美軍信息系統發展概述及啟示

黃亮 張鵬

摘? 要：現代戰場瞬息萬變，及時掌握戰場信息已成為勝利的關鍵，未來戰爭的形態正逐步向“制信息權”方向發展，兵器之間的較量演進為其上層信息系統之間的較量。文章首先回顧了美國軍隊陸、海、空、天四大領域信息系統及裝備的發展歷程，其次對美國軍隊信息系統特點和發展趨勢進行了分析，最后提出了對我國軍事信息系統建設和發展的啟示及建議。

關鍵詞：美國軍隊；信息系統；制信息權

中圖分類號：TN915；E917? 文獻標識碼：A? 文章編號：2096-4706（2023）09-0173-04

Abstract： The modern battlefield conditions change quickly， and the timely access of the battlefield information has been the key to win the war. The future form of war is gradually developing toward the direction of “information dominance”， and the battle between weapons evolves into the battle between upper information systems. This paper firstly reviews the development history of information systems and equipment in the four fields， which is land， sea， air， sky of the U.S. Forces. Then， it analyzes the characteristics and development trend of information system of the U.S. Forces. Finally， it puts forward enlightenment and suggestions for the construction and development of military information system in our country.

Keywords： U.S. Forces; information system; information dominance

0? 引? 言

信息已成為現代戰爭的決定性因素之一。要想在現代戰場上形成體系對抗優勢已離不開信息的體系支撐，要想實施精確打擊也離不開信息的全面保障，掌握制信息權已成為奪取制空權、制海權等其他制權的前提。獲取和使用信息的自由權，是從獲取戰場信息到實施指揮控制、從協同部署到精確打擊、從局部戰役到全域戰爭的基礎，伴隨著作戰階段的自始至終。優先奪取制信息權并將其牢牢掌握在己方手中，已成為現代戰爭中所有力量協同配合、破敵制勝的基石[1-4]。

美國軍事信息系統的發展一直處于世界領先的地位。自二戰以來，伴隨著美國三次重大的軍事戰略調整，軍事信息系統也發生了重大變革[5]：一是面對20世紀50年代后蘇聯的威脅，美國提出以核技術優勢實現對蘇聯的遏制，其核心為以戰略轟炸機、陸基洲際導彈以及彈道導彈核潛艇為平臺的核打擊能力，該階段的信息系統強調對核心武器的指揮與控制。二是20世紀70年代越戰后，針對軍事行動全球化和恐懼傷亡間的矛盾，美國提出了以全球精確打擊為中心的戰略，其核心是以信息技術為作戰效能倍增器，全面推動精確制導彈藥、隱身飛機、反裝甲武器、天基偵察通信導航等技術的發展，該階段的信息系統更注重信息的獲取和傳遞。三是進入21世紀以來，面對中國經濟、技術、軍事等方面的全面追趕甚至反超，美國無法壟斷其精確打擊、信息技術方面的優勢，提出以武器裝備信息綜合集成為思路的戰略，其核心為構建全球監視與打擊網（GSS），建設全球信息柵格（GIG）和用網絡環境來支持高度交互的指揮控制，該階段的信息系統更注重信息的跨系統交互和深度挖掘。

研究和梳理美軍信息系統變化規律和發展脈絡，有助于形成科學的認知，為洞察未來軍事信息系統的發展趨勢提供啟示，為我國軍事信息系統的謀劃建設提供借鑒。

1? 美軍信息系統發展演變

美陸軍戰場信息系統發展是美軍信息系統發展的典型，呈現明顯的階段性。其建設過程從單一的指揮控制系統逐步發展到國家級、戰略級、戰術級的多層次綜合軍事信息系統。按功能要素劃分，美陸軍戰場信息系統建設過程從C2（Command & Control）、C3（增加Communication）、C3I（增加Intelligence）、C4I（增加Computer）、C4ISR（增加Surveillance & Reconnaissance）發展到C4KISR（增加Kill）[3]。從該信息系統建設發展的歷程（如圖1所示）可以看出，美陸軍對戰場信息系統的認識也是逐步深入的。其中，C3的出現表明信息系統建設初期，美軍對指揮、控制與通信應合為一體的認識；C3I的形成反映出美軍在信息系統一體化建設理念上新的突破[6]；C4ISR的演變是由于美軍認識到掌握戰場態勢在日益尋常的局部戰爭中愈發重要；C4KISR中的“K”代表殺傷，該能力的出現，實現了從搜索發現、跟蹤監視、識別、到決策、打擊、損傷評估整條“殺傷鏈”的閉環。未來美陸軍信息系統將向C5ISR（增加Combat System）和C6ISR（增加Cyber Defence）的方向發展。按技術特點劃分，美陸軍戰場信息系統發展可分為五代[7]。當前第五代的軍事“云”系統正在成為美陸軍作戰體系的重要支撐，為戰術前沿指揮官和士兵提供強大的信息處理和共享能力及按需服務保障。

