袁超步项禹 张霖李正超王帆
（北京机电工程总体设计部，北京 100854）
DOI：10.16358/j.issn.1009-1300.20230536
【引用格式】袁超,步项禹,张霖,等.美军联合全域指挥与控制发展分析及启示[J].战术导弹技术,2023(6):134-141.
摘 要针对现有的指挥控制架构难以满足联合全域作战的要求，以及为解决信息不互通问题，美国国防部倾力打造新型联合作战指挥方式，即联合全域指挥与控制（JADC2）。分析了JADC2的核心能力开发和关键技术应用，以及存在的主要问题。研究了JADC2与太空的融合发展，JADC2可依托卫星互联，实现“从传感器到射手”的作战能力构想。随着太空能力的发展布局，JADC2可将各类情报、监视与侦察（ISR）平台、指挥控制平台、打击平台和作战管理平台连接起来，形成全平台同步决策优势和全流程敏捷响应优势，将为未来美军实施联合作战提供强大支撑。
关键词联合全域作战；联合全域指挥与控制；先进作战管理系统；融合计划；超越计划；太空；全流程
1 引 言
为维持军事力量的全球霸主地位，美国相继开发新的作战概念，分布式作战、马赛克战、联合全域作战等，最终目标是建立一种跨域联合的全域作战部队，确保信息优势，进而掌握战场主动。联合全域作战（Joint All-Domain Operation，JADO）是美军继多域作战之后提出的作战概念，旨在陆、海、空、太空和网络空间的所有五个战争领域展开新型的协同作战 ［1］。美军认为，现有的指挥控制架构不足以满足联合全域作战的要求，为此美国国防部正在对军队指挥方法实施现代化改造，希望利用人工智能和网络技术、军事协议以及无缝指挥控制来提升美军的作战效能。联合全域指挥与控制（Joint All-Domain Command and Control，JADC2）就是美国国防部为此倾力打造的新型联合作战指挥方式。联合全域指挥与控制能够大幅提升信息优势和战场控制力，通过跨域无缝地指挥控制实现高效的进攻和防御，实现对敌降维打击。自JADC2提出以来，美军从各层面积极推进实施，现已实现部分关键技术部署。本文分析美JADC2的现状及存在的主要问题，为未来作战样式研究提供借鉴参考。
2 JADC2概述
传统上，美国各军种指挥控制系统相互独立，不同领域的武器平台，甚至同一领域的武器平台之间仍未完全实现信息连通，各军种之间缺乏简便安全的数据共享机制。美国之前推动联合作战条令，然而因条件、技术和军种壁垒没有成功。在原有基础上，美军于2019年提出JADC2，旨在创建一种将空军、陆军、海军、太空军各军种大量传感器与武器系统相联结的“物联网”，借助自动化与人工智能、云环境与新通信方式来改进决策 ［2］。根据美国空军作战综合能力（AFWIC）办公室的定义，JADC2是指将来自全域至所有部队的分布式传感器、射手和数据相连接，通过在规模、速度和各层级的分布式任务指挥实现指挥官的意图。美国军方将JADC2描述为一种通信架构、一种数据共享方法、一种作战概念或一种决策工具，说法不一。综合来看，美国希望JADC2能够带来更快捷、更优质的决策效果：一方面为联合部队提供一个共享情报、监测和侦察数据的云环境，使这些数据可以跨多个通信网络传输，从而促成更快决策；另一方面收集来自大量传感器的数据，通过人工智能算法处理数据确定目标，然后做出最优化的打击选项建议，从而达到更好的作战效果。在美国国防部高层强力推进与各军种通力配合下，依托技术进步和持续创新，美军联合全域指挥控制体系进展超乎预期，JADC2构想了一种跨所有域、司令部和军种连接传感器与射手的统一网络，畅通无阻地传递可直接服务于行动的数据。JADC2以硬件的算力为基础，并利用人工智能（AL）和机器学习（ML）能力实现决策优势，管理并利用各类数据 ［ 3-4］。JADC2概念图如图1所示。
▲ 图1 JADC2概念图▲ Fig.1 Concept of JADC2
3 JADC2概念支撑项目
当前，美国国防部重点推进JADC2核心能力开发和关键技术应用。国防部层面，DARPA等开展了相关技术研究；军种层面，空军被指定为JADC2开发的执行代理，已经确立了先进作战管理系统（AMBS）项目。海军启动了“超越计划”（Project Overmatch），以开发与JADC2概念匹配的新的舰队网络体系架构，支持分布式海上作战。陆军通过“融合计划”（Project Convergence）开展JADC2试验，演示使用联合和联盟网络访问和共享目标信息的能力 ［ 5-6］。JADC2概念支撑项目如表1所示。
