美军卫星通信系统的实战应用与未来展望
美军卫星通信系统的实战应用与未来展望
美军卫星通信系统在现代战争中扮演着至关重要的角色。从海湾战争到伊拉克战争,国防卫星通信系统(DSCS)、舰队卫星通信系统(FLTSATCOM)以及商业卫星通信都发挥了重要作用。通过卫星转发战场信息,美军能够迅速做出决策,从而取得战场上的主动权。此外,GPS和铱星系统等天基信息系统也在军民融合领域展现出巨大潜力,为全球用户提供服务的同时,满足了军事需求。这些技术的应用不仅提高了作战效率,还展示了未来战争的新趋势。
系统构成与技术特点
美军构建了以宽带、窄带、抗毁抗干扰和中继四大系列高轨卫星为主,低轨卫星星座为补充的军事卫星通信体系。其中,DSCS和WGS负责宽带通信,UFO和MUOS负责窄带通信,Milstar和AEHF提供抗毁抗干扰能力,SDS和TDRSS则用于中继通信。
宽带卫星通信系统(从 DSCSⅢ 到 WGS):第三代国防卫星通信系统(DSCSⅢ)以超高频通信为主,为美国国家指挥机构、战术部队等提供高容量、高可靠性通信服务。宽带全球卫星通信系统(WGS)是 DSCSⅢ 的后续计划,计划由 12 颗卫星组成,目前在轨 10 颗,基本实现全球覆盖 。
窄带卫星通信系统(从 UFO 到 MUOS):特高频后继星卫星通信系统(UFO)运行在地球同步静止轨道,满足美国海军、空军和陆地移动平台移动通信需求。移动用户目标系统(MUOS)是美军现役窄带军用卫星通信核心系统,采用 WCDMA 移动通信技术,由 5 颗卫星组成(1 颗备份),通信容量是 UFO 系统的 10 倍以上 。
抗毁抗干扰卫星通信系统(从 Milstar 到 AEHF):军事星系统(Milstar)是极高频对地静止轨道军用卫星通信系统,为美军提供实时、保密、抗干扰和核冲突应急通信能力,具有抗核加固能力。先进极高频系统(AEHF)即第三代军事星,信息传输能力是第二代军事星的 10 倍以上,覆盖范围大幅增加 。
中继卫星通信系统:卫星数据系统(SDS)为美国国家侦察局的成像侦察卫星、美军导弹预警卫星等提供数据中继服务,部分卫星为美军高纬度地区部队和战略核潜艇提供通信支持,已发展三代。跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)运行在地球同步轨道,为中、低轨道航天器提供跟踪、遥控和定位信息 。
实战应用案例
在海湾战争中,美军首次全面应用卫星通信系统,通过DSCS和FLTSATCOM实现战场信息的快速传输,为指挥决策提供了重要支持。在现代战争中,这些系统已经成为美军获取战场主动权的关键工具。
1991年的海湾战争是美军首次全面应用卫星通信系统的一场大规模战争。在这场战争中,战场情况,通过卫星转发到美国本土的指挥系统,信息经过处理后,再通过卫星传送到位于沙特阿拉伯的多国部队指挥部,整个过程只需要9秒钟。由于多国部队拥有性能优越的通信设备,能根据战场风云变化,迅速发出相应命令,从而取得了战场上的主动权,避免了不必要的损失。期间,美国有线电视新闻网昼夜不停地进行全天的战事现场报道。观众可在远离战场的电视屏幕上看到导弹飞啸而过的场面。海湾战争成为人类有史以来拥有最多“目击者”的一场大规模战争。在海湾战争中,美军主要使用国防卫星通信系统(DSCS)、舰队卫星通信系统(FLTSATCOM),并租用了大量商业通信卫星。01DSCS 弥补了大地域宽带通信的不足DSCS主要用于中央司令部与美国本土之间,以及战区内部的宽带通信。战争之前,由于阿拉伯国家一直对美军持排斥态度以及地理位置等原因,美军在海湾地区的通信属薄弱环节,当时从土耳其到菲律宾
军民融合与商业合作
美军正在积极利用商业卫星通信资源,如SpaceX的“星链”系统和OneWeb的低轨卫星星座。通过商业卫星通信办公室(CSCO),美军已经与20多家公司签订了价值近70亿美元的合同。
随着私营公司发射数千颗卫星以提供全球互联网接入,太空竞赛正在升温。美军的目标是利用这些新的空中网络来加强地面部队、海上舰船及在偏远地区巡逻的无人机的通信。这种转变的最明显迹象之一就是,太空探索技术公司(SpaceX)的“星链”近地轨道互联网服务的使用越来越多。商业卫星通信办公室(CSCO)主任克拉尔·霍珀(Clare Hopper)表示,目前约有50个不同的军事司令部和国防部办公室正在使用“星链”系统。霍珀所在的办公室被称为商业卫星通信办公室,是美太空军的一个下属组织,充当私人卫星运营商与军事客户之间的联络人,负责监督150项协议中价值近70亿美元的卫星通信服务合同。
虽然大多数合同仍涉及传统的地球静止卫星,但商业卫星通信办公室正在将更多的业务推向近地轨道网络等新技术。军用卫星通信的买家也在关注新兴能力,如小型地球静止卫星和“直接到设备”(Direct-to-Device)的卫星连接。霍珀表示,“我们希望在定价模型和结构上看到更多的创意”“但我们也认识到,这是全新的,而且可能很难做到。”
未来发展趋势
美军正推动商业太空能力军事化,通过“商业增强太空储备”项目与私营公司合作,计划在2年内授予20份合同。同时,美军也在探索小型地球同步轨道卫星和“直接到设备”的卫星服务,以构建更具弹性的太空通信体系。
据报道,美国太空司令部近期以《美国国防部商业太空一体化战略》和《美国太空军商业太空战略》等文件为基础,加强与商业公司合作,推动商业太空能力军事化建设。此举或将改变未来战争形态和作战方式,值得关注。
分析还认为,美太空军大力发展“商转军”能力,谋求未来太空“军备竞赛”主动权,但这一计划的成功实施还需克服诸多挑战。今年2月,美国商业太空行业指出,美军在商业太空领域的规划还有待完善。例如,美国防部发布的采办计划无法完成商业太空技术路线图规定的任务;部分商业太空服务与美军太空需求不匹配等。美国智库兰德公司在2023年9月的一份报告中也提到,美太空军采购商业卫星通信服务的方式无法支持构建军商卫星混合架构。比如,美太空军授予供应商单独合同的方式不利于构建卫星通信网络;大量采购合同造成服务重叠,导致成本提高、效率降低;美太空司令部在进行卫星通信容量分配时,无法明确各卫星的使用情况,以及可提供通信服务的对应频谱、区域范围。