美国军事卫星通信系统应用机制研究

王硕 赵梦

(1 中国空间技术研究院，北京 100094)(2 中国航发北京航空材料研究院，北京 100095)

美国是世界上军事通信卫星发展最早、在轨数量最多、军事应用最为广泛和成熟的国家。当前，美国军事卫星通信系统可分为宽带通信、窄带通信、防护通信、数据中继、应急补充五大类。其中，宽带通信、窄带通信、防护通信三类系统直接为陆海空三军提供通信保障，其组织应用、资源分配与管理是本文研究的重点。

军事卫星通信系统的组织应用机制是一个复杂的方法论问题，不仅与军事作战场景和作战样式相关，也与系统特性与能力相关，不仅与技术体制、服务类型等装备问题相关，也与组织管理、资源调配等管理问题相关。

总体来看，军事卫星通信系统的组织和应用，本质上是珍贵的卫星通信资源如何应用、如何组织管理，因而涉及装备建设、部署与应用，装备的运行、管理和维护，卫星通信资源的管理与调配，以及装备使用相关的培训与后勤保障等。在此认识基础上，本文聚焦美国军事卫星通信系统用途、管理机构、管理机制三个核心问题，分别予以研究和阐述，以期引起广泛深入的思考和探索。

1 美国军事卫星通信系统的应用现状

1.1 构建军民融合的弹性分级通信体系

美军卫星通信系统可分为三个层次：“硬核心”、“软核心”和“一般用途”系统[1]，分别通过军事通信卫星和商业通信卫星来实现。

1)“硬核心”系统

面向综合作战计划(SIOP)、综合战术预警和攻击评估以及非战略核部队提供关键的指挥、控制、通信和情报支持。主要特点是针对最大威胁的可存活性，包括抗干扰、抗电磁脉冲攻击、抗核闪烁、防侦听/防截获(LPI/LPD)、全球覆盖、近实时接入和网络重新配置等。典型卫星包括军事星(Milstar)、先进极高频(AEHF)卫星等。

2)“软核心”系统

主要满足战区、紧急作战、力量投送、战术情报支持、反毒品等行动需求。其特点是针对中等威胁的可存活性，具备一定的抗干扰能力和有限的LPI/LPD能力。典型卫星包括国防卫星通信系统-3(DSCS-3)和宽带全球通信(WGS)，以及移动用户目标系统(MUOS)。

3)“一般用途”系统

主要面向后勤、行政管理、情报、普通用户网络、反毒品行动以及非国防部机构等的日常通信需求。对安全性和保密性的要求相对较低，一般由商业卫星和部分军事卫星来支持。典型卫星包括铱星(Iridium)、国际移动卫星(Inmarsat)、国际通信卫星(Intelsat)等[2-3]。

1.2 以高边疆优势统领军事通信信息网络

目前，美国构建了覆盖全球的通信网络——“全球信息栅格”，囊括了多种不同的通信系统与手段，而卫星通信系统处于核心的位置，可实现与电信港、无线蜂窝网、光纤网络等各类通信系统的互联互通。卫星通信系统是其军事力量延伸至极区、海洋和偏远地区的关键(见图1[4])，其全球覆盖、超视距实时传输、支持移动通信、灵活组网、安全可靠通信等特点，使其成为美军全球信息系统不可或缺的关键组成部分，甚至在特殊情况下(如伊拉克战争、阿富汗战争)是主要乃至唯一的通信手段[1，5]。卫星通信系统的基础与核心作用具体体现在以下3个方面。

图1 美国军事通信系统构成示意图Fig.1 Illustration of composition of USA military communications system

(1)将地理上分散各地的通信信息系统有序连接起来，是前线作战部队和军事基地与后方指挥机构和各种信息资源实现互联互通的关键，也是远距离大容量数据传输的主要手段[6]；

(2)是特定战场中战术指挥控制的唯一手段，由于具有广域覆盖和灵活组网的特点，可在无地面网络或地面网络被毁的情况下，有效支持前线部队的指挥控制，这在沙漠、海洋等特殊作战环境下的作用更加凸显；

(3)可以作为一种特殊的抗核通信手段，是国家层面的战略通信基础设施，是确保决策者对战略部队控制的关键。空间联合功能司令部司令海姆斯中将于2011年5月称，“防护(空间)通信确保国家决策者在通信对抗，甚至核战争条件下保持对部队的指挥与控制[6]。”

1.3 根据用户和场景提供多种不同业务

军事卫星通信系统既可以作为独立的通信系统为用户单独提供所需服务，也可以作为整个信息系统的重要组成部分，与其他地面通信系统互联。因此，卫星通信系统提供的业务也大体上与地面系统相似，包括话音、数据、短消息、传真、寻呼、视频、视频会议等多种形式。例如，Inmarsat公司的宽带全球域网络产品，可提供用户身份识别卡(SIM卡)、话音、综合业务数字网、互联网协议(IP)数据连接、短消息等各种服务；Intelsat公司的通信卫星，不仅可提供电信数据传输业务，同样支持视频广播、无人机数据回传等业务。

