美军作战软件研究新趋势

电子战计划和管理工具(EWPMT)软件

美陆军多年来十分重视电子战能力的提升，将深入了解电磁波谱，管理士兵在电子战作战范围内的能力作为最新计划之一，并致力于电子战计划和管理工具(EWPMT)的开发与迭代升级，以更好地控制与增强电子战能力，实现各军种的全方位电子战。美国国防部正计划将EMPMT软件作为联合部队协调电磁频谱行动的主要选择。

此外，EMPMT软件还将采用开放式体系架构，可通过增加新型软件模块，从新传感器中获取数据，或者根据不同的任务与用户需求改变数据的屏显方式，亦或是将数据传输到其他军事系统。

目前美陆军计划大规模生产和发布的远程干扰设备主要包括陆基系统(TLS)与无人驾驶飞机安装的多功能空中电子战系统(MFEW-Air)，预计将于2022年至2023年开始部署。EWPMT 4级功能将具有连接这两个系统的能力，但在EWPMT软件投入服役后仍需一段时间，这两个系统方能投入使用。

EWPMT大约以每15个月一次的速度进行迭代，目前雷神公司已经完成了EWPMT软件的Capability Drop 1(CD1)～“Capability Drop 3”(CD3)，并于2019年获得合同，为美陆军的电子战部队继续开发和部署“Capability Drop 4”(CD4)的功能。

总之，EMPMT软件将是美陆军综合电子战系统中技术管理的重要可视化工具，通过建模与仿真功能，将提供电磁频谱的全面视图，使得电子战军官能够真实、实时地了解战场态势，从而有助于实现美军作战部队的电子战任务规划能力，并大幅提升从传感器到射手的信息传递速度。

据称，雷神公司已经于2019年9月针对该软件进行了测试，大约12种涵盖无人机、地面车辆与车载系统的传感器，这些传感器可以直接插入运行EWPMT软件的计算机，实时显示数据，也可以通过无线 络连接，实现在更广阔的区域访问更多传感器。预计雷神公司将于2021年10月之前将EWPMT软件正式升级到全面作战能力。

“普罗米修斯”(Prometheus)战术情 数据处理软件

保证指挥官与士兵之间持续的战术联系，是美军推进陆军现代化进程的重点研究方向之一。因此，美陆军近年来正致力于“战术情 目标接入节点”(Tactical Intelligence Targeting Access Node，TITAN)项目的研究，旨在开发可拓展的远征情 地面站，实现所有级别的陆军指挥官能够利用来自陆、海、空、天、 等各作战域的传感器信息为火力 络提供目标瞄准数据，加快从数据到决策的速度，以提升联合全域作战效能。简言之，美陆军期望利用TITAN地面站缩短由传感器到飞机、火炮或干扰系统等执行平台的时间周期，并提供新型深度感应功能，以最大程度地提高远程精确射击的效率。

而利用先进的人工智能和机器学习等分析工具，协助士兵和分析人员实现大量传感器数据的自动化处理，建立坚实的人机结合关系，以满足多领域的作战需求则是该项目的研究重点之一。因此，诺斯罗普·格鲁曼公司研发了一种人工智能软件系统——“普罗米修斯”(Prometheus)软件，其能够融合TITAN所获取的多域传感器数据，通过对情 信息进行快速分析以识别潜在威胁及提供目标瞄准坐标，从而有效提升数据从传感器到射手的传输速度。

图表：Prometheus软件主要研究进展与相关测试

综上可知，美陆军已经初步成功验证了将用于TITAN项目的Prometheus人工智能软件原型的数据处理能力，未来诺斯罗普?格鲁曼公司仍将进一步拓展Prometheus软件的能力范围，从而增强其从各种地面和空中系统收集数据的能力。

美陆军已于2021年1月授予帕兰提尔科技公司(Palantir Technologies)与雷神智能与太空公司(Raytheon Intelligence&Space)合同，为期一年，以实现TITAN地面站的现代化。诺斯罗普·格鲁曼公司将为美陆军开发两个TITAN原型，以支持2022年的演习与实验，并有可能在2023年至2024年交付现场后，将TITAN用于未来的Project Convergence演示中。

据称，TITAN地面站将被率先配发给尚未装备“联合战斗指挥平台”的士兵和单位使用，而Prometheus软件作为TITAN原型系统的基础，在原型阶段预计将于2022年和2023年支持多种示范演习，以验证和提升其数据处理能力与目标识别精度，未来还很可能被用于TITAN项目后期研究阶段的空基数据系统增强与移动地面站的集成。

