滚动新闻

深入研究:国外卫星应用体系发展现状及发展趋势分析(上)

一、简介

随着航天军事化的不断发展,航天已成为继陆、海、空之后的又一个新的作战领域。各军事大国正在加快卫星应用技术创新,推动卫星应用装备发展,推动卫星应用能力飞跃,增强基于网络信息系统的联合作战能力。深入研究国外卫星应用系统发展现状,对于推动我国卫星应用系统发展具有重要的理论和现实意义。

二、卫星应用系统概念定义

军事航天应用是借助各种遥感和观测设备、通信设备和武器系统进行侦察监视、弹道导弹预警、军事通信导航、气象观测、大地测量、反卫星和反弹道导弹。部署在太空中。和其他军事任务。本文认为,卫星应用系统以卫星应用技术为驱动,以卫星应用设备为支撑,以卫星应用能力为目标。,用于导航和定位以及环境监测等任务的元素集合。卫星应用系统基本上可以分为三个方面:卫星应用能力、

三、国外卫星应用系统发展现状

太空被认为是必须通过军事化保护的边界,世界主要军事大国都在建设太空力量。随着军事技术在太空领域的不断应用,外国军队陆续组建了自己的太空力量,实现了太空力量与地面作战力量的高度融合。

1、卫星应用能力

卫星应用能力是卫星应用系统发展的核心要素。卫星应用能力建设是以空​​间力量建设和卫星系统发展为基础的。

(1)太空部队建设

在航天强国建设上,美国走在世界前列,经过多次实战检验。2000年5月,《空天力量:21世纪保卫美国》白皮书首次正式确立了太空作战部队的组建,并在《全球参与:21世纪的空军愿景》中,美军首次明确确立“太空军”计划。天军应具备航空航天优势、全球快速机动、全球精准作战、信息优势和敏捷作战保障能力。

美国太空部队分散部署陆海空军三军,各军种内部设有太空司令部,对其军事太空部队行使指挥权。美国空天力量的主体。美国空军航天司令部下属的第14航空队下设5个航天联队和1个航天大队,分别负责导弹预警与航天控制、航天发射、指挥与控制卫星、全球监视。组建太空军是美国太空军建设的重要组成部分。目标是使其具备《全球参与:空军21世纪愿景》中提出的航空航天优势、快速全球机动、全球攻击、精准作战、信息优势和敏捷作战保障能力。,

(2)战斗应用

在实战应用方面,美国的发展已经比较成熟,多次用于实战,检验卫星应用能力。

海湾战争期间美军战场通用态势图,多国部队使用了 72 颗用于侦察、预警、通信、气象和导航的卫星,直接或间接地为战争服务。美国利用部署在太空的数十颗侦察监视卫星,获取70%以上的战略战术情报,基本实现了战场透明化。

科索沃战争期间,在恶劣的天气条件下,北约依靠两颗“长曲棍球”雷达成像侦察卫星,对科索沃连续地区进行打击前侦察,有效识别南斯拉夫塞尔维亚地面部队和Sam-6机动地对空中导弹阵地。

阿富汗战争共使用了13颗成像侦察卫星,其中美国部署了10颗,法国部署了2颗,以色列部署了1颗。这些卫星用于实时侦察本拉登和塔利班,评估打击效果,为美军在阿富汗山区提供战术情报。.

伊拉克战争期间,美军使用了49颗各类侦察预警卫星,形成了前所未有的太空侦察监视系统。与此同时,美军利用国防卫星通信系统和军用卫星,使对伊拉克的行动比1991年海湾战争中的通信更好。金额增加10倍。

在利比亚行动期间,美国部署了Keyhole-12、战术卫星、长曲棍球卫星、Landsat、World Observation等,法国部署了Helios-2A、Helios-2B等侦察卫星,对利比亚周边地区进行监测。钟。为联军在利比亚的空袭获取超过 80% 的战略和战术情报。

据统计,美军70%以上的通信、80%以上的情报侦察监视、90%以上的精密武器制导、几乎100%的天气预报都来自太空系统。

2、卫星应用设备

卫星应用设备是卫星应用系统开发的关键要素。20世纪末以来,国外卫星应用设备进入快速发展时期。由于国外卫星应用装备没有按类型分类,为了便于研究卫星应用装备,从作战角度将卫星应用装备分为指挥型和保障型。其中,指挥型卫星应用装备是辅助指挥员指挥和控制作战行动的指挥型卫星应用装备;保障型卫星应用设备主要由通信、气象保障等单一功能组成,