军事卫星通信系统分为多个类别，分别满足大容量、移动性和安全性的需求。因此，不同类型的卫星通信系统，其应用的差别较大，支持平台与速率也有区别。根据美国参谋长联席会联合出版物《空间作战》[4]，卫星通信系统可实现政府最高层领导直接向战区战术梯队传输包括作战、后勤、情报、人员和外交在内的各种信息。

宽带通信系统的服务对象为政府、战略和战术用户，具体包括美国白宫通信局、军方、国务院、联合参谋部、战区指挥官、联合特遣部队、多国部队、机动部队以及无人机等，为军队提供地面军网的接入服务。

窄带通信系统的服务对象更加面向战术机动部队，以战术指挥控制为主，支持海、陆、空平台上的移动和固定终端、指挥中心和战地指挥所，以及导弹发射控制装置。

防护通信系统既面向高层战略用户，也面向陆、海、空三军，提供实时态势感知、战场公共作战视图、“战斧”导弹指令数据注入、战损评估、核战争信息交换等服务。

商业通信系统则用于补充军事系统的容量与能力不足，提供卫星移动通信、卫星固定通信和卫星宽带通信业务，满足战术指挥控制、战场广播、无人机数据回传、海上舰艇高速连接等需求。

2 美军卫星通信系统的管理机构与职责

2.1 三个维度实施全生命周期的管理和保障

与系统建设相似，军事卫星通信在组织应用时也涉及到多个机构和部门[7]。美国在军事卫星通信系统建设、部署和应用方面设置了多个机构，并进行了明确的职责分配，机构间既相互独立、职能职责上又有一定的交叉。

(1)在需求和体系规划方面，负责指挥、控制、通信与情报的国防部长帮办(ASD/C3I)，负责制订和维护军事卫星通信发展路线图，国家安全空间体系办公室(NSSA)负责制订中期(7～15年)和长期(15年以上)的卫星通信体系规划。陆军部、海军部、空军部、美国航天司令部总司令(USCINCSPACE)、国防信息系统局(DISA)等负责参与和协助需求分析、体系建设、发展路线图的绘制、系统标准制定等多个方面的工作。

(2)在卫星通信系统建设部署方面，以ASD/C3I为最高领导，负责提供指挥、控制、通信、计算、情报、监视与侦察(C4ISR)的全局指导，包括政策、规划、计划和预算，并指派相关军种负责卫星通信系统的采购和维护。此外，参谋长联席会主席(CJCS)负责开展相关监管活动。具体实施分为军事和商业两个部分：军事卫星由陆军部、海军部和空军部负责，包括项目预算过程、采办过程；商业卫星由DISA负责，包括卫星通信系统与国防信息系统网(DISN)的集成，以及卫星通信系统空间段、地面段和用户段的相关项目同步开展和部署。

(3)在支撑军事作战方面，CJCS负责领导一切与卫星通信系统应用相关的活动，包括指派卫星通信资源管理相关机构及其职责，制订卫星通信资源访问的相关流程和程序。CJCS在支撑军事作战方面的职责由通信参谋部具体实施，而USCINCSPACE作为下一级的卫星运行经理，通过各军种相关机构实现系统的日常操作。当多个通信资源申请发生冲突时，由CJCS和ASD/C3I负责裁决，前者负责国防部内部用户需求的裁决，后者负责国防部以外用户需求的裁决。

2.2 建立三级管理体系保障军事需求

总的来看，美军卫星通信系统可从系统建设和组织应用两条主线分别进行梳理。从系统建设的角度来看，整个系统的空间段、地面段、用户段分别由不同的机构承担。例如涉及空间段卫星采办的主要是空军导弹与系统中心(SMC)和海军空间与海战司令部(SPAWAR)；涉及地面段建设和运管的则是陆军、海军、空军各负责一部分；涉及用户段各类终端和应用系统采办的是由各个军种独立负责，例如陆军下设战术指挥控制与通信办公室，负责陆军战术通信网络采办。

对于组织应用，则完全由另外一套体系负责(见图2)[7]。

图2 卫星通信运行管理的三级组织结构示意图Fig.2 Illustration of 3-level management of satellite communications system

卫星通信的运行管理是指卫星通信资源监督、管理和控制，使其有序地为作战指挥官和其他用户所用。控制和管理是指卫星平台和有效载荷的控制，以及日常的资源管理。典型工作包括卫星健康度检查、位置保持、异常处理、有效载荷配置、资源规划分配与报告等。除了军事卫星通信系统外，还需要对商业、盟国以及民用卫星通信资源进行监控，支持卫星通信资源的有效规划、监控和管理。总体上，卫星通信资源的管理可以自上而下地分为三个层次。

