美國軍事衛星通信系統應用機制研究

王碩 趙夢

(1 中國空間技術研究院，北京 100094)(2 中國航發北京航空材料研究院，北京 100095)

美國是世界上軍事通信衛星發展最早、在軌數量最多、軍事應用最為廣泛和成熟的國家。當前，美國軍事衛星通信系統可分為寬帶通信、窄帶通信、防護通信、數據中繼、應急補充五大類。其中，寬帶通信、窄帶通信、防護通信三類系統直接為陸?？杖娞峁┩ㄐ疟Ｕ?，其組織應用、資源分配與管理是本文研究的重點。

軍事衛星通信系統的組織應用機制是一個復雜的方法論問題，不僅與軍事作戰場景和作戰樣式相關，也與系統特性與能力相關，不僅與技術體制、服務類型等裝備問題相關，也與組織管理、資源調配等管理問題相關。

總體來看，軍事衛星通信系統的組織和應用，本質上是珍貴的衛星通信資源如何應用、如何組織管理，因而涉及裝備建設、部署與應用，裝備的運行、管理和維護，衛星通信資源的管理與調配，以及裝備使用相關的培訓與后勤保障等。在此認識基礎上，本文聚焦美國軍事衛星通信系統用途、管理機構、管理機制三個核心問題，分別予以研究和闡述，以期引起廣泛深入的思考和探索。

1 美國軍事衛星通信系統的應用現狀

1.1 構建軍民融合的彈性分級通信體系

美軍衛星通信系統可分為三個層次：“硬核心”、“軟核心”和“一般用途”系統[1]，分別通過軍事通信衛星和商業通信衛星來實現。

1)“硬核心”系統

面向綜合作戰計劃(SIOP)、綜合戰術預警和攻擊評估以及非戰略核部隊提供關鍵的指揮、控制、通信和情報支持。主要特點是針對最大威脅的可存活性，包括抗干擾、抗電磁脈沖攻擊、抗核閃爍、防偵聽/防截獲(LPI/LPD)、全球覆蓋、近實時接入和網絡重新配置等。典型衛星包括軍事星(Milstar)、先進極高頻(AEHF)衛星等。

2)“軟核心”系統

主要滿足戰區、緊急作戰、力量投送、戰術情報支持、反毒品等行動需求。其特點是針對中等威脅的可存活性，具備一定的抗干擾能力和有限的LPI/LPD能力。典型衛星包括國防衛星通信系統-3(DSCS-3)和寬帶全球通信(WGS)，以及移動用戶目標系統(MUOS)。

3)“一般用途”系統

主要面向后勤、行政管理、情報、普通用戶網絡、反毒品行動以及非國防部機構等的日常通信需求。對安全性和保密性的要求相對較低，一般由商業衛星和部分軍事衛星來支持。典型衛星包括銥星(Iridium)、國際移動衛星(Inmarsat)、國際通信衛星(Intelsat)等[2-3]。

1.2 以高邊疆優勢統領軍事通信信息網絡

目前，美國構建了覆蓋全球的通信網絡——“全球信息柵格”，囊括了多種不同的通信系統與手段，而衛星通信系統處于核心的位置，可實現與電信港、無線蜂窩網、光纖網絡等各類通信系統的互聯互通。衛星通信系統是其軍事力量延伸至極區、海洋和偏遠地區的關鍵(見圖1[4])，其全球覆蓋、超視距實時傳輸、支持移動通信、靈活組網、安全可靠通信等特點，使其成為美軍全球信息系統不可或缺的關鍵組成部分，甚至在特殊情況下(如伊拉克戰爭、阿富汗戰爭)是主要乃至唯一的通信手段[1，5]。衛星通信系統的基礎與核心作用具體體現在以下3個方面。

圖1 美國軍事通信系統構成示意圖Fig.1 Illustration of composition of USA military communications system

(1)將地理上分散各地的通信信息系統有序連接起來，是前線作戰部隊和軍事基地與后方指揮機構和各種信息資源實現互聯互通的關鍵，也是遠距離大容量數據傳輸的主要手段[6]；

(2)是特定戰場中戰術指揮控制的唯一手段，由于具有廣域覆蓋和靈活組網的特點，可在無地面網絡或地面網絡被毀的情況下，有效支持前線部隊的指揮控制，這在沙漠、海洋等特殊作戰環境下的作用更加凸顯；

