西方軍事強(qiáng)國(guó)主要依賴尖端精準(zhǔn)的武器裝備來(lái)威懾和擊敗不對(duì)稱及勢(shì)均力敵的對(duì)手。要使這些武器裝備發(fā)揮效能，獲取精準(zhǔn)的目標(biāo)位置和狀態(tài)信息尤為重要。

當(dāng)追蹤“時(shí)間敏感”目標(biāo)時(shí)，需要迅速提供目標(biāo)位置與狀態(tài)信息，否則目標(biāo)會(huì)遷移。被定義為從“傳感器到射手”(STS)循環(huán)的過(guò)程即代表執(zhí)行攻擊的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程與情報(bào)、監(jiān)視、偵察和目標(biāo)獲取(ISTAR)裝備、信息處理、決策以及所涉及的武器系統(tǒng)息息相關(guān)。對(duì)于一支現(xiàn)代化的軍隊(duì)來(lái)說(shuō)，具備從戰(zhàn)術(shù)到戰(zhàn)略層面快速完成這一過(guò)程的各個(gè)階段的能力至關(guān)重要。

01從殺傷鏈到殺傷網(wǎng)

從“傳感器到射手”(STS)循環(huán)的過(guò)程有許多同義詞，其中最常見(jiàn)的是“殺傷鏈”。它定義了從目標(biāo)出現(xiàn)，經(jīng)過(guò)規(guī)劃和授權(quán)與目標(biāo)交戰(zhàn)的過(guò)程。傳統(tǒng)上，殺傷鏈反映了與該過(guò)程中各個(gè)要素相關(guān)的一組線性過(guò)程。然而，對(duì)于緊急請(qǐng)求或利用稍縱即逝的機(jī)會(huì)來(lái)說(shuō)，對(duì)每個(gè)目標(biāo)建立離散的殺傷鏈并不一定適合?，F(xiàn)代軍隊(duì)試圖通過(guò)簡(jiǎn)化的數(shù)據(jù)共享、更快的數(shù)據(jù)鏈、自動(dòng)化流程和并行任務(wù)來(lái)加速這一過(guò)程，從而形成一個(gè)“殺傷網(wǎng)”。其最終目標(biāo)是在幾秒鐘而不是幾分鐘或幾小時(shí)內(nèi)發(fā)動(dòng)攻擊。

對(duì)于一支要求精準(zhǔn)效果的軍隊(duì)，傳感器與效應(yīng)器一樣重要。通常改進(jìn)傳感器比升級(jí)武器更有助于提高打擊效率，因?yàn)楦倪M(jìn)傳感器和信息處理可以帶來(lái)更多的交戰(zhàn)機(jī)會(huì)，并提高成功交戰(zhàn)的可能性。這些改進(jìn)可能包括增加傳感器數(shù)量或種類以加強(qiáng)“傳感器到射手”系統(tǒng)，擴(kuò)大帶寬以提高信息傳輸?shù)乃俣群蜕疃纫约靶畔鬟f的質(zhì)量。創(chuàng)建由多個(gè)不同傳感器組成的“傳感器網(wǎng)絡(luò)”可以融合多個(gè)反饋信息，提高檢測(cè)隱藏目標(biāo)的概率并為射手提供更精準(zhǔn)的目標(biāo)信息。

傳感器通常與武器同地協(xié)作，形成緊密的傳感器到射手系統(tǒng)，但在其他情況下，傳感器、指揮與控制(C2)系統(tǒng)和射手是分布式的。在傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)，帶寬限制、電子攻擊和干擾會(huì)造成擁堵，從而延遲信息流處理。衛(wèi)星鏈路特別容易受到這些干擾?，F(xiàn)代網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)具有足夠的彈性足以抵御此類挑戰(zhàn)，并且經(jīng)常用于現(xiàn)代傳感器網(wǎng)絡(luò)。但是如果武器系統(tǒng)相互相對(duì)靠近，此類網(wǎng)絡(luò)可以提供一個(gè)“戰(zhàn)術(shù)云”，即使在面臨干擾時(shí)也能進(jìn)行通信。

