未來的態(tài)勢感知優(yōu)勢更多取決于如何比對手更快、更好地獲取和處理傳感器數(shù)據(jù)，實現(xiàn)殺傷鏈前端的發(fā)現(xiàn)、鎖定、跟蹤能力，并進行連續(xù)評估。在高對抗環(huán)境中，對手區(qū)域拒止能力所構筑的防御網(wǎng)降低了遠程傳感器的應用效果。為此，美軍正在建立一套由空、天、網(wǎng)絡空間傳感器組成的一體化“殺傷網(wǎng)”，通過將傳感器數(shù)據(jù)與其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡快速整合，確保拒止條件下信息的持續(xù)穿透組網(wǎng)能力，以便在更快時間、更廣空域內(nèi)實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)、鎖定、跟蹤與評估能力，從而更高效地制定戰(zhàn)術決策，更快地實施打擊。

該“殺傷網(wǎng)”將實現(xiàn)其基本組成系統(tǒng)（信號情報（SIGINT），網(wǎng)絡戰(zhàn)（CW），電子戰(zhàn)（EW）和武器）在硬件和軟件上的集成融合，也將實現(xiàn)C4ISR概念（指揮、控制、計算機、通信、情報、監(jiān)視和偵察）到SNAI（傳感器、網(wǎng)絡和人工智能）的演變。

目前，美軍各軍種為將殺傷鏈升級為更具彈性的“殺傷網(wǎng)”，已開展了一系列項目。

美軍在空中、地面、水面及水下等作戰(zhàn)域擁有眾多有效的殺傷鏈，其典型流程為：傳感器將獲取的目標數(shù)據(jù)發(fā)送至平臺，平臺根據(jù)這些數(shù)據(jù)發(fā)射武器對目標進行殺傷。目前，這些殺傷鏈只是在單個作戰(zhàn)域取得進展。美軍認為，這些殺傷鏈需要同步加強，建立跨域“殺傷網(wǎng)”（kill web），使任意飛機或艦艇等武器平臺可跨域獲得任意傳感器的信息，從而保持作戰(zhàn)優(yōu)勢。

這種“殺傷網(wǎng)”由一些跨域節(jié)點組成，網(wǎng)上節(jié)點可以移入和移出，因為這是一種基于角色的聯(lián)網(wǎng)方式，搭載何種平臺不重要，重要的是生成信息的傳感器。例如，在該網(wǎng)中，軍事太空資產(chǎn)與F/A-18戰(zhàn)斗機之類的飛機、E-2D預警機以及MQ-4C“特里同”無人機可以共享數(shù)據(jù)，而來自海上戰(zhàn)艦與來自攻擊潛艇的信息也可通過“戰(zhàn)術云”納入該網(wǎng)中。該“殺傷網(wǎng)”將實現(xiàn)全域協(xié)同，利用全域融合的空中發(fā)射、水面發(fā)射和水下發(fā)射等能力，實現(xiàn)全域攻擊能力。該“殺傷網(wǎng)”是一個動態(tài)組網(wǎng)的“系統(tǒng)之系統(tǒng)”，在戰(zhàn)場上可以計算機的速度對抗敵方的戰(zhàn)術和戰(zhàn)略行動。

“殺傷網(wǎng)”主要由4個系統(tǒng)在沖突區(qū)域瞄準敵方信號：信號情報（SIGINT）系統(tǒng)、網(wǎng)絡戰(zhàn)（EW）系統(tǒng)、電子戰(zhàn)（EW）系統(tǒng)和戰(zhàn)斗中的所有武器系統(tǒng)（導彈、火炮、坦克、飛機、艦船、無人機等等）。

這些系統(tǒng)中每一個都有不同的目標和響應時間。SIGINT（信號情報）和IMINT（圖像情報）人員需要偵察、識別、定位、跟蹤和復制信號用于情報收集和分析。網(wǎng)絡戰(zhàn)人員要攻入敵方系統(tǒng)，取得其硬盤或存儲器中的數(shù)據(jù)，篡改之后，再將惡意軟件輸入敵方系統(tǒng)，使其失去能力。電子戰(zhàn)人員要分析敵方信號并進行有效干擾。武器操作人員則要對目標實施打擊。那么有如此之多的系統(tǒng)，究竟由誰來決定哪個系統(tǒng)有優(yōu)先權和權限對付“殺傷網(wǎng)”探測到的目標呢。

有時候根據(jù)信號源特點、速度和是否鄰近很容易做出某些決策。如果是戰(zhàn)斗機或一隊敵方坦克在接近己方士兵，那么武器操縱人員就有優(yōu)先權，SIGINT/IMINT網(wǎng)絡戰(zhàn)和電子戰(zhàn)也在發(fā)揮作用，但它們的作用只是為了讓武器能夠擊中目標。如果目標離得較遠，威脅程度較低，那么武器和電子戰(zhàn)人員就不急于行動，由SIGINT/IMINT和網(wǎng)絡戰(zhàn)系統(tǒng)負責控制目標。

