主頁（http://m.by236.com）：美軍：規劃軍事衛星通信的未來

衛星通信由于覆蓋廣、通信距離遠，一直以來就倍受軍方青睞，是最重要的遠程超視距軍事通信手段之一。在軍事衛星通信方面，無論是在軌衛星的數量、質量還是性能，美軍無疑處于絕對領先地位，是其實現信息優勢的重要保障。美國空軍可為美軍提供全球衛星通信能力，可為美軍聯合作戰人員的各種軍事行動提供保障。衛星通信對于信息需求日益增高的未來戰場則更為重要。

也正因如此，美國空軍認為，美國的軍事衛星一定會成為對手重點針對的目標，美國的潛在對手會不斷嘗試拒止、降級和破壞美國在太空中的不對稱優勢，因此美國空軍正在加大力度，為美軍作戰人員及其戰略盟友進一步發展衛星通信能力。

美國近期在裝備現代衛星通信系統方面不斷取得新進展：2018年10月發射了第四顆“先進極高頻”（AEHF-4）衛星，2019年3月又發射了第十顆“寬帶全球衛星通信”衛星（WGS-10），其整個衛星通信企業（軍事衛星、商用衛星和國際伙伴衛星）也正在向一種能夠在對抗、降級、以及運行受限環境中具備更強魯棒性、彈性、靈活性以及作戰能力的綜合體系中遷移。

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采用分散體系

實現更強彈性和靈活性

美軍實現這種綜合衛星通信新體系的重要一步就是在軍事衛星通信空間層實現分散策略，在繼續保持后向兼容能力的同時提升系統彈性。

目前的受保護抗干擾AEHF衛星星座與其前任“軍事星（Milstar）”系統一樣，既提供受保護戰術通信，也為美國總統和其他決策者提供戰略核加固通信。而美軍規劃的新一代受保護衛星空間系統則把AEHF的戰略和戰術衛星通信任務分別分解到了“演進的戰略衛星通信”（ESS）和“受保護戰術衛星通信”（PTS）兩個項目中。

采取這種分散方式能夠減輕多任務衛星固有的單點故障問題，從而提升彈性，同時還可利用搭載有效載荷（用商用衛星搭載軍用載荷）提升體系靈活性。

采用專用“自由飛行”衛星也可減少為了適應多種任務而在衛星設計時進行的技術折中，而實現這些技術上的折中和妥協往往會以犧牲某些具體任務能力為代價。

（1）戰略衛星通信與核指揮控制與通信（NC3）

未來美軍將利用“演進的戰略衛星通信”（ESS）計劃提供新一代核指揮控制和通信任務能力，替代中緯度AEHF系統的戰略通信能力，并將抗毀通信能力擴展到北極地區。這一計劃也將滿足增強彈性的新需求，以應對未來挑戰

（2）受保護戰術衛星通信（PTS）

“受保護戰術衛星通信”（PTS）項目是美軍“受保護抗干擾戰術衛星通信”（PATS）體系的天基段，其目標是為遍布全球的美軍作戰人員實現更強的衛星通信能力和通信保護能力，并可提升衛星系統的經濟性（利用搭載式載荷）。PTS將是一個由分布式搭載有效載荷和自由飛行的獨立衛星組成的星座，相比當前系統，其抗干擾保護能力更強，容量更大。

PTS有效載荷可在星上處理受保護戰術波形（PTW）（一種政府專用波形，可實現增強型受保護通信），為處于反介入/區域拒止環境中的作戰人員提供抗干擾衛星通信能力。

受保護戰術企業服務（PTES）則是PATS的地面段，負責各網絡構件的控制管理。根據美軍近期簽署的合同透露，PTES目前正在實現一種創新的原型設計方法，預計2022年將在WGS衛星上為太平洋責任區提供PTW波形服務。

隨著美國及其盟國在北極地區活動的不斷增加，美國及其盟國對這一地區的戰術通信能力需求也日益增長，美軍的“增強型極地——資產重組”（EPS-R）計劃就是為處于北緯65度以上地區的戰術用戶提供有保障抗干擾LPD/LPI衛星通信。EPS-R的容量將是原有“過渡性極地系統”（IPS）的26倍。

