美国陆军近期动态:开发无GPS情况下的多模持续定位导航授时能力关注雷达、电子战、信号情报和通信多功能可重构射频与微波设备…

  原标题:美国陆军近期动态:开发无GPS情况下的多模持续定位导航授时能力,关注雷达、电子战、信号情报和通信多功能可重构射频与微波设备…

  据C4ISRNET网站10月16日报道,美国陆军目前正谋求为部队提供一种无GPS情况下的定位、导航和授时能力,为此正在开发一种即插即用传感器开放式体系系统。

  GPS现在已成为美国陆军作战时必不可少的工具之一,因而它也成为敌人的主要攻击目标。于是美国陆军准备开发一种在战术计算机上使用模块化软硬件的潜在PNT解决方案。它将是一种传感器融合过滤器,可将任何传感器连接到过滤器上,过滤器了解是什么传感器、是什么数据及如何将之整合到单一PNT方案中。

  初步测试期间,美陆军将开发一种可将GPS和惯性测量单元组合在一起的开放式框架。未来,该系统还将纳入可用于视觉辅助导航的摄像机以及其他有助于确定位置和方向的传感器。

  驱动系统间链路的软件名为Scorpion,由美国陆军和美空军技术学院联合开发,也是美国国防部长办公室PNT开放式系统体系计划的组成部分。采用开放式体系接口更便于战场士兵在多个PNT系统间快速切换。如果车上已经有了其他用途的传感器,比如摄像头,士兵们只需插入该设备就能够适用于导航定位用途,而不必另外添加摄像机或任何其他独立系统,使用现成传感器即可。

  同样,采用开放式体系解决方案也更便于导航定位服务整合未来PNT系统和解决方案,意味着士兵能更快插入新技术。

  系统研发人员称,他们正在努力开发一种让集成更简单的软件解决方案。最近的一次测试中,研发人员用一台小计算机连接一个GPS单元,模拟了一次GPS故障的情况,此时,该原型软件让系统自动配置了另一个GPS单元并上线。甚至不需要一台功能强大的计算机,笔记本就行了。

  系统开发团队还在研究一种“智能线缆”,它是一种有助于实现这些连接的接口,也是基于开放式体系设计。

  测试表明,该系统在GPS出现故障时可将PNT功能切换至惯性测量单元。目前所有测试都是在商用平台上进行的。规划人员称,下一步开发将在军用平台上测试即插即用能力,显示全功能导航系统在陆军实际平台上表现如何。

  如果美陆军能成功开发了一种开放式即插即用PNT资产环境,将会对战场产生重大影响。这将是一种范式的变化。意味着可以实时适应态势。

  这种能力上的转变将让美军在GPS受挑战的环境下具备重大战术优势,可增强美军的灵活性,使之可满足各种作战场景的要求。每个平台、每次任务都可依据需求量身定做导航传感器。这也让敌人无法搞清平台上到底采用哪种传感器。

  这点在敌人将GPS视为潜在弱点时至关重要。研发人员的任务是提供无论GPS能用与否都能发挥作用的新一代陆军平台,无论GPS环境如何都能随时提供PNT能力。

  据军事宇航网站10月16日报道,美国陆军射频和微波研究人员正就可实现雷达、电子战(EW)、信号情报(SIGINT)和通信功能快速切换的可重构多功能系统技术进行企业调研。

  最近,美陆军合同司令部代表美陆军通信电子研发工程中心(CERDEC)发布了可重构多功能系统能力项目信息征询书(W56KGU-18-X-0002)。

  CERDEC的研究人员要求业界、大学和实验室提供关于可支持雷达、电子战、SIGINT和通信的可重构多功能系统能力、软硬件以及系统方面相关信息,包括已列装系统。他们感兴趣的是实验室里已达到构件和试验板验证阶段的技术、软硬件和系统。CERDEC的专家们同时也希望能提供尚在开发中但在早期实验中已显露出光明前景的新兴技术、软硬件和系统。

  如果可能,陆军研究人员也想开发并演示可针对当前和新兴威胁与目标实现多功能运作的系统和使能技术。着重关注这些技术的机构是CERDEC雷达系统识别(RSID)分部下的雷达技术分析部。