(1)指挥卫星应用设备

美国陆军战术指挥控制系统(ATCCS)是整合多个功能域控制系统,形成从营到战区无缝链接的指挥控制系统,为作战级作战部队提供战场态势信息和决策支持。该系统为战役级指挥控制系统,分为机动控制系统、先进野战炮兵战术数据系统、全源分析系统、前沿防空指挥控制五个指挥控制子系统。和情报系统,以及战术服务支持控制系统。

美国陆地勇士士兵系统主要由一体化头盔、无线网络、计算机、地面导航、用户界面、武器界面、日间视频和2组12h电池组组成。该系统的主要功能是战场态势感知和作战指挥控制,可对3~5km外机动的士兵进行监督,为上级作战指挥机构提供强大的指挥控制能力。2007年3月至2007年8月,美军首次在伊拉克为第4斯特瑞克旅装备了200套陆地勇士单兵系统。

俄陆军士兵系统包括约40个部件,主要由轻武器、防护和生命保障系统、通信、导航和目标指示系统等组成,主要提供态势感知和友军跟踪功能。该系统的核心部件是单兵C4I信息系统或电子战术背心(可穿戴计算机)。2014年美军战场通用态势图,士兵士兵系统配备5至7个兵团,未来五年,士兵士兵系统将全面装备俄罗斯武装部队。

美国蓝军跟踪(BFT)系统是一种基于卫星通信的指挥控制系统。美军一直把改善战场态势共享作为蓝军跟踪系统发展的重点。通过将卫星通信引入系统,实现了数百公里范围内友邻部队的战场态势共享。系统更新,提升信息传递速度和系统横向整合,确保联合部队更快更好地分担态势,迎接未来战场的挑战。

(2)安防卫星应用设备

美国空军战斗幸存者/逃犯定位器(CSEL)系统是由GPS接收机、卫星通信转发器、救援搜索信标和UHF/甚高频频率中继器组成的搜索、定位、识别、救援指挥和控制系统。该系统的主要功能包括:精确的GPS定位导航数据、超视距卫星数据通信和视距语音通信。同时,通过CSEL系统,救援人员可以准确确定幸存者的位置并识别他们。1997年底,美军对第一批30套CSEL系统进行了运行测试和评估。到 2011 年 10 月,美国陆军、海军和空军已经配备了 50,000 个 CSEL 系统。

英国弓箭手(BOWMAN)战术无线电系统是21世纪英国陆军的综合战术通信系统。该系统包括语音通信系统和自动定位导航系统,使作战部队能够随时定位己方、友方和敌方部队。系统车载用户终端可实现动态通讯,车内人员可发送数据报告,浏览战情图。2004年英军第12机械化旅成功完成了“弓箭手”战术无线电系统的现场测试,宣布“弓箭手”服役,2011年部署到阿富汗的英军第7装甲旅也配备了该系统。

3、卫星应用技术

卫星应用技术是卫星应用系统的基本要素。目前,美国、俄罗斯、以色列等世界军事大国高度重视卫星应用技术的发展,在卫星应用技术的研发上投入了大量资源。其中,美国军用卫星应用技术发展最快,应用效果最好,代表了世界卫星应用技术的发展水平。

(1)综合卫星应用技术

随着作战理论的不断发展,卫星综合应用装备的智能化程度不断提高,人力参与的环节逐渐减少。这一趋势需要相应的综合卫星应用技术支持,主要体现在信息集成和信息利用领域。在信息利用领域,研究方向为各种传感器的信息融合、运动或时间敏感目标的连​​续跟踪、敌友自动识别;在信息集成领域,研究方向为多约束语义信息网络和嵌入式计算。

(2)信息采集卫星应用技术

综合分析美军信息采集卫星应用技术的相关资料,可分为侦察监视卫星应用技术和战场环境监测卫星应用技术。其中,侦察监视卫星应用技术主要包括各类目标监视数据的存储与融合,情报产品的生成、管理、解释、编目、分发和应用;而战场环境监测卫星的应用技术主要包括战场环境信息的接收、处理和应用处理、情报产品的生成、分发和应用等。

(3)信息传输卫星应用技术

从美军公布的关键技术分析来看,为大幅提升卫星通信终端性能,提高通信数据吞吐量,对卫星应用终端技术进行了大量深入研究。卫星激光通信也是近年来美军研究的重点。但是,由于其核心技术,跟踪、捕获和瞄准技术尚未完全突破,其实际部署仍存在差距。动态通信技术是美国军方目前正在开发的一项关键技术。为超视距和移动通信的实现提供技术支持。美国 师级指挥控制系统已经配备了大量的动态通信系统,并开始形成战术单位化趋势。.