此外，美國空軍還在就搭載有效載荷系統方案與其相應盟國進行協調，希望大幅降低美國承擔的費用，并利用搭載載荷方案填補專用衛星投入使用之前三年北極地區衛星通信的空窗期。這一協議將第一次為美國作戰人員提供北極X波段衛星通信資源。

圖1 2040美軍衛星通信企業體系運行視圖

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實現綜合衛星通信體系

美國空軍太空司令部司令官的衛星通信設想是，由空軍太空司令部提供有效運行、經濟可負擔、彈性并且安全的衛星通信體系，這一體系能夠為多種優先級的全球任務提供支持，并且可適應需求、技術和威脅的迅速變化。

美軍設想，未來衛星通信體系將能為美國太空司令部司令官提供企業衛星通信能力，在對抗、降級和運行受限環境中以適當的速度在各種沖突中為聯合作戰人員提供支持。美國空軍太空司令部將這一未來衛星通信運行設想稱為“作戰衛星通信”（Fighting SATCOM）。

美軍認為，實現Fighting SATCOM體系的關鍵要素是：能夠協調資產/任務分配的管理控制框架；能夠在多種軍事平臺/環境中運行的靈活終端；能夠快速恢復網絡連接的靈活網絡；能夠提供路徑冗余且運行靈活的多樣化太空資產池。這樣，隨著作戰環境的變化，美軍可以采用靈活終端跨多種波形、波段和其他體系要素（包括商用和國際伙伴系統）實現漫游。

為實現這一綜合衛星通信體系，美軍還統一了衛星通信采購職能，從機構組織架構上對實現綜合衛星通信體系予以保障。美軍軍事衛星的采購權原本就歸屬美國空軍太空司令部，而2018年12月12日，美軍的商用衛星帶寬租用職能也從國防信息系統局（DISA）移交到了美空軍太空司令部，美國空軍太空司令部建立了空軍商用衛星辦公室（AFCSCO），該辦公室成為唯一負責為美國國防部采購商用衛星通信服務的機構。

美國空軍太空和導彈系統中心（SMC）也向太空企業聯合體（一個由頂級工業企業、學術研究機構和創新初創公司合作開發新一代太空技術的團隊）多位成員授予了企業管理控制原型開發合同，進一步推動Fighting SATCOM的發展。

原型方案將演示實現衛星通信企業需要的關鍵屬性，包括衛星通信快速、彈性、可持續和全球訪問能力；終端、調制解調器和網絡敏捷性；網絡、鏈路和運行安全；與聯合指揮控制系統的互操作能力。

2019年的原型設計工作主要是交付態勢感知能力并提供公共作戰圖，幫助用戶執行企業衛星通信規劃、代理和編排功能。這些原型將是定義體系、降低風險并確定可迅速遷移到運行狀態的早期技術和能力的關鍵步驟。

美空軍商用衛星辦公室還將探索采購、交付并將動態商用衛星通信需求整合到衛星通信企業中的增強模式。以這種方式實現商用衛星通信轉型將能保證商用衛星通信在全球都處于準備就緒狀態，實現各種商用衛星通信能力的隨時按需訪問，為實現系統間漫游提供支持，并利用美國國防部的集采能力降低成本。美國空軍商用衛星辦公室將采購多種工具，實現業務與需求數據的近實時訪問，提升任務數據規劃和分發能力。

圖2 美國空軍上尉與加拿大聯絡官設置美國空軍的地面多波段終端（GMT）天線

美空軍商用衛星辦公室還將提供商用衛星可管理服務功能試驗，詳細評估技術和運營風險與機遇。

由于美軍目前運行的衛星通信終端類型非常之多（約135個終端項目采購了17000多部終端），終端問題特別麻煩。美國空軍空間和導彈系統中心的衛星通信試驗項目階段2工作成功對終端靈活性進行了原型設計和演示。這些演示通過在既有終端中插入預裝配置文件，對其進行了改造，實現了在不同衛星通信服務間的漫游。此項工作還開發了政府企業管理控制功能、衛星服務提供商以及靈活終端接口和標準。