美國海軍綜合信息系統的建設著眼未來，以支持未來網絡中心戰為目標，以“部隊網”建設為核心，以柵格化的信息基礎設施、統一的信息環境和網絡中心數據為基礎，將海軍依托于各平臺及不依賴于平臺的電子信息系統和其他聯合部隊的電子信息系統連接起來，并實現互操作和資源、知識、服務與能力的共享[8]。美軍最早提出水下信息網絡應用的概念，在20世紀90年代之前，已開展了大量的水下信息網絡應用試驗研究，理論逐漸成熟、功能日益完備、性能更加先進，已經具備實際作戰能力，整體能力世界領先[9，10]。具有代表性的有利用水聲傳感器的岸基聲吶監視系統、廣域海網，以及利用潛艇、AUV、蛙人潛標、浮標等作為移動節點的可部署自主分布系統和近海水下持續監視網。

美國空軍指揮控制“星座網”作為全球信息柵格在空軍領域的延伸，正處于鏈—網—云的發展過程。依托空中機載平臺的下一代傳感器、信息傳輸和精確打擊等先進技術，利用陸?？仗斓亩嗑S信息資源，實現情報、監視與偵查和打擊能力的一體化集成，使得航空平臺面向戰場時具備了全向態勢感知和全方位對抗能力，構成分布式空中作戰體系。通過在現代有人及無人機上加裝寬帶數據鏈和星－空鏈路形成無線傳輸信道，以戰場機載平臺通信節點為核心，構成適應節點高機動、數據異構并存、拓撲復雜化的空中網絡，并與陸、海、天網絡實現互連互通；建立資源動態組織協調、自適應同步的分布式管理架構，開發全向戰場態勢感知信息的智能分發和跨平臺武器系統的信火協同等功能，形成航空平臺群體作戰體系，在與對方空中載機進行競爭對抗時，獲得綜合和全方位的壓倒性優勢。

美軍天基信息系統能夠為其軍事戰略全方位信息優勢的實現發揮特殊作用，該系統主要由信息獲取、信息傳輸和信息保障三大系統組成。天基信息獲取系統包括光學成像、雷達成像及電子偵察衛星，地球靜止軌道衛星、白云海洋監視衛星、國防氣象衛星以及地面的空間目標跟蹤與監視系統等[11，12]。天基信息傳輸系統包括美軍窄帶衛星通信、保密衛星和轉型通信衛星以及具備較強抗干擾能力的寬帶通信衛星等業務系統[13]。天基信息保障系統主要由GPS系統組成，通過技術持續改進，系統性能不斷提升。構建天基綜合信息網的關鍵技術是實現大容量高速率傳輸能力，主要途徑是通過空間衛星激光通信和因特網協議技術。前者具備工作帶寬寬、傳輸速率高、抗擾性能強及保密性好等顯著優點，后者能使衛星通信時間縮短的同時容量增大到目前的數倍，從而滿足未來戰場海量信息的快速交換需求。

基于作為新一代一體化C4ISR系統基礎與核心的天基信息系統，美軍建成由陸軍“星狀網”、海軍“部隊網”和空軍“星座網”組成的全球信息柵格。

2? 美軍信息系統特點和發展分析

根據美軍建設經驗，完整的軍事信息系統一般包括以下的要素。

指揮系統作為“神經中樞”，綜合運用各種信息技術設備，提升軍事信息融合、處理和決策的自動化水平，以滿足高效指揮控制部隊和武器的需求。美陸?？仗炀W軍近年正共同發展“聯合全域指揮控制”（JADC2）系統[14]，通過不斷提升全域傳感器信息的感知整合和快速決策能力，在戰場環境下獲得作戰信息的優勢，經過多次演示驗證取得了初步成效，未來將發揮更大的作用。

