美海军与海军陆战队为众多任务环节提供反无人机系统防御能力。利用市场上可供购买的大量反无人机系统能力,这两大军种都投资了非互补性的反无人机系统能力。此外,在美海军或海军陆战队的作战条令中,反无人机系统的协调与整合并未得到明确界定。本研究通过区分互操作性适用的场景与时机、识别作战干扰、并确认任何工作重复,来探讨当前及未来反无人机系统硬件的互操作性与效能需求。责任区、东道国的作战指挥权、法律限制以及无人机威胁的差异构成了约束条件,并限制了哪些反无人机系统技术最适合普遍应用。重点关注来自小型、手持式、商用无人机的威胁。为满足联合反无人机系统需求,美海军和美国海军陆战队应摒弃以往那种用临时方案解决永久性问题的思维。需要能够以高效能应对当前及未来无人机威胁的、长期且可互操作的反无人机系统解决方案。

由商用、可改装的无人机系统所构成的威胁,不能再被视为一个临时性问题集。为充分应对当前及新出现的无人机威胁,美海军和美海军陆战队必须超越那种权宜之计、变通方案和在职培训的心态,提升到具备持续、可互操作且成熟的反无人机系统能力水平,以识别、探测、分类、跟踪和化解无人机问题集。目前,美国防部及其下属机构利用并操作着超过235种反无人机系统能力,这些能力充当快速反应能力和通用作战图,正如本研究及当前反无人机系统市场所描述的。正如联合反小型无人机系统办公室所指出的,这些能力无法为战术和作战层级的前线作战人员或高级决策者生成、维护和填充一个共享的通用作战图,以充分应对日益增长的无人机问题集。

该研究领域旨在支持海军陆战队部队司令部和海军远征战斗司令部。其成立是为了评估美海军和美国海军陆战队当前所使用的反无人机系统的有效性及其相互间的互操作能力,这是基于联合反小型无人机系统办公室在2020年提出的联合反无人机系统要求。2019年,美国防部发布了国防部指令3800.01E,指定美国陆军作为国内外应对第1至3类无人机威胁的执行机构。为应对国内外友军和设施上空或附近活动的第1至3类无人机日益增长的存在和威胁,联合反小型无人机系统办公室在陆军的指导下,选定“前沿区域防空指挥控制”系统作为专有手段,为管理、分发和协同无人机威胁信息提供共享的通用作战图。此外,联合反小型无人机系统办公室确定了八种反小型无人机系统解决方案,并将其归类为三种系统之系统方法和一种指挥控制系统:

  1. 固定/半固定系统 • 固定站点-低慢小无人机综合挫败系统:由[美国]陆军主导。
    • 即兴非国家联合空中威胁消除系统:由[美国]空军主导。
    • 反无线电遥控模型飞机一体化防空网络:由[美国]海军主导。

  2. 车载/机动系统
    • 轻型海上防空综合系统:由[美国]海军陆战队主导。

  3. 便携/手持系统
    • 巴尔·查特里:由美国特种作战司令部主导。
    • 无人机克星:无主导方[但]为商用现货能力。
    • 智能射手:无主导方[但]为商用现货能力。

  4. 指挥与控制
    • 前沿区域防空指挥控制系统:由[美国]陆军主导。
    – 前沿区域防空指挥控制系统[包含]可互操作系统,如空军的防空系统集成器和海军陆战队的多环境域无人系统应用指挥控制。

为理解如何评估当前反无人机系统能力应对第1至3类无人机当前及新兴威胁的有效性,研究采用了独特的方法,即从海上和地面视角评估无人机威胁。理解对手及其相关的进攻能力和局限性,可以最有效地确定需要何种防御能力及何种力量水平来进行保护、防御以及在适用时实施反击。

研究从军事战术家的视角,独特地定义和分类了威胁行为体及其相关的无人机运用手段。依据美国家情报委员会关于业余爱好者、国家和非国家行为体的定义,来界定操作第1至3类无人机的威胁行为体。该定义被应用于对手在各责任区内运用无人机的历史背景,及其对人员生命和基础设施造成的损害程度。在理解了谁在操作第1至3类无人机以及他们如何将无人机用作挫败国防部战略与政策的工具之后,将此背景转化为:在每个责任区内,利用了何种指挥控制手段来支持对手的无人机飞行和有效载荷操作。利用对责任区内可用的指挥控制手段的了解,来支持评估对手目前能利用商用现货无人机做什么,以及对手未来能利用新兴技术、基础设施和创新来执行什么。

在评估了对手如何在不同的责任区内运用第1至3类无人机之后,研究调查了美联合反小型无人机系统办公室推荐、且美国海军和海军陆战队目前用以支持反无人机作战的反无人机系统能力。此后,进行了进一步研究,以评估与用于识别和消除不同数量无人机威胁的特定反无人机系统能力相关的效能程度。实施并利用无偏模拟,以演示效能率以及支持反无人机系统杀伤链所需的其他附属反无人机系统子系统的互操作性水平。这种独特的、无偏见的方法旨在向高级决策者通报舰队当前使用的反无人机系统能力的实际有效性,而非商业宣传的有效性。

研究最终着眼于辨明现有及新兴反无人机系统能力所需面临的法律限制,这些能力是支持针对无人机威胁的反无人机系统杀伤链所必需的。对无线电频率冲突消除方法、程序和能力的独特应用,进一步提供了理解反无人机系统能力在某一责任区内主动发射应用范围的潜力。此外,阐述了“高级折射效应预测系统”、“实时频谱作战”、“己方部队监控”和“构建者”作为预测分析工具,能够支持射频冲突消除以及对操作现有及新兴反无人机系统能力的批准,并能确定反无人机系统能力如果应用于特定区域、天气或地形时的有效性程度。

结论

作战环境充斥着无人机和反无人机系统产品,且对手操作者的使用日益增加。当前仍迫切需要为美国海军和海军陆战队制定需求,以开展联合的、可互操作的反无人机系统行动,应对第1至3类无人机威胁。观察到,随着更先进的无人机在责任区内投入使用,当前美国海军和海军陆战队反无人机系统能力的有效性可能会恶化。为满足联合反无人机系统需求,美海军和海军陆战队须摒弃以往那种用临时方案解决永久性问题的思维。需要能够以高效能应对当前及未来无人机威胁的、长期且可互操作的反无人机系统解决方案。

建议

以下清单概括了为改善地缘政治环境中反无人机系统互操作性和有效性而提出的建议: • 建立一个通用基线架构,作为海军部反无人机系统的基础,该架构由以下方面支持:
– 针对演进软件的配置管理
– 针对需求或任务变更的变更管理
• 将频谱分析工具(如AREPS、RTSO或Builder)集成到现有及未来的反无人机系统能力以及反无人机系统规划中,以改进雷达和射频探测、跟踪与压制技术。
– 利用频谱分析工具计算并显示在不同天气和地形环境下的被动射频探测概率。
– 利用频谱分析工具支持预测误伤、最小化电磁干扰,以及为东道国使用提供合法的冲突消除。
• 获取并实施反无人机系统能力,以提供:
– 在更远距离上的高探测概率
– 与联合反小型无人机系统办公室规定的“前沿区域防空指挥控制”架构的互操作性
– 对增加数量的同时出现无人机目标(如集群和蜂群)的高探测概率
• 进行现场勘测和己方部队部署规划,以支持精确的传感器布放,从而考虑多域威胁轴线、地形几何形状以及己方部队的电磁辐射。

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