▼ 表1 JADC2概念支撑项目▼ Table 1 Support project of JADC2 concept
3.1 空军先进作战管理系统（ABMS）
美国国防部和联合参谋部指定空军作为JADC2技术开发的执行机构。空军依托ABMS，主导JADC2发展。空军ABMS项目旨在解决空中、陆地、海洋、太空和网络领域的互操作性和信息共享问题，将加速推进JADC2的技术开发、集成、转化和部署。空军AMBS项目将替代联合监视目标攻击雷达系统，通过创建军事物联网，可连接“下一代空战主宰”（NGAD）力量，还可拓展到陆、海、天、网络、电磁等其他作战域和军种的所有作战单元，将联合部队整合成一个整体作战网络，最终将任一传感器实时地连接到战场上的任一射手，实现“以平台为中心”向“以网络为中心”转型。空军对ABMS的设想如图2所示。
▲ 图2 先进作战管理系统愿景▲ Fig.2 Vision of ABMS
空军确定了使ABMS成为现实的四个关键因素：传感器、先进网络、决策、效果的交付。
（1）传感器
传感器被设想为一个传感器网络，收集大量与平台无关的、全领域的数据，以获得并保持决策优势。感应网络与平台无关，无论是何种平台产生的数据（可能是一架情报、监视和侦察飞机、一艘海军舰艇或一个社交媒体账户），传感器将由国防部平台、愿意合作的国家和相关的商业来源组成。
（2）先进网络
JADC2需要构建灵活和弹性网络，以便在所有组件和领域中实时传输数据，网络在复杂和操作有限的环境中运行。网络传输与数据同样重要，如果来自所有领域、部门和伙伴国家的节点要共享战争相关信息，数据需以一种方式结构化，使其普遍兼容。
（3）决策
决策要素依赖于人机合作，对传感器收集的大量数据进行分类，并以一种使决策更容易的方式呈现。JADC2设想依靠人工智能和机器学习实现这一过程，如绘制实时作战顺序或匹配配备优化武器的动能平台，以消灭动态的目标。JADC2设想全球和所有领域的共同作战图景，与共同情报图景相融合，以便在支持或执行战斗的所有梯队中实现快速决策和整合。
（4）效果
效果的目标是将正确的武器与正确的目标相互匹配。在全领域的环境中，正确的平台和武器可能是网络、空中、海上、地面火力，或任何从效果角度看最正确的装备，以及任何在通信连接状态下易得的资产。为使JADC2发挥作用，存在利用其他领域、部门和伙伴的能力的任务授权。在冲突前建立任务型命令来实现授权，任务授权需要考虑如何在战争的作战层面上控制所有领域的能力 ［7］。
3.2 海军“超越计划”
2020年10月初，美国海军作战部长吉尔德海军上将签署了2份备忘录，指示启动“超越计划”相关工作。“超越计划”旨在利用最新的数字技术，如先进的人工智能、机器学习以及信息和组网技术，提高全球舰队的战备水平，并通过海军作战架构（Naval Operational Architecture，NOA）将有人和无人平台、武器和传感器连接在一起，打造更具杀伤力、互联能力更强的未来舰队，以此支持美海军和海军陆战队的分布式海上作战（DMO）概念，乃至美军全军层面的JADC2构想。
“超越计划”采取类似于美国海军发展核能和“宙斯盾”系统的工程和开发方法，主要目标是使美国海军能够在海上集结，无论距离远近，无论位于哪条坐标轴、处于哪个作战域，都能提供同步化的杀伤和非杀伤效果。“超越计划”旨在着手交付海军作战架构。未来该架构部署后，美国海军可通过集成网络基础设施、数据和分析工具，建立和维持海上控制，进而在战斗中形成决策优势。海军作战架构包括四个主要部分：“超越计划”网络、数据标准和格式、作战管理辅助设备及其他工具、云计算和边缘计算基础设施。美海军计划2030年前完成该体系架构开发。
3.3 陆军“融合计划”
“融合计划”是陆军的核心，旨在积极推进和整合陆军对联合部队的贡献，确保了陆军在联合战斗中能够快速、持续地聚合空中、陆地、海洋、太空和网络空间等所有领域的影响，以在竞争和冲突中超越对手。“融合计划”的灵感来自于美国陆军六大事项中的下一代战斗车辆现代化装备，该装备将自动目标识别与未来的战斗车辆结合在一起 ［8］。