無(wú)人機(jī)制造商AeroVironment推出了一個(gè)緊密結(jié)合的STS系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一架“美洲豹”3AE偵察無(wú)人機(jī)以及“彈簧刀”300游蕩彈藥組成。操作員可以使用“彈簧刀”300 STS套件在同一顯示器上監(jiān)控兩套系統(tǒng)，使他們能夠看到“美洲豹”3AE在攻擊前后的傳感器視圖，以及游蕩彈藥攝像頭在接近目標(biāo)時(shí)的反饋畫面。兩個(gè)系統(tǒng)的傳感器和數(shù)據(jù)鏈路旨在與同一控制單元上顯示的地圖視圖同步。這個(gè)簡(jiǎn)化過(guò)程加速了對(duì)監(jiān)視任務(wù)中遇到的時(shí)敏目標(biāo)的響應(yīng)。俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)雙方都采用了這種無(wú)人機(jī)獵殺交叉組合。

02簡(jiǎn)化流程

跨梯隊(duì)、領(lǐng)域和聯(lián)盟伙伴的流程要復(fù)雜得多。在烏克蘭發(fā)生的炮兵反擊任務(wù)就是一個(gè)典型的例子。在第一輪炮彈發(fā)射之前，火炮射擊遵循結(jié)構(gòu)化的、詳細(xì)的規(guī)劃和火力指揮流程。但對(duì)敵方炮兵目標(biāo)進(jìn)行反擊速度必須更快，因?yàn)槟繕?biāo)信息通常是“短時(shí)有效的”，尤其是當(dāng)目標(biāo)為移動(dòng)火箭發(fā)射器和自行火炮時(shí)。此類任務(wù)依靠各種傳感器，如聲學(xué)傳感器、雷達(dá)等來(lái)探測(cè)敵方火力，并使用計(jì)算機(jī)計(jì)算敵方火力軌跡并推斷敵方火力位置。因此，這個(gè)過(guò)程需要在敵人離開(kāi)火力陣地之前迅速完成。在火力壓制的STS鏈中，傳感器和射手均由師級(jí)或團(tuán)級(jí)的炮手操作，他們共享網(wǎng)絡(luò)、程序和信息格式，以快速處理信息并執(zhí)行反擊任務(wù)。

對(duì)于遠(yuǎn)距離攻擊，要想壓制敵方火力，需要更多的傳感器覆蓋更大的范圍。例如，應(yīng)對(duì)射程數(shù)百公里的彈道導(dǎo)彈需要通過(guò)更高級(jí)別的傳感器和情報(bào)來(lái)源獲取目標(biāo)信息，否則射手們可能無(wú)法獲得這些信息。美國(guó)陸軍計(jì)劃將部署在近地軌道(LEO)的稱為戰(zhàn)術(shù)空間層(TSL)的新型通信衛(wèi)星與戰(zhàn)術(shù)情報(bào)目標(biāo)訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)(TITAN)地面站整合在一起，以支持遠(yuǎn)距離情況下的縮短傳感器到射手鏈的需求。

另外，可以考慮將傳感器和信息系統(tǒng)進(jìn)行連接，但有可能冗長(zhǎng)且復(fù)雜。在戰(zhàn)術(shù)層面操作時(shí)，傳感器和射手共享單一通信層可以簡(jiǎn)化連接，同時(shí)可以利用自動(dòng)化來(lái)降低操作員的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。

加速STS循環(huán)需要改進(jìn)許多要素，但通常是要對(duì)層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行扁平化以及時(shí)清除現(xiàn)有流程中的障礙。另一個(gè)加速過(guò)程的手段則是機(jī)器對(duì)機(jī)器的連接，這在較低級(jí)別上容易實(shí)現(xiàn)，但在較高層次上實(shí)施此類解決方案更具有挑戰(zhàn)性，特別是在多國(guó)聯(lián)合行動(dòng)中，不同信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)化連接成為必要。有時(shí)，面對(duì)面的交流可能比自動(dòng)化更好地解決長(zhǎng)時(shí)間延誤的問(wèn)題。另外，其他一些解決方案涉及引入信息翻譯器，以簡(jiǎn)化不同計(jì)算系統(tǒng)之間的連接。一旦信息系統(tǒng)可以相互對(duì)話，就可以引入額外的增強(qiáng)功能，例如使用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能來(lái)處理大量的數(shù)據(jù)。