控制系統作為“手腳”，匯集、顯示并分發情報信息，發出命令和指示，并監視具體實施過程和細節。在美軍控制系統中，作為指揮中心樞紐，則重點在文字圖像傳輸、屏幕及投影顯示、語音調度、計算機及軟件系統等方面建設，實現對各作戰力量的協調控制；作為作戰終端節點，典型的是在“地面勇士”單兵系統中通過計算機、電臺、耳機、頭盔顯示器、微型攝像機、夜視儀等實現信息獲取及交互。

通信系統作為“神經脈絡”，通過有線、無線通信技術手段建立的國防通信系統、國防衛星通信系統等，將各指揮、情報系統以及作戰部隊等聯系起來，形成一個有機的整體。美國防信息系統局（DISA）近年指出，“增強的移動性”代表了未來美軍通信系統發展方向之一，意指引入商用無線通信技術大幅提高美軍移動通信和信息接入能力，具體包括通信網絡基礎設施和便攜式終端用戶設備及相關軟件應用。Li-Fi技術也是被關注對象之一，其最大的優勢是利用可見光通信，不會和其他無線電信號之間發生干擾，所以能夠用在有電磁兼容要求的場合。相對于廣泛應用的蜂窩網絡、Wi-Fi設備，該技術還有發熱量極低、頻寬較寬、安全性高等明顯優勢。

電子計算機作為“大腦”，是指揮、控制、通信系統中設備的關鍵部分，是構建信息系統的基礎。美軍信息系統不僅對電子計算機的硬件要求較高，還要求有豐富的支持軟件，并通過通信系統將其組成互聯互通的強大網絡。當前為人熟知的一項技術為“戰斗云”，該概念來源于云計算，通過戰術通信網絡快速交換體系內各作戰單元的數據，整合信息資源，獲得規模效益。因美軍各軍種需求不同，圍繞“戰斗云”的發展理念不同，空海軍的方向是分布式的一體化聯合，旨在使得每個平臺的感知和作戰能力成為網內的服務資源，通過網絡實現能力互補而非疊加；陸軍和海軍陸戰隊致力于將云計算能力向戰術級延伸，使得戰術級用戶能獲得過去在指揮所才擁有的計算和數據資源。

情報、監視與偵察系統作為“耳目”，主要通過情報探測雷達、電子網絡設備、偵察飛機以及偵察衛星等手段，實現對戰場敵我雙方相關兵力、武器、戰術戰略意圖等情報的搜集、傳遞和處理，實時掌握敵情及我情，并完成戰場氣象條件的測量預報、地理環境的測繪分析以及電磁環境的監測偵察。美軍提出的“全球一體化作戰”思想強調，聯合部隊必須能夠在不同軍種、不同領域及不同作戰空間實現作戰行動的協同與跨域信息的共享，從而滿足作戰對情報、指揮控制和其他信息的需求?！岸鄧閳蠊蚕怼贝砹嗣儡娗閳笮畔⑾到y技術發展方向，通過利用軟件定義組網和虛擬數字中心等技術手段，創建即插即用的聯軍網絡環境，為情報獲取制造更為便利的條件。國家信息交換模型（NIEM）在美軍強大的跨域信息共享技術中扮演著重要的角色，通過數據標準的約束，解決了各部、各國情報信息之間原來因技術標準不同而效率低下的問題。

信息化火力系統作為“拳頭”，依托戰場信息網絡系統，實現信息與火力的跨域聚能，完成對戰場目標的遠程信火融合式打擊。美軍通過構建全時全域的一體化信息系統，以大數據、云架構、全球信息柵格等手段，高度共享利用戰場數據信息，實現跨域信息系統的融合，提高對武器裝備系統的統一管理和控制水平，并增強其自動化和自主化能力，建成統一高效的信息化聯合火力作戰平臺。近年，正式寫入美軍作戰條令的“殺傷盒”概念，是利用空間進行信息化火力協同的典型。該概念通過規范統一的網格坐標建立一個立方“盒”，明確聯合火力區域，確定各軍兵種戰技術的一致性，提升聯合部隊之間的協調效率，實現了原本因不斷動態變化而難以做到的火力協同。

