增强集成度等方式，T1TL可作为联合全域指挥与控制 (JADC2)的骨干，完成低延迟的传感器到射手(sensor-to-shooter)连接和直接到武器平台(direct-to-weapon platforms)连接，以支持全球作战任务。
二是更强的抗干扰和打击能力。低轨到星座往往数量庞大，动辄数以千计，而且采用分布式功能部署，一颗卫星的干扰或损毁对整个星座的正常运转影响有限，能有效增加整个系统的弹性和电磁频谱稳定性。NDSA在计划初期的当下，就已经签订了上百颗跟踪层和通信层的卫星合同。
三是低成本， LEO卫星每颗的制造成本通常在100万美元到 500 万美元之间。相比之下，GEO卫星的成本一般在1.5亿美元到4亿美元上下。而且由于轨道低，LEO的发射成本也是GEO卫星的五分之一。另外，LEO卫星由于技术简单，研发设计成本也相对较低。综合来看，尽管存在LEO寿命周期相对短，星座网需要卫星数量大的限制，但仍不失为一个划算的选择。
目前，SDA正在推进NDSA计划的“第0批”卫星的部署，已经分别于2023年4月和9月发射了共计23颗卫星。完成后，第0批星座将由28颗卫星组成，包括19颗传输卫星、8颗跟踪卫星以及1颗地面测试台卫星，在LEO中形成一个弹性星座。后续NDSA还有4个批次卫星部署计划，逐渐完善其星网功能。
卫星电磁频谱作战已经不是“未来”
在俄乌战争早期，北约卫星体系已经充分展示出其在实战中的侦查和导航能力，虽然之后受到陆基高功率无线电的干扰收效减弱，但联合指挥和控制核心思路并没有改变，卫星的仍然是电磁频谱作战力量的重要一环。在美军现下的作战体系中，载人-无人组队趋势已经明朗，卫星无论是作为其信息传输的连接载体还是甄别射频信号的感知装备都有不可或缺的地位。近年来，美军织了数场名为“SKIES”的演习来提高其在太空领域的电子战(EW)能力，其中就包括多个分布式、多军种单位的联合指挥控制以及对太空、无人机威胁的感知应对。美军对卫星电磁频谱功能更进一步的应用已经可以预见。(北京蓝德信息科技有限公司)
参考资料
(1) https://www.defense.gov/News/Releases/Release/Article/2948229/space-development-agency-makes-awards-for-126-satellites-to-build-tranche-1-tra/
(2) https://sage-advices.com/how-much-does-it-cost-to-build-a-geo-satellite/
(3) https://www.spaceforce.mil/News/Article-Display/Article/3549148/black-skies-23-3-ussf-conducts-largest-ever-joint-space-electromagnetic-warfare/
(4) https://www.spoc.spaceforce.mil/News/Article-Display/Article/3327315/black-skies-23-1-starcom-improves-combat-readiness-through-its-second-live-fire
(5) Radio Frequency Signal Mapping with RFGeo - HawkEye 360 (he360.com)
MQ-9 Reaper lands at Shaw AFB in historic first > Air Force > Article Display
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