03連接所有傳感器和射手

在現(xiàn)代殺傷網(wǎng)中，傳感器可以將它們的信息上傳到“戰(zhàn)術(shù)云”，形成一個(gè)由許多傳感器和用戶共享的網(wǎng)絡(luò)，而不是將一個(gè)特定的傳感器與特定的用戶連接。為了最大限度地減少上傳的帶寬要求，可以使用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)傳輸信息進(jìn)行預(yù)處理，以便進(jìn)行自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)挖掘。優(yōu)先需要上傳的是包含時(shí)間敏感數(shù)據(jù)的事件，以及可能對(duì)某些用戶有意義的信息。進(jìn)一步的處理可以在云端完成，包括測(cè)量、態(tài)勢(shì)評(píng)估以及與其他傳感器的關(guān)聯(lián)，以生成決策過(guò)程中需要的額外信息。

美國(guó)國(guó)防部推行的聯(lián)合全域作戰(zhàn)指揮控制(JADC2)是殺傷網(wǎng)概念的體現(xiàn)，旨在提高互操作性和決策速度。盡管這樣的網(wǎng)絡(luò)在理論上很有前途，但它的實(shí)施過(guò)程很復(fù)雜，尤其是在陸地領(lǐng)域，而且無(wú)法保證其在競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中持續(xù)可靠運(yùn)行。因此，用戶應(yīng)該保留能夠處理某些情況的能力，例如在JADC2的一部分被拒絕或降級(jí)，同時(shí)部隊(duì)需要以孤立的方式行動(dòng)時(shí)。

美國(guó)陸軍一直在年度多維“項(xiàng)目融合”(PC)演習(xí)中測(cè)試JADC2，將來(lái)自陸軍、空軍、海軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)和太空部隊(duì)的系統(tǒng)與能力進(jìn)行結(jié)合。2021年的演習(xí)(PC21)將多個(gè)情報(bào)、監(jiān)視和偵察(ISR)及武器平臺(tái)融合到陸軍殺傷網(wǎng)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，以生成詳細(xì)的實(shí)時(shí)通用作戰(zhàn)圖(COP)。這一努力依賴于110項(xiàng)新技術(shù)和概念才得以實(shí)現(xiàn)。

基于未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的需求以及“多域作戰(zhàn)”理念，美國(guó)陸軍提出了多域特遣部隊(duì)的概念，其作為戰(zhàn)區(qū)級(jí)的多域機(jī)動(dòng)單元，將使遠(yuǎn)程精確效果（LRPE）與遠(yuǎn)程精確打擊（LRPF）同步，并對(duì)部隊(duì)內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)施分布式控制，以提高生存能力。美國(guó)陸軍的第一個(gè)多域特遣部隊(duì)于2017年在華盛頓州的劉易斯-麥科德聯(lián)合基地（Lewis-McChord）成立,重點(diǎn)部署在印太地區(qū)。第二個(gè)多域特遣部隊(duì)于2021年9月在德國(guó)威斯巴登美國(guó)基地（US Army Garrison Wiesbaden）建立，重點(diǎn)放在歐洲。陸軍計(jì)劃于2023年在夏威夷的斯科菲爾德軍營(yíng)啟動(dòng)其第三個(gè)多域特遣部隊(duì)，希望該部隊(duì)為聯(lián)合部隊(duì)提供更多跨越印太地區(qū)的戰(zhàn)場(chǎng)選擇。據(jù)悉，陸軍還計(jì)劃建立兩支多域特遣部隊(duì)，其中一支預(yù)計(jì)以北極為重點(diǎn)，另一支則用于全球快速機(jī)動(dòng)。在PC21中，美國(guó)陸軍采用了計(jì)劃中的5臺(tái)作戰(zhàn)云服務(wù)器中的第一臺(tái)用于多域特遣部隊(duì)的作戰(zhàn)框架。每個(gè)作戰(zhàn)云服務(wù)器都能通過(guò)衛(wèi)星鏈路處理一個(gè)完整的傳感器到射手系統(tǒng)，并且計(jì)劃為陸軍的5個(gè)多域特遣部隊(duì)各部署一個(gè)服務(wù)器。每個(gè)多域特遣部隊(duì)云服務(wù)器運(yùn)行四個(gè)AI程序來(lái)自動(dòng)化殺傷網(wǎng),稱為“造雨者”（RAINMAKER）、“普羅莫修斯”（PROMETHEUS）、“暴風(fēng)雪”（FIRESTORM）和同步高光速瞄準(zhǔn)器（SHOT）。