  美国陆军研究人员正在探索能为战场感知和部队防护提供所需行动情报、准确及时侦察以及监视和目标捕获功能的系统和技术。

  可重构多功能射频和微波技术能提供雷达、电子战、SIGINT和通信功能,并可根据不同的紧要军事任务需求和威胁在这些功能间快速切换。这种设备可适应不一样条件和工作模式,收集最有价值的可用射频频谱信息。这种设备可能会使用可重编程射频和微波构件以及信号处理器件,如可迅速改变模式和能力的FPGA。它还可能使用其他技术,包括可自主学习怎么样采集最有价值信息的新软件算法。采用三维融合之类的技术让这些软硬件构件可能与各类射频和微波发射机和接收机接口。

  可重构能力还能使用户针对多种射频频段优化这一技术。这样,系统就能对复杂射频信号进行实时分析,迅速为作战人员提供可行动信息。

  一个能自动切换模式的射频和微波系统可同时执行雷达、电子战、SIGINT和通信功能,或根据任务需求和紧急状况迅速在这些功能中做出选择。

  据防务系统网站10月19日报道,美国陆军近期正在开发一种能够更精确有效发动进攻性无人机电子战攻击的多功能电子战(MFEW)技术。

  美国陆军情报电子战与传感器计划执行办公室最近发布了一份信息征询书,向业界征询可利用商业现货或政府商业现货技术的“足够成熟的”MFEW关键技术单元信息。

  该征询书称,美国陆军正为其“灰鹰”中高度无人机开发一种先进的机翼外挂电子战武器系统。

  从伊拉克战争和阿富汗战争开始以来,临时爆炸装置(IED)或路边炸弹已成为对美军的主要威胁,美国陆军已经装备了许多技术,阻塞或干扰无线电控制IED的输入信号。

  美国陆军现用的大部分电子战系统,如车载DUKE v3、士兵便携式Thor III和GATOR V2使用的都是标准RF干扰技术;许多技术对于阻塞引爆信号很有效,但它们本身又常常会发射更大的信号,非常容易被探测到。而新一代电子战的关注重点是能更精准、目标更明确的发动电磁频谱攻击,同时攻击发起点要更隐蔽,不易被敌方探测到。

  美国陆军的快速装备部队已经有了过渡方案,关注的是商业现货产品。同时,他们发现,美国陆军现有开发计划中的一些近期可部署解决方案也可以用。

  总的来说,特别是鉴于俄罗斯在乌克兰行动中展现出的电子战能力及全世界电子战技术的加快速度进行发展,美国陆军认识到他们要重新考虑电子战的定位,应对可能几乎同一量级的对手。

  美国陆军一位官员称,美陆军在过去10到15年间,电子战水平已经落后了,现在陆军正在重新看待电子战,包括条例、组织等等。

  近期,美国利用更强更好的天线,改进软件或使用功能更强大的放大器,其电子战能力已经有所提升。同时,美陆军通过整合或应用的方式也进一步扩充了电子战能力。美国陆军快速装备部队目前正在推动一项名为EW TV的计划,开发一种战术车电子战系统,将尖端功能性武器放到军车中。

  一家业界提供商正在使用信号情报衍生技术提供一种更为精准的电子战攻击技术。正像通常情况那样,关于进攻性电子战技术并未透露多少细节,但CACI研发人员认为,某些新方法确实正在显示未来光明的前景。

  CACI公司负责电子战解决方案的高级副总裁Jerry Parker解释说,采用外国仪器信号情报(FISINT)单元(信号情报技术的一类)可让干扰技术和电子战武器在不发射大电磁信号的情况下执行攻击行动。

  采用FISINT技术的前提是国外实体不一定遵循美国系统使用的通用标准通信协议。例如,它们不必依赖或使用IEEE 802.11标准,使用5.9GHz频段的75MHz带宽信道。

  FISINT比传统RF干扰技术更精确,可确定敌方信号的特定特征。FISINT不仅可检测信号存在与否,还可检测出该信号的内在构成要素,如,如何与起爆装置通信等。某些情况下,潜在敌人会使用商业标准。陆军采用FISINT可解出并确定两个系统间的协议。