作戰系統作為“思維”，通過人工智能技術謀劃戰術行動，推演進程和預測結果，進行任務監控及指導突發處置，以達到系統資源最優配置和最佳作戰效能。這是未來信息系統先進與否的重要標志，更是信息系統對抗的重點。隨著科技的推動，近年來大數據、人工智能、區塊鏈等前沿技術的在國防領域應用越發廣泛。特別是人工智能突飛猛進，從計算智能不斷地向感知智能、認知智能加速發展，在軍事領域將催生新質作戰力量，進而變革傳統作戰樣式。美軍正積極探索，將人工智能應用于電子網絡對抗、導彈防御、數據分析處理及各類無人系統，加快系統響應速度、提升目標識別能力、提高人機交互水平，實現有人無人、跨平臺、跨領域協同的作戰樣式。并開發網絡化半自主武器系統，通過自主導航、自主識別、自主尋的等手段，降低遠程打擊武器的人為干預程度，縮短打擊鏈，提升反應速率和打擊效果。

信息安全防護系統作為“免疫系統”，利用密碼學、生物技術、量子技術等構建強有力的身份鑒別工具，以其難以復制的特性使信息網絡更可靠，用戶安全性更高，這是信息系統未來面對威脅時生存的關鍵。美軍聯合信息環境（JIE）認為，為了滿足聯合作戰的要求，需實現作戰人員經授權后，即可在任意時間、任意地點、使用任意設備獲取所需信息的愿景。這離不開網絡安全身份和訪問管理。美國采用生物測定技術的新型通用訪問卡（CAC）作為未來身份識別認證的一項重要技術，建立可靠身份驗證；為使用商用移動設備的用戶提供身份認證技術，促進移動認證發展；為實現以數據為中心的基于多屬性零信任架構奠定基礎。

3? 啟示與思考

可以看出，美軍信息系統建設是一個循序漸進、不斷迭代完善的過程，在其建設歷程和未來方向中涌現出的新技術、新概念、新架構值得我們借鑒。

3.1? 關于系統架構

通過研究美軍“云”系統架構相關建設理念和發展歷程，可以得到以下啟示：一是注重前沿信息技術的發展，大力推動信息系統向云架構發展，將各級體系運行中心進行整合，實現信息的統一管理能力，支持向戰術移動用戶提供服務。二是重視提供統一的服務集成運行環境，在降低信息基礎設施成本的同時，提升軍種和領域間任務合作能力。三是將云計算能力延伸到終端用戶，發展戰術級的信息處理節點，提供面向任務的信息精準服務以及面向移動用戶的信息智能交互能力，全面提升終端用戶的態勢感知能力。如圖2所示。

3.2? 關于系統建設

信息系統的建設，應圍繞軍隊信息化的整體頂層建設目標，基于體系作戰能力的現狀逐步規劃建設[13]。當前應關注以下方面的建設：一是增加區域覆蓋能力。通過升級衛星通信、促進軍民融合等方法[7]，加強對第一島鏈內覆蓋薄弱環節的建設，并增強海上通道的信息保障手段，提升常態化和寬帶傳輸的覆蓋能力，從而滿足全球重點區域等地的信息傳輸需要。二是提高信息傳輸速率。通過增加可移動通信節點的數量以及帶寬、提高抗干擾能力等建設，提升系統遠程傳輸速率，并降低延時，為戰略前出力量提供有效的信息保障。三是增強互聯互融能力。通過將地面、空中、海底、天基等信息網絡平臺有機融合，加強系統的信息融合和服務能力，實現對各類資源的智能調度和綜合管理，為軍事行動提供柵格化信息支撐，為指揮控制和作戰支援體系提供信息保障。四是提升系統管控能力。通過信息化手段，提升對關鍵設備、重點裝備業務網絡系統的資源動態管控能力，不斷提高業務保障水平，充分發揮系統效能。如表1所示。