04殺傷網(wǎng)四程序

在PC21上,RAINMAKER通過(guò)衛(wèi)星鏈路將15個(gè)傳感器和19個(gè)武器系統(tǒng)連接到作戰(zhàn)云。RAINMAKER翻譯來(lái)自不同來(lái)源的數(shù)據(jù)，每個(gè)來(lái)源都有自己的“語(yǔ)言”。在PC21演習(xí)中，作為演習(xí)的一部分，RAINMAKER還面臨著電子干擾、定位、導(dǎo)航和授時(shí)(PNT)數(shù)據(jù)的欺騙等模擬挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，RAINMAKER在射頻(RF)鏈路上實(shí)施了新的抗干擾波形，以尋求開(kāi)放的通訊信道，重構(gòu)網(wǎng)絡(luò)并保證傳感器的信息輸送。

程序一：PROMETHEUS的任務(wù)是在RAINMAKER從ISR平臺(tái)提供的傳感器輸送信息中尋找威脅和目標(biāo)。

程序二：一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，它們就會(huì)被交給“多域作戰(zhàn)中優(yōu)化響應(yīng)的火力同步”(FIRESTORM)程序。其工作原理是根據(jù)連接到系統(tǒng)的每個(gè)射手的位置和狀態(tài)，將最佳“射手”與最合適的目標(biāo)相匹配。

程序三：對(duì)于每個(gè)目標(biāo)，F(xiàn)IRESTORM向戰(zhàn)場(chǎng)指揮官提出幾十個(gè)“傳感器-目標(biāo)-武器”射擊方案。一旦做出選擇，它就會(huì)被發(fā)送到同步高速瞄準(zhǔn)器（SHOT）程序中執(zhí)行。

程序四：隨著被選中的武器在幾秒鐘內(nèi)收到開(kāi)火或發(fā)射的命令，所有與該任務(wù)相關(guān)的其他射手都被安排執(zhí)行其他不同的任務(wù)。這時(shí)，PROMETHEUS接手執(zhí)行戰(zhàn)損評(píng)估。

依次完成復(fù)雜的四個(gè)程序的整個(gè)過(guò)程只需要幾秒鐘。

05新的STS功能

在以色列醞釀的另一個(gè)傳感器到射手的概念是“風(fēng)暴云”的發(fā)展。2022年8月3日，在哈特佐爾（Hatzor）空軍基地啟動(dòng)的第144中隊(duì)是這個(gè)概念的一個(gè)組成部分。這支新部隊(duì)將操作Aeronautics公司的ORBITER 4無(wú)人機(jī)，為以色列國(guó)防軍（IDF）的“風(fēng)暴云”計(jì)劃提供空中ISR。這個(gè)雄心勃勃的系統(tǒng)是一個(gè)全面的、自動(dòng)化的廣域監(jiān)視、目標(biāo)獲取和自動(dòng)化情報(bào)處理系統(tǒng)的一部分，旨在增強(qiáng)小型獨(dú)立部隊(duì)的作戰(zhàn)能力。

傳感器、戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)、武器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)使它們成為分布式“傳感器到射手”系統(tǒng)的一部分。拉斐爾公司的FIRE WEAVER是一個(gè)傳感器到射手系統(tǒng)，旨在為營(yíng)級(jí)戰(zhàn)術(shù)編隊(duì)服務(wù)。拉斐爾公司最近為SPIKE NLOS推出了一個(gè)傳感器到射手的系統(tǒng)，稱為SPIKE NLOS任務(wù)工作組（SPIKE NMT）。該系統(tǒng)將ORBITER-4無(wú)人機(jī)上的攝像傳感器和拉斐爾BNET軟件定義的無(wú)線電與FIRE WEAVER系統(tǒng)整合在一起。該系統(tǒng)采用了SPIKE NLOS第六代導(dǎo)彈，可安裝在陸地平臺(tái)上，射程為32公里，或安裝在直升機(jī)上，射程為50公里。

傳感器到射手系統(tǒng)為軍隊(duì)在日益復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)上保持進(jìn)步提供了一種很有希望的手段。然而，許多創(chuàng)業(yè)公司的經(jīng)驗(yàn)表明，成功實(shí)施并贏得用戶的關(guān)鍵是采取簡(jiǎn)單的小步驟。對(duì)機(jī)器來(lái)說(shuō)，瀏覽龐大而超復(fù)雜的系統(tǒng)可能是很簡(jiǎn)單的過(guò)程，但在戰(zhàn)場(chǎng)上，人類操作員的權(quán)限必須放在第一位。