  美陆军研究人员正在研发先进的战场测绘技术,这种技术可使士兵预测海滩攻击行动时的波浪情况,创建实时的城市3D模型。该技术具备较高的分辨率,足以发现狙击手的藏身之处。

  美陆军工程、研究与发展中心(ERDC)正在开展多个项目,以满足单兵和较小作战单位对战场测绘的需求。部分成果已在美国陆军协会年度大会暨博览会上展出。其中一个项目是评估无人机监视,在结合先进摄像机和大量数学运算及建模的情况下,如何观测波浪并绘制水下地图,使指挥人员能够预测海滩突击的条件,甚至沙洲或沙丘的完整性。

  ERDC海洋研究学家凯瑟琳·布罗迪称,他们正在开发三种无人机能力,以解决海滩与海浪勘察的难题。(1)航程1千米、可在空中悬停的无人机,滞空时间可达30分钟。它可以从舰船上发射,进入争议海滩区域侦察情况。(2)航程10千米的无人机,可扫描海滩地区,绘制登陆区域的地图。(3)系留无人机,可使指挥官观察1公里的距离。这样做才能够收集长期、详细的测绘信息,以便能够在潮汐及水下情况出现变化时及时调整登陆地点。这种系留模型是“基于对水和波浪的观察”。

  布罗迪表示,一些基础信息可以在极短的时间内处理,用高分辨率测绘获得详细地图则会要比较长的时间。

  ERDC研究员瑞奇·马萨罗和约翰·安德森合作开发了一种无人机,能够在战场上扫描、制作全动态视频并绘制3D模型地图,这种一次性无人机重约1.5磅(约0.68千克),可创建详细模型。美军101空降师第2旅的士兵用这种小型无人机绘制城市训练设施地图,飞行6架次,收集了上百幅图像。这些图像都进行了现场处理,实时快速地建立了一个包含建筑立视图的城市地形“快照”。

  马萨罗还展示了一种使用视频录像的系留系统,结合开源软件,创建一个“3D云”模型,使士兵可以从任何角度观察图像,并找出存在威胁的地点,比如狙击手可能的藏身之处。

  新兴大国如俄罗斯和中国正在为其军队装备先进武器和电子战系统,这将威胁美国精确制导武器和通信技术。陆军高层官员认为,机能失调的采办系统对此应负主要责任,因此计划重组仍处于越战时期的陆军官僚机构,成立一个负责监管陆军现代化工作的新司令部。此次重组将是陆军40年来最大的重组。

  鉴于俄罗斯不断展示其在地面战和电子战方面取得的进步,包括无人侦察机以及用于干扰卫星通信和导航的干扰器,美陆军在电子战能力方面已经滞后俄罗斯,陆军迫切地需要提升其有关技术能力。根据最新指导文件(即“战地手册3.0”),美陆军认为,俄罗斯、中国、伊朗和朝鲜等国正在部署可拒止美国长期以来在空中、地面、太空和互联网空间等领域自由行动的能力,降低美国在世界上重要地区的影响力;在其他一些领域,它们已经超越美国或与美国持平,这是美军数十年来所没有遭遇的挑战。

  陆军参谋长米勒在陆军协会2017年年度大会上表示,陆军将努力发展电子战能力。陆军代理部长麦卡锡提到陆军应优先发展的六大事项:防空反导、远程精确火力、下一代战车和直升机、为单兵配备更具杀伤性的武器、以及为陆军装备具有机动性和远征能力的通信与指挥网络。

  重组的细节将由陆军业务转型办公室主任卡登负责。他需在4个月的时间内制定计划,以建立负责陆军现代化工作的新司令部。米勒表示,希望该司令部在2018年夏天之前成立。据透露,现有的单位将脱离其目前的司令部来组成新的司令部。该现代司令部可能包括陆军能力集成中心和各个卓越中心的能力发展集成部(目前隶属陆军训练与条令司令部)以及研究、发展与工程司令部(目前隶属于陆军的装备司令部)。初期,该司令部将由一名中将领导,未来将提升为一个由四星上将领导的司令部,地位与陆军部队司令部、装备司令部与训练与条令司令部相当。