“融合计划”有助于确保陆军合理配备适当的人员和适当的系统，以支持联合作战。“融合计划”是围绕五个核心组件涉及的：（1）人：军队一切的基础。陆军确保以合适的角色、合适的技能和培训来招募合适的人员，以成功完成复杂的未来任务。（2）武器系统：陆军的物资现代化工作为士兵提供了所需的武器系统，使它们成为世界上最致命和最有效的部队。（3）指挥与控制：对于日渐加快的节奏和复杂的未来战斗，陆军需要正确的指挥与控制系统。这些系统包括集成战术网络、指挥中心计算环境以及集成的防空和导弹防御作战指挥系统。（4）信息：“融合计划”可开发合适的数据支持器，以便士兵可以指挥和控制。人工智能和机器学习增强了“融合计划”的功能，可在需要时加快过程，使其更加准确，并帮助陆军在传感器和射击者之间实现理想配对。（5）地形：正确配置正确武器、指挥和控制系统以及数据启用装置，提供通道以便联合部队能够战斗并获胜。
3.4 其他项目
JADC2依赖于5G和人工智能等通用技术的发展。
（1）5G聚焦于提高JADC2网络安全和自主能力。2020年12月9日，美国国会研究处报告《联合全域指挥与控制》提出，国防部计划使用5G技术来实现JADC2。2023年7月，《5G和边缘计算：美国国防部和JADC2的未来》研究报告发布，“以5G技术开发监视和态势感知技术，将把分散的网络组合成一个单一的网络。 ［9］”
（2）“联合全域作战软件”（JAWS）等项目聚焦提高杀伤网的效用和决策辅助能力。2020年4月3日，DARPA自适应能力办公室发布“联合全域作战软件”（JAWS）项目公告，旨在为联合部队指挥官等开发战区级联合全域作战软件套件。2022年，DARPA向雷锡恩公司授予一份价值1860万美元的合同，用于在2023年10月前完成JAWS计划的第二阶段工作，实现战区级作战规划能力。STR公司计划在2024年8月前完成JAWS项目的第三阶段任务，实现软件的协调服务、预测分析和用户界面等功能。
（3）DARPA公布了与陆军和空军合作开展的“用于快速战术执行的空域全面感知”（ASTARTE）项目，目标是在高度拥挤的未来战场中实现高效的空域作战并消除友军之间的空域活动冲突。ASTARTE项目于2021年1月启动，该项目分为三个阶段。第一阶段是组件技术开发，持续时间14个月，开发空域战术自动化系统。第二阶段是虚拟实验，持续时间14个月，虚拟测试联合军事空域管理系统进行建模和虚拟化。第三阶段是现场实验，预计人工智能工具将在2024年上半年进行现场测试，以帮助在全域作战中消除冲突。
（4）“异构电子系统技术集成工具链”等项目着重实现异构系统通信或集成。DARPA的异构电子系统技术集成工具链是一种快速的软件集成工具，可自动生成代码，实现异构系统通信/集成，近年对相关技术进行测试评估。
4 对JADC2概念的研判
（1）联合作战本身存在固有缺陷，需要打通各操作平台和系统。
JADC2从根本上依靠通信和网络来控制、提取和分发任务相关的时间敏感信息，以战胜对手。未来的冲突将包括试图破坏对JADC2至关重要的信息系统，因此迫切需要进行军事演习、作战分析、测试和评估，以整合现实世界的网络和通信，以有效支持作战概念、能力和计划的发展。其次，JADC2是用来同时指挥多个领域的部队，必须将各种不同类型的部队连接在一起。而美军目前拥有多种通信系统，每个系统都使用不同的无线电频率、标准和数据链路，这些系统往往不能相互连通。另外，将来盟友和合作伙伴的加入也增加了系统之间互联互通的难度。
针对各军种之间互联互通不匹配的问题，美军提出通过三种方式来解决。一是使用可以兼容多种协议和安全级别的通信网关，以实现通信。这种方式允许信息共享，可能会降低开发成本，因为网关可以是飞机/舰艇/地面系统的一个子系统，可能会比较快地投入使用。二是为全军统一采购新的通信设备，但可能需要大量的投资，并且新设备和系统的部署可能会延期。三是开发软件来创建网络。与其他互联互通解决方案相比，这种方式更加模块化。它的一个主要风险是技术上的不成熟，以及如何适应和处理网络中不同保密等级的信息。
（2）JADC2大量采用新技术带来新问题和新挑战，或许造成系统冗余和资源浪费。