3.3? 關于系統安全

安全是網絡信息體系的生命線，隨著網絡化智能化程度的提升，武器裝備與武器網絡系統的安全挑戰也日益突出。美軍每年都要投入大量軍費，用于測試和評估武器系統的網絡信息漏洞，以及武器裝備設計開發中的信息安全建設。從中可以得到以下啟示：一是定期制定在網絡安全領域的戰略和政策。包括軍事設施、網絡安全架構、聯合區域安全棧等。二是加強身份認證管理。充分利用大數據、量子技術等手段，對行為等進行模式識別，實現對用戶的持續可靠認證。三是實現統一管理和集中審計。建設統一用戶管理系統，對用戶、應用資源進行統一的鑒權和審計；整合獨立分散的各個應用系統，完善信息體系的安全建設。四是嚴格執行關鍵元器件、操作系統的國產化路線，杜絕軟硬件后門。網絡信息安全微觀上是融合技術、人為因素等多方面的綜合問題，宏觀上更多地體現在對信息技術、活動和基礎設施的控制力上。

4? 結? 論

現代戰爭已從有限時空域下的敵我武器對戰轉變為信息主導下的全面體系對抗，在未來戰場制信息權的獲得和控制則是生死攸關的決定性因素。從陸基、?；?、空基、天基設施建設的各個領域，從感知、傳遞、融合、決策戰場信息的各個環節，對美軍信息系統建設歷程和趨勢進行分析，可以清晰地看出以頂層架構為先導、以科學技術為基石、以先進理念為驅動的發展脈絡，為我國軍事信息系統體系建設給予了啟示和參考。我軍信息系統的建設應依托現有基礎，面向未來全域作戰環境下的信息需求，始終堅持優先奪取制信息權、全域聯合攻防一體的準則，注重長遠頂層策劃，技術和體系點面結合，循序漸進地穩步發展。

參考文獻：

[1] 王政，李宗璞，陳唐君.解析美國空軍戰區作戰管理系統 [J].飛航導彈，2017（2）：50-54.

[2] 時東飛，蔡疆，黃松華，等.美國空軍“戰斗云”作戰理念及啟示 [J].指揮信息系統與技術，2017，8（3）：27-32.

[3] 欒勝利，李孝明，周琪.美軍綜合電子信息系統發展概述 [J].艦船電子工程，2008（11）：47-52.

[4] 胡輝，劉尚富.美軍綜合電子信息系統發展趨勢 [J].艦船電子工程，2017，37（9）：27-29+40.

[5] 彭玉婷，才智.支撐美第三次抵消戰略的信息系統與信息作戰裝備發展研究 [J].飛航導彈，2018（12）：51-55+66.

[6] 岳松堂，吳曉鷗，劉冰.美國陸軍信息系統裝備發展建設分析 [J].火力與指揮控制，2018，43（8）：1-7.

[7] 李琨.美陸軍戰場信息系統發展的啟示與思考 [J].火力與指揮控制，2020，45（4）：1-5.

[8] 董志勇，薛宏偉.美國海軍綜合電子信息系統體系發展的管理與保障措施 [J].四川兵工學報，2014，35（1）：92-94+118.

[9] 高琳，張永峰.美國水下信息系統發展現狀分析 [J].科技創新與應用，2018（19）：84-86.

[10] 王魯軍，王青翠，王南.美國水下預警探測體系建設及其啟示 [J].聲學與電子工程，2015（1）：49-52.

[11] 楊艷洲，王佳雯，張瑋，等.國外天基信息系統裝備及技術發展水平研究 [J].現代信息科技，2020，4（6）：53-56+60.

[12] 王俊，楊進佩，梁維泰，等.天地一體化網絡信息體系構建設想 [J].指揮信息系統與技術，2016，7（4）：59-65.

[13] 劉紅云，王康年，盧明倫.美軍天基信息系統建設發展及幾點啟示 [C]//第四屆中國指揮控制大會.北京：電子工業出版社，2016：352-355.

[14] 楊茜，李妍.美軍網絡信息領域最新發展綜述 [C]//第六屆中國指揮控制大會.北京：電子工業出版社，2018：212-214.

作者簡介：黃亮（1987—），男，漢族，江蘇泰興人，高級工程師，博士研究生，研究方向：雷達系統技術研究及工程化設計。