“天空博格”(Skyborg)人工智能软件

Skyborg项目由美国空军研究实验室(AFRL)主导，其核心在于基于卷积神经 络等类型的算法，为可消耗型无人机开发能够使其作为人工智能副驾驶或实现自主驾驶的人工智能软件套件系统(在后文中均将其称为Skyborg软件)，以构建无人-有人机协同或者无人机集群作战能力。

Skyborg项目的软件与硬件等的开发将为可以机器速度做出决策的新型无人机系列的研究奠定基础，现在已经进入了一个新的研究阶段。莱多斯(Leidos)公司作为Skyborg项目的设计代理，已于2020年5月起开始专注于开发“自主核心系统”所需的技术，以最终使装备了Skyborg软件的无人机进一步提升机器学习以及决策能力。美军还于2021年起针对Skyborg软件开展涵盖从简单的算法到自主飞行控制，以及可以完成所定义的任务或子任务的功能的研究，并建立人机信任。在技术研发的同时，美军基于Skyborg项目也开展了多次测试，如下表所示。

图表：Skyborg软件系统相关试验

调研可知，美空军已于2020年7月与波音、通用原子、诺斯罗普·格鲁曼公司和Kratos国防与安全解决方案公司签定无限期交付/无限量合同，据称原型机将于2021年7月开始进行飞行实验，以测试每架无人机与有人驾驶飞机配合的能力，并且在原型机交付后，美空军还将为其配备自主模块。

此外，美军还计划于2021年起对Skyborg软件开展作战试验，展示自主可耗性技术的竞争优势，预计将于2026年7月完成。

据称，AFRL计划最早于2023年提供Skyborg软件的初期作战版本，后续版本则可能由下一代空中优势(NGAD)项目或其他单独项目资助，Skyborg软件概念还很可能与美空军的“先进战斗管理系统”(ABMS)结合。

据美军的作战构想显示，美军计划于2023年开始，洛克希德?马丁公司的4架F-22战斗机组成的编队能够与装备了Skyborg软件的无人战机共同执行任务;空战司令部则计划利用装备Skyborg软件的无人机在2025年替换F-16战斗机，在2030替换MQ-9无人机。

总之，未来Skyborg软件与可消耗型无人机平台的有效融合，将有望大幅提升美军高端有人战机的作战能力与生存能力，从而有助于美空军构建新型空战模式。

CODE协同自主软件

近年来，美国致力于研发先进的自主化算法与监督控制技术，以提升无人机在拒止环境下的作战能力。美国国防部高级研究计划局(DARPA)“拒止环境下的协同作战”(CODE)项目致力于创建人工智能算法与模块化软件架构，探索分布式空战无人机的自主和协同技术，拓展现有无人机执行任务的能力，实现对带宽限制和通讯中断的弹性化设计，以进一步加强美军在拒止环境或有争议的空域中进行高机动地面或海上目标的动态、远距离作战的能力。该项目已于2019年完成，项目的相关软件与技术成果等已经移交给美国海军航空系统司令部。

CODE协同自主软件能够使无人机自主寻找目标，并能够与装备CODE软件的作战平台进行协同，以适应动态战况的能力。美军已经针对CODE软件开展了多次测试，在此将2019年以来的三次测试进行梳理，如下表所示。

图表：CODE协同自主软件测试

综上可知，CODE人工智能软件与自主算法等的结合有助于提升针对空对空目标的大型无人机平台的人工智能处理能力水平，并能够应对带宽限制和通信中断，初步实现了利用支持 络的战术目标 络技术(TTNT)的 状 络任务通信。

总之，针对装备CODE软件的无人机与虚拟机的成功测试代表美军在应用于异构系统的自主技术研究方面已经迈出了重要的一步，而CODE等软件的不断发展将有望推动无人机向更复杂的自主能力发展。据称，美军仍在进一步开发可在“被拒止或有争议的空域”，尤其面对严重的电子战干扰时仍能够正常运行的CODE软件，并以开发能够实现全自动机群运行的无人机群系统的人工智能软件为长远目标。

分布式自主性/响应控制(DA/RC)软件

2020年2月诺斯罗普·格鲁曼公司向美国空军提供了分布式自主性/响应控制(DA/RC)战斗管理指挥控制(BMC2)原型，用于空军开发先进作战管理系统(ABMS)的物联 (IoT)战斗概念。其目标在于向武器平台的操作人员提供精准的战斗资源信息，避免操作人员由于海量数据而无法或难以做出有效决策，最终解决联合全域作战所面临的命令和控制难题。