  陆军首席信息官布鲁斯·克劳福德表示,他对敌人未来将以何种方式整合信息战、网络和电子战表示担忧。陆军目前的网络系统不能满足作战需求,战术网络在对抗作战中也不能发挥作用。考虑到敌人的干扰和网络攻击,陆军决定暂停采购价值60亿美元“作战人员战术信息网络”(WIN-T)系统。陆军将寻求装备可靠的通信能力,以应对卫星信号受到干扰的情况。

  美国陆军坦克研究、发展与工程中心(TARDEC)近期发布了“模块化主动防御系统框架”(MAF 1.0)。作为TARDEC旨在规范地面平台主动防御系统及子系统研发技术与升级的路线图的重要组成部分,该文件阐述了多个不同的标准,这些标准将引导政府及工业部门的系统供应商研发模块化、可升级且安全的产品。

  今年早一点的时候,TARDEC对陆军“模块化主动防御系统”(MAPS)软杀伤演示验证器的初步集成进行了评估。该系统由洛克希德·马丁公司和诺斯罗普·格鲁曼公司联合研制,采用了洛克希德·马丁公司研发的“开放架构处理器”和诺斯罗普·格鲁曼公司研发的“被动红外提示传感器”(PICS)和“多功能光电系统”(MEOS)对抗工具。该团队于3月完成初步集成,并计划今年交付一套完整的系统演示验证器,用于在M1“艾布拉姆斯”坦克上做试验。借助于软杀伤能力,主动防御系统将能利用电子欺骗、干扰或屏蔽等手段,使来袭武器系统产生混乱,进而消除威胁。10月9日,在美国陆军协会年度大会上,陆军还介绍了三种正在研发的、设计用于保护主战坦克和装甲运兵车的系统。这些系统将能够在各自的高级发展阶段适应MAPS的能力需要。

  MAF 1.0是MAPS项目两项主要成果之一。另一项成果是“模块化化主动防御系统控制器”(MAC)。借助MAC,可实现主动防御系统(APS)传感器与对抗工具,以及整个兼容MAPS的APS在地面车辆平台上的集成与控制。

  在应用于APS子系统时,MAC和相关MAF可为地面车辆提供防御当前威胁及升级防御未来威胁的能力。此外,作为一种基于标准的系统,它们也允许APS行业内存在更多竞争及多样性。

  MAPS项目采用了一种名为“知识点”(KP)的概念,即定期向政府、工业部门和学术界合作伙伴更新MAF的进展情况,使潜在的未来合作伙伴能了解该框架的最新动态。MAF 1.0是在KP7下发布的,KP7是迄今为止最大、最重要的KP发布,整合了所有已发布的KP。MAF 1.0为MAPS相关方和其他合作伙伴建立了一种稳定的基准,能够促使它们继续更新或研发符合MAF要求的APS技术。

  MAF 1.0的发布有助于最终交付一种可推动APS融入所有地面车辆的框架与控制器。MAPS将实现重量的优化,具有通用性并支持APS定制化以满足特殊的需要。这些成果将为未来的车辆防御系统(VPS)技术奠定基础。

  美陆军本宁堡机动卓越中心于8月1日成立一个临时跨职能小组,推进“下一代战车”(NGCV)的发展。

  据临时小组负责人杰拉德·波士顿表示,虽然陆军目前已经启动“下一代战车”的研发工作,但目前还处于非常初级的阶段。预计“下一代战车”的整体杀伤性、战术机动性、可部署性以及对士兵的防护能力都会有较大的提高,同时还将减少对后勤保障的需求。

  对于“下一代战车”是一种步兵战车、还是一种可替代“艾布拉姆斯”主战坦克或两者兼而有之(即一种平台两种功能)等问题,目前尚没有清晰的答案。该临时小组的任务目标是针对以上问题,向陆军高层领提出建议。

  “下一代战车”临时小组副主任约翰·米勒表示,卓越机动中心正在评估用于“下一代战车”的“4+1”关键使能技术。

  (1)定向能和力能学:融入定向能能力,同时更好地了解能量流动及转换的运行影响,将提高杀伤力和降低后勤负担。采取定向能技术意味着既能够最终靠替代昂贵的火炮、减少后勤负担,也代表着平台能以更小的尺寸提供增强的作战能力。