(3)可以作為一種特殊的抗核通信手段，是國家層面的戰略通信基礎設施，是確保決策者對戰略部隊控制的關鍵?？臻g聯合功能司令部司令海姆斯中將于2011年5月稱，“防護(空間)通信確保國家決策者在通信對抗，甚至核戰爭條件下保持對部隊的指揮與控制[6]?！?/p>

1.3 根據用戶和場景提供多種不同業務

軍事衛星通信系統既可以作為獨立的通信系統為用戶單獨提供所需服務，也可以作為整個信息系統的重要組成部分，與其他地面通信系統互聯。因此，衛星通信系統提供的業務也大體上與地面系統相似，包括話音、數據、短消息、傳真、尋呼、視頻、視頻會議等多種形式。例如，Inmarsat公司的寬帶全球域網絡產品，可提供用戶身份識別卡(SIM卡)、話音、綜合業務數字網、互聯網協議(IP)數據連接、短消息等各種服務；Intelsat公司的通信衛星，不僅可提供電信數據傳輸業務，同樣支持視頻廣播、無人機數據回傳等業務。

軍事衛星通信系統分為多個類別，分別滿足大容量、移動性和安全性的需求。因此，不同類型的衛星通信系統，其應用的差別較大，支持平臺與速率也有區別。根據美國參謀長聯席會聯合出版物《空間作戰》[4]，衛星通信系統可實現政府最高層領導直接向戰區戰術梯隊傳輸包括作戰、后勤、情報、人員和外交在內的各種信息。

寬帶通信系統的服務對象為政府、戰略和戰術用戶，具體包括美國白宮通信局、軍方、國務院、聯合參謀部、戰區指揮官、聯合特遣部隊、多國部隊、機動部隊以及無人機等，為軍隊提供地面軍網的接入服務。

窄帶通信系統的服務對象更加面向戰術機動部隊，以戰術指揮控制為主，支持海、陸、空平臺上的移動和固定終端、指揮中心和戰地指揮所，以及導彈發射控制裝置。

防護通信系統既面向高層戰略用戶，也面向陸、海、空三軍，提供實時態勢感知、戰場公共作戰視圖、“戰斧”導彈指令數據注入、戰損評估、核戰爭信息交換等服務。

商業通信系統則用于補充軍事系統的容量與能力不足，提供衛星移動通信、衛星固定通信和衛星寬帶通信業務，滿足戰術指揮控制、戰場廣播、無人機數據回傳、海上艦艇高速連接等需求。

2 美軍衛星通信系統的管理機構與職責

2.1 三個維度實施全生命周期的管理和保障

與系統建設相似，軍事衛星通信在組織應用時也涉及到多個機構和部門[7]。美國在軍事衛星通信系統建設、部署和應用方面設置了多個機構，并進行了明確的職責分配，機構間既相互獨立、職能職責上又有一定的交叉。

(1)在需求和體系規劃方面，負責指揮、控制、通信與情報的國防部長幫辦(ASD/C3I)，負責制訂和維護軍事衛星通信發展路線圖，國家安全空間體系辦公室(NSSA)負責制訂中期(7～15年)和長期(15年以上)的衛星通信體系規劃。陸軍部、海軍部、空軍部、美國航天司令部總司令(USCINCSPACE)、國防信息系統局(DISA)等負責參與和協助需求分析、體系建設、發展路線圖的繪制、系統標準制定等多個方面的工作。

(2)在衛星通信系統建設部署方面，以ASD/C3I為最高領導，負責提供指揮、控制、通信、計算、情報、監視與偵察(C4ISR)的全局指導，包括政策、規劃、計劃和預算，并指派相關軍種負責衛星通信系統的采購和維護。此外，參謀長聯席會主席(CJCS)負責開展相關監管活動。具體實施分為軍事和商業兩個部分：軍事衛星由陸軍部、海軍部和空軍部負責，包括項目預算過程、采辦過程；商業衛星由DISA負責，包括衛星通信系統與國防信息系統網(DISN)的集成，以及衛星通信系統空間段、地面段和用戶段的相關項目同步開展和部署。

