卫星互联网支撑跨域无人集群作战

跨域无人集群作为一种颠覆性的未来全新作战模式, 其作战效能的发挥极大地受限于通信组网能力。近年来, 卫星互联网凭借其广覆盖、低延时、高宽带及低成本等技术优势, 在全球快速发展, 是进一步发展跨域无人集群作战模式的关键。文中针对未来水下无人系统的发展趋势和现实需求, 介绍了卫星互联网的发展、技术优势以及跨域无人集群的作战概念, 深入分析了卫星互联网支撑跨域无人集群作战的优势, 提出了结合卫星互联网技术与空域、海面、水下作战域无人集群相结合的空海跨域无人集群作战网络, 并综合分析给出了技术架构, 可为未来跨域无人集群作战研究提供参考。

无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)、无人 水面艇(unmanned surface vessel, USV)、无人水下 航行器(unmanned undersea vehicle, UUV)等无人装 备的快速发展, 使得无人装备跨域集群作战成为了 一种新型作战模式[1] , 在未来体系化作战中具有颠 覆性意义[2-3] , 将深刻影响和决定未来海战的成败。 近年来, 世界主要军事强国均着力加强水下无人 装备技术和应用部署等方面的研究, 积极推动水 下无人装备跨域自主协同作战能力发展, 为未来 海域无人集群作战积累技术和工程基础。2016 年 以来, 美国每年举办的“先进海军技术演习(ANTX)” 期间, 包括波音、海德罗伊在内的多家公司演示了 采用卫星、水声、超短波等多种通信手段以及中继 跨网互连方式, 来验证空海跨域网络的通信能 力 [4]。此外, 美国防部发布的《无人系统综合路线 图(2017-2042)》是 2001 年以来美国发布的第 8 版 无人装备综合路线图[5] , 旨在指导 UAV、UUV 及 USV 等无人系统的全面发展, 是在 2038年路线图 基础上的进一步延伸, 将无人系统更加深入地整 合到作战体系, 提升美军无人作战能力。国内针 对单作战域无人集群已有了较为完整的研究, 但 多作战域无人集群协同作战研究仍处于初步阶 段。江碧涛院士等[6] 对海空平台智能无人集群跨 域协同作战进行了深入、详尽的分析, 但暂未涉及 日益增长的水下无人装备作战需求。为适应未来 联合作战需求, 构建空域、海面及水下多作战域联 合跨域无人集群, 聚焦全域集群作战系统, 系统的 互操作性、自主性、安全网络及集群协同是加速无 人系统作战应用主要驱动力[7] , 通信组网是其基础 支撑能力。 当前地面互联网和移动互联网已非常发达, 但 仅覆盖地球表面的 5.8%, 卫星互联网发挥卫星及 互联网的优势, 可实现全球广域覆盖、万物互联和 随遇接入, 提供广覆盖、低延时、宽带化及低成本 的服务[8]。卫星通信受地形地貌、自然灾害影响 小, 适合为偏远、远海、境外及灾害应急等场景提 供服务, 具有重大的战略及经济价值[9]。借助卫星 互联网的全球广域宽带、低时延的服务能力, 可提 供基于卫星网络的空海跨域通信能力[10] , 有利于 提升跨域无人集群的作战能力, 同时, 将聚焦于单 作战域的传统无人集群作战系统相互贯通, 形成 由太空卫星、UAV、USV 和 UUV 组成的多作战域 无人集群网络, 对丰富作战战法、增强协同感知能 力、提升体系“云化”水平及加快智能迭代等具有 重要意义。