  (2)能量生成与管理:能够为所有未来的平台生成充足能量,这对于拓展平台及编队的作战范围至关重要,同时还会减少车辆对化石燃料的依赖。

  (3)先进装甲材料技术:战斗车辆重量的减少和平台作战范围与可达性的提高在很大程度上取决于对新型或者不同的技术的运用,而非使用更多、更重型的装甲。

  (4)车辆防护技术:综合运用被动装甲和主动防御系统,为车组人员及其车辆提供最好的防护。美陆军将继续致力于确定各类装甲的正确比例,在提高机动性和防护水平的同时降低车辆尺寸和重量,使其可对抗所有潜在威胁。

  (5)机动机器人和自主系统:陆军在根据指挥官战术评估的指令研发有人驾驶或无人驾驶战斗平台,同时必须继续研发和使用无人空中和地面系统。

  波士顿表示,目前还无法精准预测如何利用“4+1”关键使能技术来形成“下一代战车”的能力。

  波士顿表示,为帮助研发“下一代战车”,除需要负责采办、后勤与技术的陆军助理部长办公室以及陆军训练与条令司令部的支持外,该跨职能小组还将需要听取陆军试验与鉴定、研发以及作战研究等部门的专业意见。在美国陆军协会2017年度大会期间,陆军机动卓越中心主任将对“下一代战车”做进一步阐述。

  美国陆军即将暂停其有争议的战术级作战人员信息网系统交付工作,重启其整个战术网项目,以应对战场新威胁。

  美国陆军最近几星期参加了参众两院听证会,欲重新洗牌WIN-T项目的近5亿美元资金以及几个其他关键网络构件资金,将这笔资金用于交付生存能力、机动性更强的加固型战术网。美国陆军设想的未来场景是在冲突环境中与几乎同级别的敌人作战,需要部队编成更小、能够独立作战且能不断机动,而美陆军认为其缺乏满足现代战场需求的抗毁、移动、加固战术网,比如WIN-T增量1仅能在部队停止行进时工作。WIN-T增量2虽然可提供动中通能力,但功能还不够强大。而最新一份来自五角大楼开发测试和评估办公室的年度报告也对WIN-T的技术性能、可用性以及抗干扰能力提出诟病。于是美陆军请求国会在2018财年末结束中间层网络车载无线电(MNVR)、未来指挥所以及WIN-T增量2项目,将三个项目的资金划归它用。

  众议院军事委员会下属的战术空中和地面部队子委员会举行的听证会对美国陆军新的网络计划提出了质疑,怀疑陆军计划能否按时实现,并且就美陆军从今年5月(当时陆军就WIN-T项目提出了近5亿的预算申请)到现在(陆军想终止WIN-T项目并将投资花到别处)这么短的时间内竟发生如此大的变化提出疑问。美国国会认为,陆军这个计划并不成熟,且过于乐观,并且更像是一个概念而不是计划,需要更清晰的发展路线才能说服国会为陆军修改网络战略拨款,因此要求陆军提供一份能明确给出发展路线的真正计划。

  过去15年美国经历的伊拉克和阿富汗战争中遇到的对手根本没办法威胁美军的网络和通信系统,而美国陆军目前考虑的是未来要应对旗鼓相当的对手。在这种情况下,美国陆军参谋长Mark Milley将军命令对战术网做全面评审。评审发现,美军网络存在漏洞,陆军网络现代化工作的进展也跟不上旗鼓相当对手威胁的进步。

  美国陆军现在的策略是利用部分未用网络资金迅速修补网络,重新调整资金解决能力上的不足。陆军将建立一种迅速采办新技术的方式,克服正常采办流程过于拖沓的问题。

  评审中,美国陆军确定,他们要一种新的指挥所能力途经,保证其抗毁能力和机动性。美陆军还认识到,需要采取行动,将战术互联网整合到更高和更低梯队的统一层级中,提高应对电子战攻击的抗毁能力。

  此外,陆军还将通过统一任务指挥系统套件和应用交付一种公共作战环境,并通过将于2018年启动的多个解决方案提升联合互操作能力。

  美陆军欲调整2018财年拨款(总共5.449亿美元)以满足陆军网络目标的项目是“中层网络车载无线电(MNVR)”和“未来指挥所(CPOF)”项目。某些业界的人表示,HMS背负式无线电的车载版就可用于满足MNVR需求。