此外，美國空軍還進行了廣泛研討，繼續獲得各類用戶、業界和國防部其他利益相關人的積極參與，實現未來接口標準。

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探索顛覆性技術

顛覆性技術也將在未來衛星通信中發揮重要作用。

目前全世界有多家商用提供商在積極探索由大量低軌（LEO）小衛星組成的衛星通信解決方案。采用低軌衛星可實現帶寬容量的大幅增長，但其發展可能會受到缺少可用相控陣終端天線的制約。與傳統碟形天線不同，相控陣天線不需要機械指向衛星就能實現快速運動衛星信號的跟蹤和接收。

相應地，移動用戶相控陣天線的成熟度也會對LEO衛星星座的發展有重大影響。此外，激光星間鏈路也是重要探索方向。采用激光星間鏈路可在天基資產間實現大量數據的快速傳遞，進一步增強衛星通信系統彈性。

對衛星通信有重大影響的其他技術進步還包括網狀網以及利用新頻譜體制。網狀網是一種每個節點都能轉發數據并有效用作獨立路由器的網絡拓撲結構，綜合衛星通信體系中可能會廣泛利用這一概念。美國空軍目前正在進行各種頻率應用實驗，有可能實現衛星通信應用帶寬容量的大幅增長。

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美國空軍太空司令部除合并了軍事衛星通信和民用衛星通信采購權外，還在積極探索提高效率并利用新的法定權限縮短交付時間。

美國空軍空間和導彈系統中心花了幾乎6個月的時間實現“SMC 2.0”，對其結構和過程進行了徹底檢查，通過創建面向行動的決策框架，推動創新，培養伙伴關系，納入企業思維，建立不斷進取提高的文化氛圍，加速交付過程。

為加速采辦過程，美國2016財年國防授權法案的804條款新建了中間采購層權限，實現快速原型設計和裝備。這些權限為原型開發（使用創新技術快速開發可裝備原型，從而演示新能力并滿足新興軍事需求）和裝備（使用已證明技術裝備達到生產數量的新系統或升級系統）提供了快速決策途徑。ESS、PTS和PTES均已采納新的快速804條款采購權限。

美國空軍除遵從美國國會的指導時，還在采購WGS星座第11顆衛星（WGS-11）時利用了商用技術和實踐。WGS-11容量比近幾顆WGS衛星都要高，容量和帶寬增長2倍，采用更多波束提高衛星彈性，增強了覆蓋能力，具備更好抗干擾性能，提高了靈活性和性能，可更好地為作戰人員提供服務。

此外，美國空軍空間和導彈系統中心還在繼續推動WGS和AEHF項目與10個國際伙伴國家的合作協議。這些合作以及就EPS-R項目與挪威的合作代表了美軍要實現更大規模國際合作的發展方向。

美國空軍通過開發廣泛的盟國、跨機構和商業合作伙伴網，可在實現互操作能力更強、彈性更好、成本效益更高的Fighting SATCOM時，共同分擔成本，并更快推動和交付未來衛星通信體系。

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結語

綜合衛星通信企業可向聯合作戰人員提供前所未有的選擇，為其成功執行任務提供保障。與當前的煙囪式衛星通信系統集合相比，綜合衛星通信企業將能提供應對21世紀對抗性空間域所需的性能和彈性。美國空軍正在加速交付這一企業體系，保證作戰人員能夠在對抗、降級、以及運行受限環境中享有衛星通信帶來的種種優勢，并納入更快采購過程和更快指控結構，在任何沖突中維護美軍的優勢。

向作戰人員交付Fighting SATCOM體系將是美軍未來維持其戰場衛星通信優勢的重大舉措。

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本文轉載自“電科小氙”，原標題《實現“作戰衛星通信”（Fighting SATCOM）體系，美軍規劃軍事衛星通信未來》，編譯 | 王煜