“星链”计划增强美军无人机“侦察威慑”作战能力

纪红霞，张赜，林白，梁浩聪

1.95894部队

2.63928部队

本文介绍美军“侦察威慑”作战理念，以及“星链”计划的发展现状、实施方法及前景，综合分析“星链”网络在美军无人机“侦察威慑”作战中的作用。

2020年4月14日，美国智库战略与预算评估中心（CSBA）发布《侦察威慑：无人机系统在大国竞争中的关键作用》报告，提出“侦察威慑”作战概念，这是现役非隐身长航时无人侦察机在重点区域运用的新理论。与此同时，美国太空探索技术公司“星链”计划正在快速实施。未来，“星链”卫星将直接为“侦察威慑”作战提供支持。

美国提出“侦察威慑”作战概念

美国智库战略与预算评估中心提出“侦察威慑”作战概念，目的是在新一轮大国竞争中，利用现役非隐身长航时无人机系统（UAS）网络，在西太平洋和东欧的关键地理区域获取实时、持续的态势感知信息，达到威慑其他大国的目的。

美军实施“侦察威慑”作战，须要一种增强型情报、监视与侦察（ISR）网络。该网络由在海陆空天执行任务的有人平台、无人平台，卫星，网络等多个系统组成，具有成本低、效能高、持久可靠、节点交互性强等特点。美国及其盟友实施“侦察威慑”作战，可以更好地应对主要对手在亚洲存在争议地区的行动和攻击策略带来的双重挑战。

根据不同战场，美军将运用不同的“侦察威慑”理念。基于该理念，有人侦察机、无人侦察机、卫星等各类侦察装备开展情报、监视与侦察（ISR）任务的出动次数及频率分为四类。

一是连续性监视：侦察机及侦察卫星7×24h不间断监视目标区域内的行动及目标。

二是持续性监视：侦察机及其他侦察装备每天多次监视目标区域内的行动及目标。

三是周期性侦察：侦察机进行不可预测的定期监视。

四是临时性侦察：侦察机随机、非常规地侦察目标区域内的行动及目标。

2021年7月，美国战略与预算评估中心再次发布报告《侦察威慑实施：印度-太平洋地区态势感知的创新性能力、程序和架构》，进一步完善和补充该中心去年提出的“侦察威慑”理念，提出美军下一步实施的“侦察威慑”作战方案。该方案包括三方面内容。

第一，充分利用美军全域情监侦平台，而不只局限于无人机系统。

第二，利用人工智能技术简化情监侦作战程序。

第三，建立区域性多域融合中心，提升热点地区的信息共享及融合能力。

图1 美军无人机系统在西太平洋地区的侦察轨迹。

图2 “星链”卫星。

美国认为，建立“侦察威慑”作战能力，首先应增强情监侦网络平台的渗透性，即全面监视和掌握对手的情况，同时让被监视对象感受到被监视的状况，从而被动应付，进而消耗敌方资源，分散敌方主要兵力；其次，确保情监侦网络具有广域、持久侦察能力，当单架或少量无人机遭受损失时，侦察任务仍能持续实施；三是情监侦网络应具有经济可承受性；最后是增强情监侦网络的互操作性，加强美军与其盟国及伙伴之间的合作，共同应对危机。

美军实现全域情监侦能力，核心目的是在关键区域利用现有情监侦平台建立侦察网络，提升情报、监视与侦察网络的探测能力，最大限度地提高现役侦察平台的效费比，而构建覆盖全球的卫星网络是实现这一目标的关键因素。一方面，卫星网络可以为侦察平台提供超视距通信服务，作战人员可远程操控地面无人战车和无人机作战，真正达到“决胜千里之外”的目的，并发挥美军“非接触”远程精确打击的优势；另一方面，卫星能搭载侦察、气象等多种任务载荷，帮助美军实现全天候、不间断监视能力，使美军获得对手平时和战时行动的透明信息。

“星链”计划发展现状及前景

2015年1月，美国太空探索技术公司（SpaceX）首席执行官马斯克提出“星链”计划。按照该计划，该公司在三个不同高度的轨道共部署约1.2万颗通信卫星，星座的卫星通信总容量将达到200～276Tb/s，单个用户链路的传输速率最高达1Gb/s，每颗卫星可提供17～23Gb/s的下行容量，链路时延15～20ms。美国太空探索技术公司于2019年向美国联邦通信委员会（FCC）提交了一份申请，希望在低地球轨道（LEO）再增设3万颗宽带卫星，使“星链”卫星编队的总数量达到4.2万颗，但该申请尚未得到批准。太空探索技术公司表示，星座的卫星数量规模将根据需求情况而调整。2021年1—5月，该公司完成了13次“星链”卫星发射任务，截至目前，已经成功部署近1800颗卫星，“星链”计划已进入稳步实施阶段。“星链”星座空间段将由分布在550～1300km高度的4409颗低地球轨道卫星和分布在340km左右高度的7518颗极低地球轨道（VLEO）卫星构成，组网卫星总数达11927颗，具体见表1。

“星链”卫星的技术特点

“星链”卫星设计质量为100～500kg（目前发射的卫星质量是227kg），采用模块化设计，可大规模批量制造，单星研制和部署成本约为百万美元。其技术特点如下所述。

一是卫星采用平板结构，尺寸与办公桌相似，安装有单翼式太阳能电池板，电池板展开后其尺寸约为4m×15m，适合高容量集群发射。

二是以氪离子霍尔推进器为动力，替代了普遍使用的氙元素推进器，以实现轨道保持、位置调整与离轨。

三是具有自主规避和防撞功能。

四是卫星底部使用了涂黑处理，以消减反光现象，避免数量庞大的卫星造成“星空污染”、影响地基平台对天的观测。

目前，美国太空探索技术公司利用“猎鹰” 9（Falcon 9）火箭一次可将60颗“星链”卫星送入太空。当卫星部署器抵达预定空间后，卫星部署器采用“发牌式”方式缓慢转动，将卫星一一甩出，在地面控制系统配合下，“星链”逐一进入各自轨道，实现预定部署。