  美国陆军还计划在2018财年末暂停WIN-T增量2,但到2021年,整个WIN-T项目中的特定单元和能力仍将使用并装备到某些部队。

  过去一年,美国陆军的战术网骨干WIN-T饱受争议,评价上遭遇冰火两重天。众议院军事委员会建议要加快WIN-T增量2装备,而参议院军事委员会则在2017年的政策投资账单中砍掉了WIN-T增量2拨款,总共要砍掉4.48亿美元。有些人认为正是这一状况导致美陆军对其网络战略做出重大修改。而美国陆军的想法是能够保住其4.48亿美元的拨款,但不再用于WIN-T项目。

  美国陆军未就从2018财年不符合其新的现代化方式的战术网计划拨款中拿出的5.45亿美元的新用途给出详情信息,但声明,将投资4.138亿美元到满足“当前”作战需求的项目上,投资1.131亿美元发展“修改-购买”现代化方式。

  2019到2023财年期间,美国陆军将终止不符合新方式的另外23亿美元战术网项目投资,重新投到可改进系统的未来能力及其修改-购买现代化方式上。

  眼下,美国陆军计划从2017财年资金中拿出1.14亿美元购买大约可满足6个旅级战斗队的轻型战术通信节点(TCN-Lite)(其实就是悍马车上的WIN-T)和轻型网络运行和安全中心(NOSC-L),二者均在今年夏天的网络集成评估(NIE)中获得好评。

  WIN-T装备已经历时16年,目前已装备到了97%的陆军和预备役部队,因此关键WIN-T能力今后仍将使用。例如,可暂停通工作的WIN-T系统可提供IP网,美国陆军认为其满足未来需求。WIN-T增量2正装备到步兵旅战斗队和斯特瑞克旅战斗队,将于2021财年完成并进入支持阶段,装甲旅战斗队和陆军国民警卫队部队仍将保留WIN-T增量1,并在装备完成后迁移至支持阶段。

  继续使用的WIN-T单元将通过降低系统复杂度、增强网络威胁对抗能力及提高移动性等工作予以改进。

  据英国《飞行国际》2017年10月11日刊文,美国陆军参谋长马克·米利上将和陆军代理部长莱恩·麦卡锡在本周在华盛顿举行的美国陆军协会(AUSA)年度会议上证实,陆军当前的工作重点是推进“未来垂直起降飞行器”(FVL)项目运行,暂时不会发展现役产品的批次升级改型。

  会议前一周,新闻称美军正在重组其现代化升级工作,军方列出了六项优先事项,这中间还包括“垂直起降飞机平台的未来”,将考虑用于攻击、运输和侦察任务的有人、无人飞行器构型。该清单中没有列出“改进涡轮发动机项目”(ITEP),因此外界猜测该项目可能会被军方砍掉。

  但是,美国陆军训练和条令司令部的FVL和ITEP项目经理爱尔斯金·本特利上校相信,陆军将长期保持对ITEP项目的支持。本特利称,由于AH-64和UH-60M可能将继续服役五十年,而ITEP将在维持这些机型的核心能力方面发挥关键作用。ITEP也能够很好的满足陆军FVL的需求,为下一代轻型攻击和侦察直升机提供动力。

  本特利说:“ITEP目前正处于起步阶段,因为它是一个能力集1和能力集2的动力装置计划,对于FVL来说很重要”,“我认为ITEP将会与FVL项目一同推进。我不知道领导层是否会决定砍掉这一个项目,但很明显这将是未来决定的事。”

  同时,陆军“阿帕奇”项目经理Hoecherl也否决了波音公司在去年AUSA上提出的AH-64F升级方案。目前陆军和波音公司正在分析多个未来方案,以填补现役老式“阿帕奇”退役与FVL服役之间的能力空窗期,这些方案中可能包括传感器和激光武器升级。

  Hoecherl称,引入一个新的升级改型很容易,但目前来看时机并未成熟,应将当前的工作重点放在FVL上。但Hoecherl也承认,陆军有可能推迟FVL的采购时间,此外,根据选择的首发研制机型不同,一些现役型号的FVL换代机型服役时间可能会比预期的更晚,因此也会需要一个批次改型来过渡。