(3)在支撐軍事作戰方面，CJCS負責領導一切與衛星通信系統應用相關的活動，包括指派衛星通信資源管理相關機構及其職責，制訂衛星通信資源訪問的相關流程和程序。CJCS在支撐軍事作戰方面的職責由通信參謀部具體實施，而USCINCSPACE作為下一級的衛星運行經理，通過各軍種相關機構實現系統的日常操作。當多個通信資源申請發生沖突時，由CJCS和ASD/C3I負責裁決，前者負責國防部內部用戶需求的裁決，后者負責國防部以外用戶需求的裁決。

2.2 建立三級管理體系保障軍事需求

總的來看，美軍衛星通信系統可從系統建設和組織應用兩條主線分別進行梳理。從系統建設的角度來看，整個系統的空間段、地面段、用戶段分別由不同的機構承擔。例如涉及空間段衛星采辦的主要是空軍導彈與系統中心(SMC)和海軍空間與海戰司令部(SPAWAR)；涉及地面段建設和運管的則是陸軍、海軍、空軍各負責一部分；涉及用戶段各類終端和應用系統采辦的是由各個軍種獨立負責，例如陸軍下設戰術指揮控制與通信辦公室，負責陸軍戰術通信網絡采辦。

對于組織應用，則完全由另外一套體系負責(見圖2)[7]。

圖2 衛星通信運行管理的三級組織結構示意圖Fig.2 Illustration of 3-level management of satellite communications system

衛星通信的運行管理是指衛星通信資源監督、管理和控制，使其有序地為作戰指揮官和其他用戶所用?？刂坪凸芾硎侵感l星平臺和有效載荷的控制，以及日常的資源管理。典型工作包括衛星健康度檢查、位置保持、異常處理、有效載荷配置、資源規劃分配與報告等。除了軍事衛星通信系統外，還需要對商業、盟國以及民用衛星通信資源進行監控，支持衛星通信資源的有效規劃、監控和管理?？傮w上，衛星通信資源的管理可以自上而下地分為三個層次。

1)監管層

參謀長聯席會履行監管職能，主要通過聯合衛星通信中心(JCSC)的指揮鏈條來實施，JCSC的職責涉及兩個方面：一是衛星通信資源的分配、劃分和裁決；二是衛星通信資源的管理。

2)系統級參謀支持

該職能由通信衛星運行經理(SOM)和通信衛星系統專家(SSE)履行。

3)24 h運行中心

該中心由全球衛星通信支持中心(GSSC)和區域衛星通信支持中心(RSSC)履行。衛星通信支持中心為全球用戶直接提供關于衛星通信應用的支持，并且與DISA的全球網絡運行與安全中心和區域網絡運行與安全中心協作。衛星、有效載荷、衛星通信網絡的控制由美國航天司令部(USSPACECOM，現為美國戰略司令部)下轄的衛星通信指揮控制中心負責。

3 美軍衛星通信資源的分配與管理

3.1 利用衛星通信數據庫統籌需求管理、系統規劃和應用

美軍的衛星通信數據庫(SDB)包括當前需求和未來需求兩大部分：當前需求主要服務于作戰計劃和規劃，未來需求則需要參考當前軍事理論、系統研究、方案設計、技術預研和采辦項目等?？偟膩砜矗脩舻男枨笫欠襁M入SDB，需要以下階段和過程[7-8](見圖3)。

(1)用戶提交的需求匯總至國防信息系統局指派的聯合衛星通信小組管理員，后者進行完整性等編輯審查，并將其列為SDB備選需求。

(2)衛星通信運行經理(SOM)和DISA聯合進行技術評估，評估內容包括是否必須使用衛星通信系統、是否可用其他通信手段、當前衛星通信系統能力能否滿足、是否會影響其他用戶等。

(3)SOM將分析評估結果匯總后，提交給聯合衛星通信小組管理員，后者進行進一步的校驗和整理，提交聯合衛星通信小組評審。

(4)聯合衛星通信小組開展需求評審，該小組由作戰參謀部、通信參謀部、各個軍種、DISA等機構代表組成，以月度為周期開展需求評審會，形成最終建議，提交給聯合參謀部。

(5)聯合參謀部完成需求審批后，聯合衛星通信小組管理員根據結果將需求加入SDB，并及時告知相關用戶。對于當前系統無法滿足的需求，將持續保存在SDB中，用于指導未來衛星通信體系規劃。

