美軍方面近年來不斷強調多域作戰(MDO)和聯合全域指揮控制(JADC2)概念，旨在通過跨作戰領域的整合協同，實現更快速、更精確的指揮和控制，從而提高作戰效率和效果。在美國防部2023 年8月發布的《聯合作戰概念3.0》(JWC 3.0)中，特別強調了“信息優勢、指揮控制、聯合火力以及在對抗性后勤中取勝的能力。”

電磁頻譜就是聯合作戰的信息優勢的保障，電磁頻譜會使聯合部隊指揮官獲得對潛在對手的戰術、行動和戰略優勢。戰略規劃上，美軍拓展電磁頻譜作戰概念邊界，將電子戰和電磁頻譜管理概念整合為一，進一步強調電磁頻譜作戰的重要性 。而衛星作為當下電磁態勢感知和網絡通信傳輸的核心力量，是美軍電磁頻譜作戰重要組成部分，也是其發展的重點。自美太空軍從空軍編制中獨立到低軌星座NDSA計劃快速落地實施，可見一斑。

聯合電磁頻譜作戰示意

衛星的電磁頻譜功能

電磁頻譜作戰的目的是取得戰術上的主動性，天基力量在電磁頻譜作戰中可以作為偵測力量，感知并監測目標的射頻位置和動向，為后續行動提供情報支持。參考美國鷹眼360(HawkEye 360)RFGeo射頻感知產品，它可以利用三顆衛星組成星座生成的獨特數據來識別和定位射頻信號，支持VHF、UHF、L波段(包括GNSS頻率)、S波段和X波段頻率發射器進行精準定位，可提供95%包含概率的置信橢圓。通過整個星座，可以覆蓋數百萬平方公里的區域，實現對 RF活動的長期大規模監測。

RFGeo單脈沖和多脈沖定位示意

RFGeo感知的射頻頻率如下：

衛星還可以作為傳輸數據的中轉站，將目標武器數據快速傳輸給作戰單位，快捷實施攻擊行動以摧毀地方目標。相較于地面的通信設備易受到地形因素、干擾等方面的影響，天基設備可以更安全及時地將數據同步給作戰部隊，建立相對迅速的命令和控制架構。2023年，美軍已經在埃格林測試基地測試了最新NDSA的低軌衛星和地面設備之間的link-16雙向通信，以證明NDSA的可行性及其通過現有戰術數據網絡向作戰人員提供火控信息的能力。另外，衛星傳輸的高帶寬和低延時還能作為無人機遠程控制的基礎，在2022年12月，美國空軍國民警衛隊(ANG)和通用原子航空系統公司(GA-ASI)開始對配備近地軌道(LEO)衛星通信 (SATCOM) 指揮和控制系統的 MQ-9A進行了飛行測試。根據2024年3月的消息，MQ-9已經能通過衛星控制降落，其中繁瑣的降落操作也從側面說明了衛星的高速傳輸能力對未來無人設備遠距離作戰的支撐作用。

MQ-9地面遠程操作同步顯示

NDSA計劃——美軍天基低軌化布局

NDSA是一個戰術LEO網絡，旨在傳達導彈警告，以及將目標位置、導航和計時數據和其他重要信息盡可能快速、安全地發送到地面目標位置。其核心是可以延遲實現數據連接和定向部署，以便作戰人員能夠以更高效的方式完成任務。

NDSA規劃有7層部署，分別是地面支持、通信傳輸、威脅追蹤、戰斗管理、導航、監測以及創新功能層，基本已經涵蓋了現階段美國天基作戰力量的所有功能。雖然在NDSA之前，美國官方已經擁有地球靜止軌道(GEO)和中地球軌道 (MEO)兩套導彈跟蹤資產，分別由導彈防御局(MDA)和空間系統司令部 (SSC)運營，但從NDSA如此完整的功能來看，無論是作為傳輸通信的中間層，還是作為感知、監測、作戰管理的功能終端，美軍天基力量地軌道化的趨勢已經顯現。

其主要原因可能有三：

一是高帶寬和低延遲的數據傳輸有效支撐作戰。在傳統的衛星通信計劃中，多個衛星連接聚合在一起才能達到 12M/s的傳輸速度。而通過LEO星座，美軍可以擁有高達 200M/s甚至更快的傳輸速度。根據SDA展示的 “1階段傳輸層”(T1L1)功能，通過有針對性的技術增強、以任務為中心的有效載荷配置以及增強集成度等方式，T1TL可作為聯合全域指揮與控制 (JADC2)的骨干，完成低延遲的傳感器到射手(sensor-to-shooter)連接和直接到武器平臺(direct-to-weapon platforms)連接，以支持全球作戰任務。

二是更強的抗干擾和打擊能力。低軌到星座往往數量龐大，動輒數以千計，而且采用分布式功能部署，一顆衛星的干擾或損毀對整個星座的正常運轉影響有限，能有效增加整個系統的彈性和電磁頻譜穩定性。NDSA在計劃初期的當下，就已經簽訂了上百顆跟蹤層和通信層的衛星合同。

NDSA傳輸層概念圖

三是低成本， LEO衛星每顆的制造成本通常在100萬美元到 500 萬美元之間。相比之下，GEO衛星的成本一般在1.5億美元到4億美元上下。而且由于軌道低，LEO的發射成本也是GEO衛星的五分之一。另外，LEO衛星由于技術簡單，研發設計成本也相對較低。綜合來看，盡管存在LEO壽命周期相對短，星座網需要衛星數量大的限制，但仍不失為一個劃算的選擇。

目前，SDA正在推進NDSA計劃的“第0批”衛星的部署，已經分別于2023年4月和9月發射了共計23顆衛星。完成后，第0批星座將由28顆衛星組成，包括19顆傳輸衛星、8顆跟蹤衛星以及1顆地面測試臺衛星，在LEO中形成一個彈性星座。后續NDSA還有4個批次衛星部署計劃，逐漸完善其星網功能。

衛星電磁頻譜作戰已經不是“未來”

在俄烏戰爭早期，北約衛星體系已經充分展示出其在實戰中的偵查和導航能力，雖然之后受到陸基高功率無線電的干擾收效減弱，但聯合指揮和控制核心思路并沒有改變，衛星的仍然是電磁頻譜作戰力量的重要一環。在美軍現下的作戰體系中，載人-無人組隊趨勢已經明朗，衛星無論是作為其信息傳輸的連接載體還是甄別射頻信號的感知裝備都有不可或缺的地位。近年來，美軍織了數場名為“SKIES”的演習來提高其在太空領域的電子戰(EW)能力，其中就包括多個分布式、多軍種單位的聯合指揮控制以及對太空、無人機威脅的感知應對。美軍對衛星電磁頻譜功能更進一步的應用已經可以預見。(北京藍德信息科技有限公司)

參考資料

(1) https://www.defense.gov/News/Releases/Release/Article/2948229/space-development-agency-makes-awards-for-126-satellites-to-build-tranche-1-tra/

(2) https://sage-advices.com/how-much-does-it-cost-to-build-a-geo-satellite/

(3) https://www.spaceforce.mil/News/Article-Display/Article/3549148/black-skies-23-3-ussf-conducts-largest-ever-joint-space-electromagnetic-warfare/

(4) https://www.spoc.spaceforce.mil/News/Article-Display/Article/3327315/black-skies-23-1-starcom-improves-combat-readiness-through-its-second-live-fire

(5) Radio Frequency Signal Mapping with RFGeo - HawkEye 360 (he360.com)

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