1)监管层

参谋长联席会履行监管职能，主要通过联合卫星通信中心(JCSC)的指挥链条来实施，JCSC的职责涉及两个方面：一是卫星通信资源的分配、划分和裁决；二是卫星通信资源的管理。

2)系统级参谋支持

该职能由通信卫星运行经理(SOM)和通信卫星系统专家(SSE)履行。

3)24 h运行中心

该中心由全球卫星通信支持中心(GSSC)和区域卫星通信支持中心(RSSC)履行。卫星通信支持中心为全球用户直接提供关于卫星通信应用的支持，并且与DISA的全球网络运行与安全中心和区域网络运行与安全中心协作。卫星、有效载荷、卫星通信网络的控制由美国航天司令部(USSPACECOM，现为美国战略司令部)下辖的卫星通信指挥控制中心负责。

3 美军卫星通信资源的分配与管理

3.1 利用卫星通信数据库统筹需求管理、系统规划和应用

美军的卫星通信数据库(SDB)包括当前需求和未来需求两大部分：当前需求主要服务于作战计划和规划，未来需求则需要参考当前军事理论、系统研究、方案设计、技术预研和采办项目等。总的来看，用户的需求是否进入SDB，需要以下阶段和过程[7-8](见图3)。

(1)用户提交的需求汇总至国防信息系统局指派的联合卫星通信小组管理员，后者进行完整性等编辑审查，并将其列为SDB备选需求。

(2)卫星通信运行经理(SOM)和DISA联合进行技术评估，评估内容包括是否必须使用卫星通信系统、是否可用其他通信手段、当前卫星通信系统能力能否满足、是否会影响其他用户等。

(3)SOM将分析评估结果汇总后，提交给联合卫星通信小组管理员，后者进行进一步的校验和整理，提交联合卫星通信小组评审。

(4)联合卫星通信小组开展需求评审，该小组由作战参谋部、通信参谋部、各个军种、DISA等机构代表组成，以月度为周期开展需求评审会，形成最终建议，提交给联合参谋部。

(5)联合参谋部完成需求审批后，联合卫星通信小组管理员根据结果将需求加入SDB，并及时告知相关用户。对于当前系统无法满足的需求，将持续保存在SDB中，用于指导未来卫星通信体系规划。

图3 卫星通信数据库需求产生、提交、审批与分发流程示意图

3.2 基于优先级体系细化管理卫星通信资源

由于卫星通信资源有限且非常宝贵，美军采取优先级管理的方式，对资源进行划分，预留给主要用户，同时为应对突发情况，也可以由参谋长联席会临时调用和指派。

军事通信卫星在发射部署前，其星上容量资源就已根据SDB的数据完成了一轮资源的划分，由高级用户使用和管理大块资源，再根据需要向其下级部队进行小块资源的分配。如果发生紧急事件，或资源请求冲突，则需要提交上级部门即参联会进行裁决。

在卫星通信资源使用申请得到审批后，即可接入卫星系统，在规定时间内获取相应的服务，具体流程如图4所示[1]。

图4 军事卫星通信系统接入流程示意图Fig.4 Process of military satellite communications system access

用户需求分为两大类：核心的作战需求和国家安全“企业级”需求。这两类需求的资源分配比例不确定，视具体场景而定，但是应当在一定时期内保持稳定。是否分配资源、分配资源的多少则需要根据相应需求的优先级来确定(见表1)[7]。

表1 卫星通信系统接入优先级列表

4 结束语

卫星通信系统作为支持作战的重要通信手段之一，已经得到了广泛的认可和支持，其不可替代性和稀有性，要求卫星通信资源得到有效的组织、管理和使用。从本文介绍的美军实际建设和使用情况来看，完备的组织结构是支撑卫星通信资源得到高效使用的基础，分级分类使用管理与优先级竞争策略是同时服务常规需求与突发需求的重要体制保障，系统工程思想与系统建设和使用统筹是军事卫星系统有效规划与持续发展的重要保证。因此，未来应在以下两方面开展深入研究。

(1)坚持建设和使用二者并重的思想。一方面，卫星通信系统的建设必须遵循大系统的思维，以应用为目标和考核标准推进相关规划和建设，确保实际应用需求在系统建设各个阶段的落实；另一方面，也需要在统一的框架下梳理卫星通信系统的应用场景、使用方式和基本作用，在应用需求和系统建设之间建立畅通的对话机制。

(2)深入研究并借鉴需求库与需求机制。一方面从现有实际需求出发，顶层给予充分重视，安排试点计划，推动需求建立与维持机制的探索和实践；另一方面着眼未来需求，通过自上而下指导、自下而上梳理和汇总的方式，结合未来5～15年的军事战略、作战环境和作战条件等，合理、实际地提出卫星通信保障需求。

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