未来的战争将是陆地、海洋、空中、太空、网络和电磁空间的全域作战。 电磁空间是所有作战实体唯一共享的物理空间,能够连接所有作战领域形成一个整体。 电磁空间的对抗将成为战争的焦点,并将贯穿整个过程,直接决定战争的走向。 电子战装备的发展,使战争形态发生了根本性的变化,正是由于电子战装备的巨大威力,世界各军强为了在现代战争中取得技术优势,争夺战争优势,不遗余力地利用现代信息技术的前沿成果发展电子战装备。
随着信息技术的不断发展,战场电磁环境日趋复杂,智能化技术、网络技术、抗干扰技术在各种新型雷达和通信设备系统中得到了广泛的应用传统电子战面临严峻挑战。2010 年,空军研究实验室 (AFRL) 的 Mike Brown 博士在他的文章“频谱拥挤和认知雷达”中明确指出,在频谱密集的环境中,有必要自主**、发现、锁定、锁定、跟踪、瞄准、交战和评估任何敌方目标,有必要改变传统的电子战方式, 采用认知赋权,并研究新方法。
近年来,人工智能迎来了第三次发展浪潮,并已广泛应用于语音处理、计算机视觉等领域,并有可能将信息时代演进智能时代。 目前,人工智能的触角已经延伸到军事领域,加速了智能战争的演进。 其中,人工智能与电子战的碰撞,带出了认知电子战的耀眼火花
让电子战“思考”。
电子战要适应未来的战争,就必须“思考”并应对智能作战目标。
认知电子战的引入,开启了电子战领域的新篇章。 为了在未来的高技术战争中获得电磁霸权的优势,世界各国军事强国都在努力提高自己的电子战作战能力,并开展了认知电子战项目的研究。
美国是第一个认识到认知技术为电子战发展带来的机遇的国家2010年以来,美军陆续开展了以提升电子战装备认知能力为重点的认知电子战技术研究,并启动了“自适应电子战行为学习”、“自适应雷达对抗”(ARC)、“认知干扰器”(CJ)等多个项目。 其中最具代表性的是2010年美国国防高级研究计划局启动的“自适应电子战行为学习”项目和2012年启动的“自适应雷达对抗”项目。
这个为期 51 个月、为期三个阶段的自适应电子战行为学习项目旨在检测、描述、分类和动态生成针对已知和未知无线通信系统的对策,然后根据观察到的威胁变化提供准确的电子战损害评估,如下图所示。 “适应性电子战行为学习”项目涵盖环境感知、决策与行动、认知电子战有效性评估三个模块,构成一个完整的认知周期。
自适应电子战行为学习“项目闭环结构。
自适应电子战行为学习项目三个阶段的承包商是洛克希德·马丁太空系统公司(LMT)。 在第二阶段,洛克希德·马丁航天系统公司展示了一个技术成熟度4级系统。 在第三阶段,即2016年6月20日,自适应电子战行为学习系统在试验场进行了一系列飞行测试,展示了其更智能的频谱作战能力,展示了机载自适应电子战行为学习系统在各种战术情况下动态感知、表征和干扰自适应无线通信威胁的场景。 据《简氏防务周刊》报道,美国海军正在研究将自适应电子战行为学习计划中开发的技术应用于EA-18G(代号:咆哮者,中文:“咆哮者”)电子战飞机。
为了对抗敌方自适应雷达系统,美国国防高级研究计划局于2012年启动了“自适应雷达对抗”项目,这是首次将认知雷达的概念应用于雷达对抗领域。 该项目要求开发一种电子战能力,以根据在战术相关时间范围内观察到的新的、未知的和不确定的雷达信号来应对自适应雷达威胁。
在此期间或之后,美国先后在极限无线电频谱中开展了极限通信、认知干扰机、认知通信电子战、手持破坏系统、认知电子战系统等多个项目,希望通过应用自适应和机器学习,提高自身的电子战作战能力,在未来的高技术战争中取得电磁霸权的主动权电子战的算法。
2021 年 9 月,美国空军研究实验室发布了有关 Project Kaiju 的公告。 该项目旨在开发一系列与人工智能和机器学习相关的技术和资源,以应对新兴综合防空系统的需求,并确保美国空军未来的空中优势。 Monster项目将开发新的认知电子战技术,以穿透敌方由多光谱传感器、导弹和其他防空设施组成的新型综合防空系统,主要特点包括使用开放系统标准、敏捷算法和过程验证工具,以及开发可以轻松移植到主动系统的新技术。 “Monster”项目由9个部分组成,涵盖大数据生成、算法开发、仿真、演示验证、能力生成等多个方面。 “怪物”项目着力于认知电子战技术的全面融合,实现认知电子战更广泛、更高层次的应用,提高运输机、轰炸机、加油机、预警机等大型飞机在高端对抗前线的生存能力,从而实现新的作战理念,实施更加多样化的作战计划, 并带来作战力量和作战方法的变化。