为了将来自全域内所有部队的分布式传感器、射手和数据相连接，JADC2试图在一个统一的平台上整合所有的传感器，所要求的通信网络必须具备在恶劣环境中的通信能力，包括三种能力：高数据吞吐量、低延迟以及强大的抗干扰能力。JADC2所带来的海量数据超出了人脑的处理能力，为满足新的军事技术兴起，如人工智能、战术数据链和对手日益强大的电子战能力等，给未来的系统带来了明显的挑战。一是人工智能的应用将会带来很多问题：人工智能在决策中的作用程度；在使用致命武器时，人类的判断力需要发挥的作用；用于人工智能算法协助决策的数据的安全性方式；保护云环境中的数据，以防止对手操纵的方式；防止对手的入侵需要采取的安全措施等。二是人工智能和信息操作需要传输大量数据，以实现预测性分析，并使指挥官准确认知战场空间。数据链对高数据量、延迟性、抗干扰性有高要求，特别是对于巡航导弹和飞机等快速移动的系统。目前应用的5G技术可以提供高数据吞吐量和低延迟，但易受到对手的干扰。而依赖卫星的全网络指挥、控制与通信（FNC3）可以提供很强的抗干扰性，但延迟将会增加。因此，为满足JADC2要求，可能需要建立复杂的指挥控制系统网络，并开发多套全新的技术应用体系。而各军种已采办数十年的老装备，不能充分利用新技术；支持未来指挥控制的支撑架构尚未建立，还需进一步成熟化，或许将造成经费和精力的浪费等。
（3）JADC2带来军队结构和协调行动的变化，未来美联合参谋部任务艰巨。
面对JADC2新型作战概念，每个军种都将被迫改变其训练、组织和装备部队的方式。例如，海军陆战队已经宣布放弃自己手中的主战坦克，并将资金重新投入到其他更适合未来作战环境的项目中。同样，海军未来的舰艇数量和类型也将受到影响。部队结构变化的另一个方面是现役和预备役部队的能力平衡。预备役部队将如何应对JADC2所带来的对于全体作战人员的极高素质要求。
联合参谋部虽然是国防部JADC2工作的主要协调者，但如前所述，目前各军种和一些国防部下属机构都在各自开发相关项目，随着规模的扩大和军种间交互融合的要求越来越高，项目组织与协调的复杂度急剧上升。例如，美国陆军的领导人已经公开对ABMS表示疑问：“在ABMS中，空军正在开发一个可能对连接几千架飞机很有效的系统，但同样的系统可能对连接地面上几十万士兵（和他们的设备）并不有效。这实际上提示了JADC2这样的跨军种项目所面临的最大风险。”美国国会已经关注到这个问题，并建议建立国防部的项目办公室（如F-35联合项目办公室）来集中管理相关的大规模工作，重点针对项目管理、网络架构开发和财务管理这三大主要方面。
5 JADC2概念与太空的融合
2019年，美太空发展局发布了“下一代太空体系”架构的信息征询书，旨在形成快速开发和部署以低地球轨道（LEO）卫星为主的新型太空架构，提供弹性、灵活和敏捷的军事传感与数据传输能力。2022年10月，米切尔航空航天研究所发布报告《不可或缺的领域：太空在JADC2中的关键作用》，太空域证明可以实现从广泛的多域传感器收集数据，快速传输处理的能力 ［10］。太空是终极制高点，传感器、处理能力和指控专业技术连接在一起，是实现JADC2愿景的关键基石。随着卫星的大规模部署应用，在未来具备解决JADC2中部分技术壁垒的条件，支撑JADC2中五个元素的有效应用。主要有以下三个方面：
（1）JADC2可以依托分布式卫星互联，实现“从传感器到射手”的作战能力构想。
美国国防部下属各个军种、作战司令部和机构开发的多个指挥控制网络。“下一代太空体系”架构的功能包括全天时全天候监控时敏目标，灵活、快速地收集、处理和分配信息，依靠其高度的自主性和网络弹性，能够同时监测多个地理区域并且能够覆盖全球，针对高超声速飞行器等先进天基目标的全程目标探测、跟踪与指示，显著提高美军的态势感知和情报、监视与侦察能力。随着日益复杂的分布式卫星通信网络的激增，聚焦传感器数据的太空快速传输能力变得至关重要。卫星可以解决JADC2中的通信问题：一是对抗电磁战干扰，激光通信对干扰的抵抗力更强；二是低时延高速率传输，通信能力可达每秒千兆比特级；三是高数据吞吐量。高数量卫星组成的传输层星座将作为“骨干”通信网络，最终美军及国防部所有的指挥和控制（C2）系统都将链接到该网络，以实现JADC2 ［7］。太空与武器装备（飞机/舰艇/地面系统）、指挥控制中心、网络节点等互联互通，打破了各军种之间多个指挥控制网络之间的通信问题。JADC2建立一个全平台的指挥控制网络，依托低轨卫星星座与各预警侦察系统、火力打击系统互联，实现“从传感器到射手”。