(4)时空参考卫星应用技术

美国的GPS系统已经相当成熟,已经在很多实战中测试过了。因此,美国有一个非常明确的目标,即进一步提高精确制导和授时精度,提高GPS系统的抗干扰能力。基于此,美军研发了大量在轨卫星新技术和卫星运行控制设备。同时,在卫星应用设备方面也做了大量工作。从接收机和天线两个方面,美军对卫星应用设备进行了多项软硬件升级。新技术的改进和研发可以提高卫星应用设备的抗干扰能力,

四、灵感

卫星应用系统是一项复杂的系统工程,必须按照全面、协调、可持续发展的要求,统筹规划、规划,确保卫星应用能力全面提升。为此,以能力提升为主要目标,从体系建设的角度,推动卫星应用技术、装备和能力健康发展,为提升作战能力奠定基础。

1、科学构建技术体系,有效支撑装备发展

卫星应用技术是卫星应用装备建设和卫星应用能力形成的基础。针对作战能力要求,加强基础技术攻关,整合成熟技术,攻克关键技术,促进卫星应用装备综合发展。

(1)研究应用相关基础技术,为可持续稳定发展奠定坚实基础

“坚持创新发展”为卫星应用相关基础技术研发提供了契机。同时,运行需求促进了基础技术的发展,为卫星应用设备的运行效能提供了强有力的技术支撑。基础技术以数学、物理、材料等为基础,包括先进的建模技术、高效准确的算法、计算机技术集成以及近年来发展起来的大数据和云技术。这些技术的研究需要大量的投入,但在短期甚至长期内都没有效果。需要国家在资源和政策上的支持,实现基础技术的可持续发展,支撑卫星应用关键技术的深入研究。为卫星应用设备系统稳定发展奠定基础。

(2)战术应用装备技术研究推动应用装备全面普及

战术是进行作战的方法,装备是用于支持作战行动的武器、武器系统和电子信息系统的统称。战术和装备是构成作战行动的基本要素,它们伴随着作战行动的全过程,共同决定着作战能力的强弱。卫星应用装备是武器装备体系战斗力形成的关键,而卫星应用装备的战斗力需要聚焦最前沿的卫星应用技术。卫星应用设备的性能决定了空间信息保障能力的实际表现,而卫星应用技术决定了卫星应用设备的性能。深入研究卫星应用技术,推动卫星应用装备全面普及,快速提升空间信息保障能力,是保障作战行动的关键。

(3)满足联合作战军事需求的综合应用系统技术研究

立足当前实际技术水平,从多维度技术体系分析,综合考虑运行实际,通过顶层设计,形成统一的综合应用系统技术规范标准。综合应用系统技术研究要适应军事需求,顺应技术交叉融合趋势,聚焦关键技术创新。同时,有效评估关键技术成熟度和技术风险,降低各类技术风险,实现技术应用“软着陆”。统筹规划卫星综合应用技术整体发展,分步管理进度,不断采纳反馈,

(4)新型载荷应用技术研究实现快速响应联合作战

从作战需求角度,规划卫星有效载荷发展,突破快速响应新技术,大幅提升卫星有效载荷整体快速响应能力,支撑联合作战快速响应需求。开展新型卫星有效载荷应用技术研究。针对特定类型的任务载荷,与卫星平台集成商和用户全面开展联合设计,逐步建立和形成一整套卫星载荷技术研究标准和设计规范,引导快速发展。针对卫星有效载荷的发展,快速协同设计,

2、科学构建装备体系,有效推进能力建设

卫星应用装备建设必须以运行需要为依托,以卫星应用技术同步协调发展为支撑。卫星应用装备建设要有超前意识,注重协调同步发展,在卫星系统规划之初就启动相关技术研究,与卫星系统同步开展卫星应用装备研发建造。

(1)全面发展通用卫星应用设备,尽快实现设备的广泛普及

对各级指挥控制系统和作战单位,设计导航定位、通信传输、地形测绘、侦察预警、水文气象等基础卫星通用装备,部署大量配套作战力量。针对作战目标,特别是时间敏感目标,基本形成“基于空间信息保障的初步作战能力”。发展卫星应用装备必须符合标准化、模块化、小型化、通用化的要求,彻底消除不同作战力量之间单独规划开发卫星应用装备的局面,真正实现不同作战力量之间的卫星应用装备互联互通发展。互操作性和互操作性确保空间信息支持作战行动,有效提升作战能力。因此,通用卫星应用装备的综合开发是全面提升系统作战能力的基础。