圖3 衛星通信數據庫需求產生、提交、審批與分發流程示意圖

3.2 基于優先級體系細化管理衛星通信資源

由于衛星通信資源有限且非常寶貴，美軍采取優先級管理的方式，對資源進行劃分，預留給主要用戶，同時為應對突發情況，也可以由參謀長聯席會臨時調用和指派。

軍事通信衛星在發射部署前，其星上容量資源就已根據SDB的數據完成了一輪資源的劃分，由高級用戶使用和管理大塊資源，再根據需要向其下級部隊進行小塊資源的分配。如果發生緊急事件，或資源請求沖突，則需要提交上級部門即參聯會進行裁決。

在衛星通信資源使用申請得到審批后，即可接入衛星系統，在規定時間內獲取相應的服務，具體流程如圖4所示[1]。

圖4 軍事衛星通信系統接入流程示意圖Fig.4 Process of military satellite communications system access

用戶需求分為兩大類：核心的作戰需求和國家安全“企業級”需求。這兩類需求的資源分配比例不確定，視具體場景而定，但是應當在一定時期內保持穩定。是否分配資源、分配資源的多少則需要根據相應需求的優先級來確定(見表1)[7]。

表1 衛星通信系統接入優先級列表

4 結束語

衛星通信系統作為支持作戰的重要通信手段之一，已經得到了廣泛的認可和支持，其不可替代性和稀有性，要求衛星通信資源得到有效的組織、管理和使用。從本文介紹的美軍實際建設和使用情況來看，完備的組織結構是支撐衛星通信資源得到高效使用的基礎，分級分類使用管理與優先級競爭策略是同時服務常規需求與突發需求的重要體制保障，系統工程思想與系統建設和使用統籌是軍事衛星系統有效規劃與持續發展的重要保證。因此，未來應在以下兩方面開展深入研究。

(1)堅持建設和使用二者并重的思想。一方面，衛星通信系統的建設必須遵循大系統的思維，以應用為目標和考核標準推進相關規劃和建設，確保實際應用需求在系統建設各個階段的落實；另一方面，也需要在統一的框架下梳理衛星通信系統的應用場景、使用方式和基本作用，在應用需求和系統建設之間建立暢通的對話機制。

(2)深入研究并借鑒需求庫與需求機制。一方面從現有實際需求出發，頂層給予充分重視，安排試點計劃，推動需求建立與維持機制的探索和實踐；另一方面著眼未來需求，通過自上而下指導、自下而上梳理和匯總的方式，結合未來5～15年的軍事戰略、作戰環境和作戰條件等，合理、實際地提出衛星通信保障需求。

References)

[1] Chairman of Joint Chiefs of Staff. Memorandum of policy No.37： Military satellite communications systems[EB/OL].[2016-11-04]. http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?Location=U2&doc=GetTRDoc.pdf&AD=ADA300228

[2] DISA COMSATCOM Center. Commercial Satellite Communications(COMSATCOM) ordering guide version2.2[EB/OL].[2016-05-26].http://www.disa.mi./～/media/Files/DISA/Services/SATCOM/Ordering_Guide.pdf

[3] Charlie Edwards. DoD commercial SATCOM[EB/OL].[2011-08-26].http://www.disa.mil/news/conferences-and-events/～/media/files/disa/news/conference/cif/briefing/COMSATCOM.pdf

[4] Joint Chiefs of Staff. JP3-14: Space operation[EB/OL].[2016-11-04].http://dtic.mil/doctrine/new_pubs/jp3_14.pdf

[5] Joint Chiefs of Staff. JP6-0: Joint communications system[EB/OL].[2016-11-04].http://dtic.mil/doctrine/new_pubs/jp6_0.pdf

[6] Mr Lynn Epperson. Satellite communications within the Army’s WIN-T architecture[EB/OL].[2014-06-19].http://azslide.com/download/satellite-communications-within-the-army-s-win-t-architecture_59dd629b1723ddcb3a5857dc.html

[7] Chairman of Joint Chiefs of Staff. CJCSI 6250.01A. Satellite communnications[EB/OL].[2014-11-14].http://docmia.com/d/727175

[8] Stephane Chenard. Military satellite communications: The essential planning and forecast tool for future military satellite requirements[R]. Paris: Euroconsult， 2014