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除美国外,欧洲国家也不甘落后,纷纷加大对认知电子战的研究力度。 2020 年,俄罗斯国防部批准了向部队提供 RB-109A Bylina 电子战系统的计划。 “贝利纳”电子战系统采用人工智能技术,部署后可自动与上级指挥部、营、连建立通信,并能发现和识别敌方的电子战目标,独立选择最佳电子战手段摧毁敌方电子信息系统。 2021年,欧盟启动了“卡门塔”项目,旨在发展基于人工智能和认知行为支持系统的机载自卫能力,以应对当前和未来的各种复杂威胁。
2019 年发布的商业智能和战略研究 (BIS),全球认知电子战系统市场 - 分析和分析,2023-2028 年:重点关注能力(电子攻击、电子保护、电子支持和电子情报)和平台(舰载、机载、陆地和太空) 全球认知电子战系统市场分析和预测(2023 年) 2028 年:关注能力(电子攻击、电子攻击、电子攻击、 电子支持和电子情报)和平台(n**al,机载,陆地和太空)报告称,全球认知电子战系统市场预计将产生3收入 857 亿美元,这一数字将增加到 9284亿美元,维持在192%的复合年增长率正在快速增长。 2021 年 3 月,BIS Research 更新了市场**,预计其将保持在 2154%的复合年增长率正在迅速增长。
综上所述,随着人工智能技术的突破,世界奏响了一首智慧之歌,各军大国对认知电子战系统的投入逐步加大,认知电子战理论、技术和系统将迅速发展。
认知电子战:电磁空间智慧的游戏
让人工智能赋能电磁空间最佳战场,无形中取胜!
随着人工智能的赋能,认知电子战系统在面对新的、未知的电磁信号时,需要能够自适应感知战场电磁环境的快速变化,并能够在很短的时间内自适应地生成对抗策略,并独立评估对抗效果,并根据评估结果进一步调整下一步对抗策略。 认知电子战技术的发展必将重塑电磁空间对抗模式,创新电子对抗制胜机制,改变部队作战模式,优化装备作战流程。
总之电子战的认知目的就是要实现从过去的点链目标对抗到网络化目标的对抗,从已知目标的对抗到未知威胁的对抗,从过去的开环、人为本对抗向闭环、人机交互、自主决策的转变。
当然,这是所有电子战从业人员和电子战部队官兵的美好愿景在构建高效、强大的认知电子战系统的道路上,还有很多工作要做
基于此,通过王沙飞院士主导撰写了《认知电子战:电磁空间的智能博弈》(王沙飞等。 北京: 科学出版社, 20241)这本科普书。本书面向对电子战有一定基础的科研人员、部队官兵、军事爱好者,尽可能用通俗易懂的语言介绍认知电子战的原理和未来发展趋势,以普及认知电子战的知识,吸引更多志同道合的人投身于这一有前途的事业。 全书共分六章。
第一章通过经典实例介绍了电子战的概念内涵和发展历程,分析了电子战面临的新挑战。
第二章进一步阐述了传统电子战面临的困难和挑战,然后阐述了认知电子战相对于传统电子战的整体优势,最后介绍了目前典型的认知电子战项目。
第三章介绍了复杂电磁环境下基于电磁大数据和智能算法的智能信号分选、精准参数测量和精准属性识别的智能感知原理,并介绍了认知侦察面临的难点和可能的解决方案。
第4章介绍了基于干扰与抗干扰技术迭代发展过程的认知电子战自适应干扰决策原理。 通过实时感知电磁环境和作战物体的变化,在对抗中学习,不断优化干扰策略,实现有效的干扰。
第5章重点介绍评估认知电子战干扰效应的原理。 通过分析干扰实施前后对抗目标的行为变化,估计干扰效应形成OODA环路。
第6章基于相关技术的现状和发展预期,阐述了认知电子战系统的发展趋势,从系统架构、装备形态、电磁阵列、系列芯片和群体智能算法等方面展望了认知电子战系统构建的核心技术。
本文节选自《认知电子战:电磁空间的智能博弈》(王沙飞等)。 北京: 科学出版社, 20241)《第2章让电子战'思考'》一书的“序言”,有删减和修改,标题由编辑添加。
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isbn 978-7-03-076398-3
丛书策划:张凡、侯俊林。
责任编辑:张莉
本书从电子战的诞生和发展入手,分析了电子战面临的新挑战,阐述了传统电子战面临的困难和挑战。 在全面介绍认知电子战概念的基础上,阐述了认知电子战实现智能感知、自适应干扰和干扰效果评估的基本原理。 最后,结合相关技术的现状和发展预期,阐述了认知电子战系统的发展趋势,并对认知电子战发展所依赖的关键技术进行了展望。
本书适合普通大众,特别是电子战从业者、军官兵和军事爱好者。
本文编辑:刘思丹)。
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