(2)重点发展卫星专用应用装备,逐步形成系统作战能力

根据当前武器装备建设情况,结合精准打击“航母”等重要时效目标的作战需求,研制支持实施不同作战力量的综合卫星专用装备。精确打击是陆、海、空作战力量共同实施的系统性行动。通过重点建设不同作战力量的精确打击通用卫星应用装备,提高了精确打击作战能力。但根据陆、海、空作战力量对精确打击行动的不同需求,应按照统一标准研制专用卫星应用装备,从而更有针对性地提高不同作战部队的精确打击能力。因此,重点发展卫星专用应用装备,是提高系统作战能力的有效保障。

什么是战场态势_美军战场通用态势图_战场态势感知系统

(3)支持辅助卫星应用设备开发,不断提升整体应用效率

无论是通用卫星应用设备还是专用卫星应用设备,不同作战部队的战斗力往往要依靠网络、数据链等相关基础设备的辅助,大大提高了卫星应用设备的效能。在作战过程中,如果军用卫星应用资源短缺,民用卫星应用设备可以作为军用卫星应用设备的有效补充。立足未来卫星应用设备发展,应重视辅助卫星应用设备的发展。只有辅助卫星应用装备同步发展,才能提升不同作战力量的整体战斗力。同时,要重视卫星应用装备军民融合发展。卫星应用装备军民融合发展提供制度保障。

3、科学构建能力体系,有效执行作战任务

卫星应用能力建设是一项复杂的系统工程,不仅关系到空间系统与装备建设和技术研发,还受到政策法规、作战原则、编制体系、和人才团队。因此,应从能力体系建设的角度做好顶层设计,努力全面提升卫星应用能力的整体发展水平。

(1)分析运行需求,指导卫星应用能力建设

需求牵引是武器装备研发建设的基本准则。准确把握卫星应用发展需求,是全面推进卫星应用装备建设和技术研发、提升卫星应用能力的重要前提。这不仅是增强情报保障针对性的需要,也是提高卫星应用前瞻性发展战略的基础。只有准确把握作战实际需要,才能科学谋划卫星应用能力建设,合理安排卫星应用技术研发,提前安排卫星应用设备部署,以高瞻远瞩地制定卫星应用发展战略。深入研究卫星应用装备建设和利用,摸清卫星应用装备部署范围、装备水平和应用效益的具体情况,形成科学合理的卫星应用能力体系,有效支撑作战行动。

(2)研究影响因素,理论引领整体协调提升

卫星应用能力发展的关键因素是卫星应用技术和装备的研发。同时必须认识到,卫星应用技术的研发和设备的运行效能会受到其他相关因素的影响和制约。从作战装备体系建设来看,卫星应用装备发展需要卫星有效载荷、计算机/通信网络等外部相关因素的同步协调;受维护和安全等因素的限制。因此,要充分发挥理论的引领作用。在发展卫星应用技术和装备的同时,要对影响卫星应用能力发挥的诸多因素进行初步研究,开展卫星应用装备作战保障作战理论研究,开展卫星应用装备建设。作战应用、训练和支持研究,通过教学、训练、训练和演习等多种方式,全面提高卫星应用能力。

(3)立足顶层规划,着力系统建设和统筹规划

信息战是系统与系统之间的对抗。在做好体系结构相关研究的基础上,做好顶层设计,从能力体系建设的角度规划卫星应用能力的长远发展。因此,需要统筹兼顾,结合当前和未来的运行需求以及相关技术和装备的未来发展,科学构建卫星应用能力体系。根据卫星应用能力体系结构,对卫星应用技术和卫星应用装备进行统筹规划,根据装备发展需要制定技术发展路线,并确保技术与设备的有效衔接;统筹考虑卫星应用装备和其他电子信息装备 不同类型卫星应用装备融合发展,主战装备和卫星应用装备配套建设,不同类型卫星应用装备同步协调发展,全面融合不同类型的卫星应用设备等。

五、结束语

空间信息在信息化联合作战中发挥了不可替代的作用,向世界充分展示了空间信息的优势,为提升作战能力提供了新视角。通过对国外卫星应用系统发展现状的深入研究,分析了空间信息在信息化联合作战中的具体应用,为深入发展空间信息保障力量对联合作战体系的贡献奠定了基础。 ,为加快卫星应用系统建设提供理论依据。支持。

本文转载自《飞弹》;原标题《国外卫星应用系统发展现状分析及启示》;

作者 | 孙胜志、裴春宝、侯艳;