（2）“下一代太空体系”弹性组网能力强，可解决JADC2系统冗余和资源浪费。
JADC2在发展过程中不断融合新技术，尤其是人工智能技术，提供基于人工智能的战场管理、指挥、控制与通信，包括智能自主任务规划、数据处理、加密分发等。在未来战场中，作战体系向智能化方向快速发展，无人集群作战将成为未来作战的重要形式。无人集群通过自组织协同算法，实施广域分布式多点多向突击，对传统防御系统提出挑战。然而，一旦其通信链路被干扰或控制系统入侵，武器装备体系也有可能全军覆没。“下一代太空体系”具有通信带宽大、效率高、速度快、延时短、弹性组网能力强的特点，有望成为美国JADC2的“天基大脑”，凭借数据处理优势形成“天基”云计算平台，使其摆脱陆基通信系统的限制，不再受山地、海洋等地形及不良天气的影响，增强天基信息支援JADC2作战的时效性和便捷性。
（3）依靠“下一代太空体系”，太空军或可成为JADC2的主要管理部门。
随着更多卫星的部署，美联合参谋部或可将太空军作为JADC2的主要管理部门，各军种之间跨域式互联的程度可相应减弱，陆军、海军、空军等组织和装备部队分别与太空军的卫星互联，由卫星进行战场信息传输和管理。由于卫星数量多、多层轨道的优势，各军种的装备可以加装天基互联装置，各平台和武器从太空接收和发送数据，太空成为未来战场中的数据中心。美国太空军确保负有监督整个JADC2系统集成的主要责任，该权限应包括边界要求和建立标准，以将机器学习、光通信、网络和加密安全、软件定义网络以及JADC2的分布式计算能力整合到整个国防部。同时太空军必须不断转变管理模式，从作战服务的推动者和提供者转变为战争的创造者，与其他军种作战人员配合，发展训练、测试JADC2的能力，支持卫星和地面平台之间通信的开放架构。
6 启示及建议
（1）不断提高战场节奏及实时决策响应能力。
未来战场不仅仅是多个作战域的作战要素和能力的简单叠加，可实现对各类力量进行快速灵活地编组。需要加强作战资源的补给能力，以确保作战的稳定性和实时性。在高强度体系对抗下，战场节奏不断加快，战争部署的时间将大大压缩，各要素之间高效运行、有效释能，依托先进的通信网络在任意指挥中心和装备之间建立联系，从而形成无数可能的作战组合及对应作战方案，建立动态杀伤网络。
（2）推进武器装备发展，以人工智能等关键技术赋能作战体系。
随着新概念和新技术的出现，人工智能、大数据、云计算等新技术在军事中的应用将不断增长，如提升武器系统对来自航空航天预警和导弹预警系统的数据处理速度、人机混合智能的指挥控制系统用于提高整体态势感知和对危险目标的识别能力等。人工智能等先进技术的应用方向将越来越广，组成分布协同、跨域融合的指挥控制系统，对各个军种的装备、平台及系统进行整合，以此实现作战力量跨域集成、作战体系灵活构建、作战样式复杂多变。
（3）提升太空干扰能力，以软杀伤方式应对JADC2的“天基大脑”。
“下一代太空体系”将深刻影响着一场战争走向，乃至决定最后的战场局势，对JADC2发挥决定性作用。由于“下一代太空体系”数量多、分布广的特点，相较于破坏性的反卫星技术，需要用效费比更高的软杀伤手段实现反卫星的目的，通过干扰、欺骗、网络攻击等方式使对方卫星失去作战效能。主动谋势，针对性地尝试和革新作战手段，寻找破解低轨道卫星系统薄弱点，取得战争主动权。
7 结束语
美大力推行的“联合全域作战”，前提是通过强大的导航定位与信息联通能力，将陆、海、空、天等作战装备联成一体，未来指挥控制能力的预期目标是实现从战术到战略层级的快速准确决策。在当前的技术条件下，JADC2理论上具备实现的条件，但是在工程技术和组织管理上还面临着极大的挑战和风险。随着太空能力的发展布局，将为未来美军实施联合作战提供强大支撑，JADC2将各类ISR平台、指挥控制平台、打击平台和作战管理平台连接起来，形成全平台同步决策优势和全流程敏捷响应优势，对此应积极做好相关对策防范。
本文来源：《战术导弹技术》2023年第6期
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