此外，DA/RC软件的设计为完全异构，因此可以插入其他公司的组件以利用该软件，由此满足美空军需求。据称，诺斯罗普·格鲁曼公司已经在仿真模拟环境中测试了多达100个不同的系统联 ，在实际场景中测试也运行了约10个系统。

调研可知，ABMS是致力于为未来战争创建 络化神经系统的美国国防部“联合全域命令与控制”(JADC2)的一部分，而JADC2旨在链接舰艇、士兵与战机等，使得地面、空中、海洋、太空和 络资产可以共享完全相同的数据，并且能够在通信繁忙的环境中或敌方拥有先进防空能力的区域也可互换使用以提取目标，从而在与势均力敌的对手作战中占据优势。美国军方的自治、先进的AI与高超音速等诸多重大的新支出优先事项也均在为JADC2服务。

因此，DA/RC软件作为ABMS融合空中、地面和空间传感器数据，改进联合全域命令与控制能力的关键组件，对于多飞机的飞行、有效载荷和传感器管理至关重要，备受美军重视，而诺斯罗普·格鲁曼公司也已经在与空军积极讨论将其纳入下一轮ABMS实验的相关事宜，未来还将基于服务的DA/RC软件改为政府的开放体系结构系统设计代理(SDA)，从而可以快速插入技术，以推动应用进程。

“蜂群战术”(SWARM-Tac)软件系统

美国海军水面作战中心于2019年开始致力于开发“蜂群战术”(Surface Warfare Armament Requirements Model and Tactics，SWARM-Tac)软件系统，旨在利用机器学习和人工智能，为大型战舰制定战术，提高其成功防御这类集群攻击的几率。

SWARM-Tac是一种人工智能驱动型软件，能够利用海军舰艇上已有的传感器信息，如雷达及其他用于让舰员了解战场态势的设备、舰艇本身装备的可用武器信息以及攻击者数量。该软件将所有这些信息进行综合分析，提出多个解决方案，并判断这些解决方案的成功概率，从而帮助作战舰艇应对敌军舰船集群的威胁。

SWARM-Tac软件能够利用人工智能技术构建简化的水面作战模型，以提出战术建议，允许美军选择最优的行动方案与舰船群交战。据称，SWARM-Tac系统已于2018年在美国海军陆战队中心Hueneme分部NSWC PHDN的ANTX活动中成功进行了海上测试，但截至2021年5月未见最新研究与测试结果披露。

此外，美国特种作战司令部还于2020年1月起开始寻求能够接近实时探测假信息活动的软件，以直接支持该司令部的信息战。据称，该软件需要结合利用深度学习、自然语言处理和动态 络分析对所有形式的虚假信息在全部平台上的传播情况进行分析。

小结：美军基于提升全域指挥、命令与控制能力、高端有人战机的作战能力与生存能力、无人机的自主能力、美军在拒止环境或有争议空域中的远距离作战能力等诉求，致力于开发诸多作战软件。梳理可知，通过EWPMT软件提升电子战战场态势可视化与任务规划能力;利用先进的人工智能和机器学习等技术开发诸多软件，以实现海量多域传感器数据的融合与自动化处理，提升无人机自主飞行以及与装备同型智能软件的作战平台协同能力、可消耗型无人机的有人-无人协同以及无人机集群能力，提升战舰防御与摧毁舰艇集群攻击的作战能力等，未来一段时间内仍将是美军作战软件领域的研究方向所在。（北京太阳谷咨询有限公司 研究员 姜林林）

主要参考文献

1 US 10281281,2019.

2 Sink or swim? US Navy codes SWARM-Tac decision support for hostile fast-attack craft.2019.

3 The Rise of Skyborg: Air Force Betting on New Robotic Wingman.2020.

4 Northrop Pitches Autonomous Battle Management Software for ABMS.2020.

5 NSWC PHD’s Office of Technology Named Dr. Delores M.Etter Top Scientists and Engineers of the Year.2020.

6 BISim’s Biggest Product Release Since 2013! VBS4 20.1 Is a Powerful,Easy-to-Use, Whole-Earth Virtual and Constructive Simulation for Military Training.2020.

7 AI software prototype expedites Army sensor,shooter capabilities.2020.

8 AI assists with better battlefield intel.2020.

9 Inside the Army’s futuristic test of its battlefield artificial intelligence in the desert.2020.

10 The Army may have the electronic warfare tool the Pentagon needs.2020.

11 Army awards OTAs in support of Tactical Intelligence Targeting Access Node.2021.