西方軍事強國主要依賴尖端精準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，獲取精準的目標位置和狀態(tài)信息尤為重要。

當追蹤“時間敏感”目標時，需要迅速提供目標位置與狀態(tài)信息，否則目標會遷移。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。對于一支現(xiàn)代化的軍隊來說，具備從戰(zhàn)術到戰(zhàn)略層面快速完成這一過程的各個階段的能力至關重要。

01從殺傷鏈到殺傷網

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”。它定義了從目標出現(xiàn)，經過規(guī)劃和授權與目標交戰(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的一組線性過程。然而，對于緊急請求或利用稍縱即逝的機會來說，對每個目標建立離散的殺傷鏈并不一定適合。現(xiàn)代軍隊試圖通過簡化的數(shù)據(jù)共享、更快的數(shù)據(jù)鏈、自動化流程和并行任務來加速這一過程，從而形成一個“殺傷網”。其最終目標是在幾秒鐘而不是幾分鐘或幾小時內發(fā)動攻擊。

對于一支要求精準效果的軍隊，傳感器與效應器一樣重要。通常改進傳感器比升級武器更有助于提高打擊效率，因為改進傳感器和信息處理可以帶來更多的交戰(zhàn)機會，并提高成功交戰(zhàn)的可能性。這些改進可能包括增加傳感器數(shù)量或種類以加強“傳感器到射手”系統(tǒng)，擴大帶寬以提高信息傳輸?shù)乃俣群蜕疃纫约靶畔鬟f的質量。創(chuàng)建由多個不同傳感器組成的“傳感器網絡”可以融合多個反饋信息，提高檢測隱藏目標的概率并為射手提供更精準的目標信息。

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)通過無線網絡傳輸時，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)代網狀網絡具有足夠的彈性足以抵御此類挑戰(zhàn)，并且經常用于現(xiàn)代傳感器網絡。但是如果武器系統(tǒng)相互相對靠近，此類網絡可以提供一個“戰(zhàn)術云”，即使在面臨干擾時也能進行通信。

無人機制造商AeroVironment推出了一個緊密結合的STS系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一架“美洲豹”3AE偵察無人機以及“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)視任務中遇到的時敏目標的響應。俄烏戰(zhàn)爭雙方都采用了這種無人機獵殺交叉組合。

02簡化流程

跨梯隊、領域和聯(lián)盟伙伴的流程要復雜得多。在烏克蘭發(fā)生的炮兵反擊任務就是一個典型的例子。在第一輪炮彈發(fā)射之前，火炮射擊遵循結構化的、詳細的規(guī)劃和火力指揮流程。但對敵方炮兵目標進行反擊速度必須更快，因為目標信息通常是“短時有效的”，尤其是當目標為移動火箭發(fā)射器和自行火炮時。此類任務依靠各種傳感器，如聲學傳感器、雷達等來探測敵方火力，并使用計算機計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級的炮手操作，他們共享網絡、程序和信息格式，以快速處理信息并執(zhí)行反擊任務。

對于遠距離攻擊，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，應對射程數(shù)百公里的彈道導彈需要通過更高級別的傳感器和情報來源獲取目標信息，否則射手們可能無法獲得這些信息。美國陸軍計劃將部署在近地軌道(LEO)的稱為戰(zhàn)術空間層(TSL)的新型通信衛(wèi)星與戰(zhàn)術情報目標訪問節(jié)點(TITAN)地面站整合在一起，以支持遠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)進行連接，但有可能冗長且復雜。在戰(zhàn)術層面操作時，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知負擔。

加速STS循環(huán)需要改進許多要素，但通常是要對層次結構進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器對機器的連接，這在較低級別上容易實現(xiàn)，但在較高層次上實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)共享標準化連接成為必要。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功能，例如使用機器學習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)代殺傷網中，傳感器可以將它們的信息上傳到“戰(zhàn)術云”，形成一個由許多傳感器和用戶共享的網絡，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器學習對傳輸信息進行預處理，以便進行自動目標識別和數(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。盡管這樣的網絡在理論上很有前途，但它的實施過程很復雜，尤其是在陸地領域，而且無法保證其在競爭環(huán)境中持續(xù)可靠運行。因此，用戶應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，同時部隊需要以孤立的方式行動時。