表1 “星链”星座空间段概况。

“星链”卫星安装有4部高通量相控阵天线，可实现极高数据量的接受和转发。目前发射的“星链”卫星不设星间链路，只能利用地面站作为中继站在全球范围内传输信号，后续卫星将加设星间激光链路等升级措施。卫星在轨工作时间为4～5年，然后由更新、能力更强的后续型号来替代。

“星链”计划具有深厚的美国军方背景，例如，部分“星链”卫星发射场建在美国范登堡空军基地，技术验证试验已列入美国卫星和空军战斗机保密互联内容，美国军方提供大量资金，支持“星链”卫星应用场景拓展到军用领域。目前，“星链”卫星在军事领域的应用正在逐步展开。

“星链”计划将大幅增强美军“侦察威慑”作战能力

美军近年来大力推行多域战作战理念，希望利用强大的通信能力，将各型海陆空天作战装备联成一体，实现装备间的互联互通。“星链”计划实施后，美军将进一步提升“全域机动”与“跨域协同”作战能力，其全域作战优势特别是“侦察威慑”能力必将得到进一步强化。

进一步强化全域侦察监视技术优势

美军依托其侦察监视技术的绝对优势，已构建全天候全时立体侦察监视体系，在某种程度上，战场对其具有单向透明性。2019年11月，美国国防预研局（DARPA）宣布打造“庄家”系统，利用低地球轨道卫星对全球范围内的目标进行监视。“星链”低地球轨道卫星极有可能成为“庄家”系统的重要承载平台，进一步强化美军侦察监视技术优势。同时，“星链”卫星可搭载先进传感器，对地面目标的重访周期短，且星间互联互通。每个国家的上空每隔很短一段时间就会有几颗“星链”卫星穿越，有助于美军实现近乎全天时的侦察和监视。美军利用计算体系的大数据分析，识别战略对手的目标和洲际导弹等大中型武器系统的动向，有助于强化美军“非对称”侦察监视技术的优势。

强化跨域远程精确定位能力

“星链”卫星组网成功后，将进一步提升美军导航定位系统的精度和抗干扰能力。美军GPS卫星的传输速率有限，无法随时传输目标实际位置的更新更精确数据信息，而“星链”卫星传输速率可达数1Gb/s，可以传输大量数据。“星链”卫星安装的GPS接收机精度高，通过软件升级，同现有GPS信号相结合，“星链”卫星可为用户完成繁重的定位信息计算量，便将“星链”星座网打造成卫星定位和导航系统。使用飞行轨道参数和时钟数据的“星链”低地球轨道定位系统，可提供精度达30cm以内的目标定位数据，而占用“星链”卫星的下行带宽不会超过卫星总带宽的1%，耗电不超过卫星总耗电量的0.5%。另外，“星链”卫星信号很强，很难被地面干扰机干扰或欺骗。由“星链”卫星构建的导航定位系统成本低（相当建成一个备份GPS系统）、抗干扰、信号强、精度高，可弥补GPS卫星定位系统的不足。美军利用“星链”卫星低地球轨道、高密度的特点，可打造一种更为完美的导航定位系统。

打造无人机集群侦察作战的“天基大脑”

“星链”巨型星座具有通信带宽大、效率高、传输速率快、时延短等特点。“星链”星座建成后，有望成为美军无人机集群侦察作战的“天基大脑”，使美军摆脱陆基通信系统的限制，无人机的信息传输不再受山地、海洋、极地等复杂环境的影响，其在复杂电磁环境下的抗干扰、反劫持能力也将得到极大提升。更为关键的是，“星链”卫星组网后，无人机地面指挥控制系统可凭借“星链”卫星传输数据快的优势，实施分布式计算，形成“天基云计算”平台，通过飞行控制、态势感知、信息共享、目标分配和智能决策，实现单架无人机能力的扩展以及集群整体作战效能的显著提升。“星链”卫星可以610Mb/s的传输速率向无人机提供超视距通信服务，无人机的指控系统可布置在全球的安全地点，大幅度提升无人机侦察作战的时效性和操控人员的安全性。

图3 卫星部署器内待发射的“星链”卫星组。

图4 “星链”计划的实施将有助于美军构建全球卫星监视网络。

图5 “星链”网络将成为无人机集群侦察作战的“天基大脑”。

推动区域性多域融合中心建立，提升热点地区的信息共享及融合能力

以“星链”网络为感知支撑架构，与高空、中空无人机以及水面、水下系统等多种平台相结合，将美国及其盟国的现有侦察系统融为一体，建立一种分布式感知网络，实现关键信息共享，建立区域性多域信息融合中心。所有参与方都将上报和共享情报信息，逐步建立信任和互操作性。各地区合作伙伴将在危机发生期间建立高效的情报信息共享网络，实现信息共享和通信，进一步提升区域监视能力和海上安全事件应对能力，以实现“侦察威慑”战略目标。

总结

商业卫星应用于军事领域，美国拥有丰富的经验。“星链”计划将发射覆盖全球的低地球轨道卫星，为美国构建一种全球无盲区的覆盖网络，进一步提升美军“全域机动”与“跨域协同”作战能力，美军全域作战的优势必将得到进一步强化。未来，“星链”网络将在美军无人机“侦察威慑”作战中发挥重大的作用。