西方軍事強(qiáng)國主要依賴尖端精準(zhǔn)的武器裝備來威懾和擊敗不對稱及勢均力敵的對手。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“時間敏感”目標(biāo)時，需要迅速提供目標(biāo)位置與狀態(tài)信息，否則目標(biāo)會遷移。被定義為從“傳感器到射手”(STS)循環(huán)的過程即代表執(zhí)行攻擊的過程。這個過程與情報、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)。對于一支現(xiàn)代化的軍隊(duì)來說，具備從戰(zhàn)術(shù)到戰(zhàn)略層面快速完成這一過程的各個階段的能力至關(guān)重要。

01從殺傷鏈到殺傷網(wǎng)

從“傳感器到射手”(STS)循環(huán)的過程有許多同義詞，其中最常見的是“殺傷鏈”。它定義了從目標(biāo)出現(xiàn)，經(jīng)過規(guī)劃和授權(quán)與目標(biāo)交戰(zhàn)的過程。傳統(tǒng)上，殺傷鏈反映了與該過程中各個要素相關(guān)的一組線性過程。然而，對于緊急請求或利用稍縱即逝的機(jī)會來說，對每個目標(biāo)建立離散的殺傷鏈并不一定適合。現(xiàn)代軍隊(duì)試圖通過簡化的數(shù)據(jù)共享、更快的數(shù)據(jù)鏈、自動化流程和并行任務(wù)來加速這一過程，從而形成一個“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內(nèi)發(fā)動攻擊。

對于一支要求精準(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更多的交戰(zhàn)機(jī)會，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)建由多個不同傳感器組成的“傳感器網(wǎng)絡(luò)”可以融合多個反饋信息，提高檢測隱藏目標(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)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸時，帶寬限制、電子攻擊和干擾會造成擁堵，從而延遲信息流處理。衛(wèi)星鏈路特別容易受到這些干擾。現(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)相互相對靠近，此類網(wǎng)絡(luò)可以提供一個“戰(zhàn)術(shù)云”，即使在面臨干擾時也能進(jìn)行通信。

無人機(jī)制造商AeroVironment推出了一個緊密結(jié)合的STS系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一架“美洲豹”3AE偵察無人機(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)時的反饋畫面。兩個系統(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。這個簡化過程加速了對監(jiān)視任務(wù)中遇到的時敏目標(biāo)的響應(yīng)。俄烏戰(zhàn)爭雙方都采用了這種無人機(jī)獵殺交叉組合。

02簡化流程

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“短時有效的”，尤其是當(dāng)目標(biāo)為移動火箭發(fā)射器和自行火炮時。此類任務(wù)依靠各種傳感器，如聲學(xué)傳感器、雷達(dá)等來探測敵方火力，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，這個過程需要在敵人離開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或團(tuán)級的炮手操作，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)對射程數(shù)百公里的彈道導(dǎo)彈需要通過更高級別的傳感器和情報來源獲取目標(biāo)信息，否則射手們可能無法獲得這些信息。美國陸軍計(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)情報目標(biāo)訪問節(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，但有可能冗長且復(fù)雜。在戰(zhàn)術(shù)層面操作時，傳感器和射手共享單一通信層可以簡化連接，同時可以利用自動化來降低操作員的認(rèn)知負(fù)擔(dān)。

加速STS循環(huán)需要改進(jìn)許多要素，但通常是要對層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行扁平化以及時清除現(xiàn)有流程中的障礙。另一個加速過程的手段則是機(jī)器對機(jī)器的連接，這在較低級別上容易實(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，特別是在多國聯(lián)合行動中，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，面對面的交流可能比自動化更好地解決長時間延誤的問題。另外，其他一些解決方案涉及引入信息翻譯器，以簡化不同計(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”，形成一個由許多傳感器和用戶共享的網(wǎng)絡(luò)，而不是將一個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)對傳輸信息進(jìn)行預(yù)處理，以便進(jìn)行自動目標(biāo)識別和數(shù)據(jù)挖掘。優(yōu)先需要上傳的是包含時間敏感數(shù)據(jù)的事件，以及可能對某些用戶有意義的信息。進(jìn)一步的處理可以在云端完成，包括測量、態(tài)勢評估以及與其他傳感器的關(guān)聯(lián)，以生成決策過程中需要的額外信息。

美國國防部推行的聯(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)施過程很復(fù)雜，尤其是在陸地領(lǐng)域，而且無法保證其在競爭環(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，同時部隊(duì)需要以孤立的方式行動時。

美國陸軍一直在年度多維“項(xiàng)目融合”(PC)演習(xí)中測試JADC2，將來自陸軍、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)將多個情報、監(jiān)視和偵察(ISR)及武器平臺融合到陸軍殺傷網(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)。

基于未來戰(zhàn)爭的需求以及“多域作戰(zhàn)”理念，美國陸軍提出了多域特遣部隊(duì)的概念，其作為戰(zhàn)區(qū)級的多域機(jī)動單元，將使遠(yuǎn)程精確效果（LRPE）與遠(yuǎn)程精確打擊（LRPF）同步，并對部隊(duì)內(nèi)各個節(jié)點(diǎn)實(shí)施分布式控制，以提高生存能力。美國陸軍的第一個多域特遣部隊(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)。第二個多域特遣部隊(duì)于2021年9月在德國威斯巴登美國基地（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啟動其第三個多域特遣部隊(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。在PC21中，美國陸軍采用了計(jì)劃中的5臺作戰(zhàn)云服務(wù)器中的第一臺用于多域特遣部隊(duì)的作戰(zhàn)框架。每個作戰(zhàn)云服務(wù)器都能通過衛(wèi)星鏈路處理一個完整的傳感器到射手系統(tǒng)，并且計(jì)劃為陸軍的5個多域特遣部隊(duì)各部署一個服務(wù)器。每個多域特遣部隊(duì)云服務(wù)器運(yùn)行四個AI程序來自動化殺傷網(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通過衛(wèi)星鏈路將15個傳感器和19個武器系統(tǒng)連接到作戰(zhàn)云。RAINMAKER翻譯來自不同來源的數(shù)據(jù)，每個來源都有自己的“語言”。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(PNT)數(shù)據(jù)的欺騙等模擬挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對這些挑戰(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：對于每個目標(biāo)，F(xiàn)IRESTORM向戰(zhàn)場指揮官提出幾十個“傳感器-目標(biāo)-武器”射擊方案。一旦做出選擇，它就會被發(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，PROMETHEUS接手執(zhí)行戰(zhàn)損評估。

依次完成復(fù)雜的四個程序的整個過程只需要幾秒鐘。

05新的STS功能

在以色列醞釀的另一個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）空軍基地啟動的第144中隊(duì)是這個概念的一個組成部分。這支新部隊(duì)將操作Aeronautics公司的ORBITER 4無人機(jī)，為以色列國防軍（IDF）的“風(fēng)暴云”計(jì)劃提供空中ISR。這個雄心勃勃的系統(tǒng)是一個全面的、自動化的廣域監(jiān)視、目標(biāo)獲取和自動化情報處理系統(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是一個傳感器到射手系統(tǒng)，旨在為營級戰(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無人機(jī)上的攝像傳感器和拉斐爾BNET軟件定義的無線電與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)鍵是采取簡單的小步驟。對機(jī)器來說，瀏覽龐大而超復(fù)雜的系統(tǒng)可能是很簡單的過程，但在戰(zhàn)場上，人類操作員的權(quán)限必須放在第一位。