美國陸軍一直在年度多維“項目融合”(PC)演習中測試JADC2，將來自陸軍、空軍、海軍、海軍陸戰(zhàn)隊和太空部隊的系統(tǒng)與能力進行結合。2021年的演習(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的網狀網絡中，以生成詳細的實時通用作戰(zhàn)圖(COP)。這一努力依賴于110項新技術和概念才得以實現(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的概念，其作為戰(zhàn)區(qū)級的多域機動單元，將使遠程精確效果（LRPE）與遠程精確打擊（LRPF）同步，并對部隊內各個節(jié)點實施分布式控制，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,重點部署在印太地區(qū)。第二個多域特遣部隊于2021年9月在德國威斯巴登美國基地（US Army Garrison Wiesbaden）建立，重點放在歐洲。陸軍計劃于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，希望該部隊為聯(lián)合部隊提供更多跨越印太地區(qū)的戰(zhàn)場選擇。據(jù)悉，陸軍還計劃建立兩支多域特遣部隊，其中一支預計以北極為重點，另一支則用于全球快速機動。在PC21中，美國陸軍采用了計劃中的5臺作戰(zhàn)云服務器中的第一臺用于多域特遣部隊的作戰(zhàn)框架。每個作戰(zhàn)云服務器都能通過衛(wèi)星鏈路處理一個完整的傳感器到射手系統(tǒng)，并且計劃為陸軍的5個多域特遣部隊各部署一個服務器。每個多域特遣部隊云服務器運行四個AI程序來自動化殺傷網,稱為“造雨者”（RAINMAKER）、“普羅莫修斯”（PROMETHEUS）、“暴風雪”（FIRESTORM）和同步高光速瞄準器（SHOT）。

04殺傷網四程序

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演習中，作為演習的一部分，RAINMAKER還面臨著電子干擾、定位、導航和授時(PNT)數(shù)據(jù)的欺騙等模擬挑戰(zhàn)。為了應對這些挑戰(zhàn)，RAINMAKER在射頻(RF)鏈路上實施了新的抗干擾波形，以尋求開放的通訊信道，重構網絡并保證傳感器的信息輸送。

程序一：PROMETHEUS的任務是在RAINMAKER從ISR平臺提供的傳感器輸送信息中尋找威脅和目標。

程序二：一旦發(fā)現(xiàn)目標，它們就會被交給“多域作戰(zhàn)中優(yōu)化響應的火力同步”(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”與最合適的目標相匹配。

程序三：對于每個目標，F(xiàn)IRESTORM向戰(zhàn)場指揮官提出幾十個“傳感器-目標-武器”射擊方案。一旦做出選擇，它就會被發(fā)送到同步高速瞄準器（SHOT）程序中執(zhí)行。

程序四：隨著被選中的武器在幾秒鐘內收到開火或發(fā)射的命令，所有與該任務相關的其他射手都被安排執(zhí)行其他不同的任務。這時，PROMETHEUS接手執(zhí)行戰(zhàn)損評估。

依次完成復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中隊是這個概念的一個組成部分。這支新部隊將操作Aeronautics公司的ORBITER 4無人機，為以色列國防軍（IDF）的“風暴云”計劃提供空中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、目標獲取和自動化情報處理系統(tǒng)的一部分，旨在增強小型獨立部隊的作戰(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)術編隊服務。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任務工作組（SPIKE NMT）。該系統(tǒng)將ORBITER-4無人機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第六代導彈，可安裝在陸地平臺上，射程為32公里，或安裝在直升機上，射程為50公里。

傳感器到射手系統(tǒng)為軍隊在日益復雜的戰(zhàn)場上保持進步提供了一種很有希望的手段。然而，許多創(chuàng)業(yè)公司的經驗表明，成功實施并贏得用戶的關鍵是采取簡單的小步驟。對機器來說，瀏覽龐大而超復雜的系統(tǒng)可能是很簡單的過程，但在戰(zhàn)場上，人類操作員的權限必須放在第一位。