貌似確定由哪個系統(tǒng)控制敵方靜態(tài)信號目標更容易，但其實不然。如果信號來自敵方陸基地對空導彈雷達系統(tǒng)，而附近有友軍飛機，那么武器操縱人員就再次獲得對付目標的優(yōu)先權。這樣的例子可以舉出很多，決策過程很復雜。

做出決策所用的時間非常關鍵。美軍高官指出，在戰(zhàn)場上發(fā)現(xiàn)、識別、定位、跟蹤和摧毀敵方部隊和武器的時間必須在10分鐘以內(nèi)，“殺傷網(wǎng)”就符合這一時間概念，其運行速度比人類思考、行動或反應的時間快得多。而做到這一點靠的是人工智能（AI）算法和高速計算機。

要實現(xiàn)“殺傷網(wǎng)”，在通信、計算機體系結(jié)構、傳感器和軟件方面還存在很多技術問題要解決，工程設計人才正在努力克服這些挑戰(zhàn)。實際上其最大的問題是運行方面。必須在毫秒或微妙級做出涉及許多變量的決策，人類的大腦無法在這么短的時間里處理、消化來自情報源和傳感器的所有數(shù)據(jù)并做出關鍵決策。但有了人工智能算法和高速計算機，機器可以吸收情報和傳感器數(shù)據(jù)，評估數(shù)據(jù)，并決定哪些系統(tǒng)有優(yōu)先權，能夠在不到1秒的時間內(nèi)應對目標。而且，機器沒有歷史偏見或軍種間的隔閡，比如，用海軍武器向威脅陸軍士兵的地面目標開火，機器不會有一絲的猶豫；陸軍用陸基導彈向威脅海軍海上艦船的敵方快艇開火，也是如此。

然而基于AI的決策不會很快產(chǎn)生。需要首先把“殺傷網(wǎng)”中所有計算機、傳感器和通信系統(tǒng)建好并運行起來，解決技術問題，然后再讓戰(zhàn)場指揮官使用數(shù)據(jù)，用大腦做出決策，此謂人與AI協(xié)作，此時AI系統(tǒng)只是向人提出建議，仍由人做出決策。這個過程時間會減少到10分鐘或更少。隨著AI算法變得精確并經(jīng)過不斷驗證，機器可以開始做出一些決策。最終，一旦老指揮官退役，年輕官員和指揮官開始在軍中任職，機器將可以承擔更多的決策過程。年輕人對技術比老人更有信心，因為他們是伴隨著新技術成長起來的。

一旦技術（AI系統(tǒng)和高速計算機）更加成熟和可信，會發(fā)生兩件事情，一是“殺傷網(wǎng)”中的4個基本系統(tǒng)（SIGINT/IMINT、網(wǎng)絡戰(zhàn)、電子戰(zhàn)和武器）將在硬件層和軟件層融合在一起，它們不再是各自獨立的系統(tǒng)。二是C4ISR概念（指揮、控制、計算機、通信、情報、監(jiān)視和偵察）將精簡為SNAI（傳感器、網(wǎng)絡和人工智能）。

今天的傳感器（雷達、聲納、攝像機、信號探測器、紅外探測器、網(wǎng)絡監(jiān)測等）都只是“啞”（無智能）設備，僅是從其所處環(huán)境收集數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡將其發(fā)送到計算機進行處理。之后，再由人瀏覽數(shù)據(jù)，做出決策或建議。傳感器采集的數(shù)據(jù)量也要高于網(wǎng)絡帶寬的處理能力。在不遠的將來，各種傳感器（SIGINT/IMINT）、網(wǎng)絡戰(zhàn)系統(tǒng)、電子戰(zhàn)系統(tǒng)、武器系統(tǒng)都將與高速計算機和AI算法集成到一起，就地處理正采集的數(shù)據(jù)。不再發(fā)送大量傳感器數(shù)據(jù)，而是僅通過“殺傷網(wǎng)”發(fā)送AI算法做出的數(shù)據(jù)分析結(jié)果和結(jié)論。然后這些結(jié)果會和網(wǎng)絡中其他傳感器收集和分析的結(jié)果進行比較。

這種理念貌似軍用版區(qū)塊鏈：如果“殺傷網(wǎng)”中所有傳感器/計算機系統(tǒng)都“同意”，不到1秒的時間內(nèi)就會做出哪個系統(tǒng)應對目標的決策。如果網(wǎng)絡中有些節(jié)點“不同意”，每個節(jié)點就再做“作業(yè)”，并比較各自結(jié)果直到全部“同意”為止。否則，則由離目標最近的系統(tǒng)進行處理（根據(jù)時間要求和威脅等級）。可以使用5個基本決策算法：緊急協(xié)同、“貪心射手”（greedy shooter）（離目標最近的系統(tǒng)應對）、分層協(xié)同、集中協(xié)同和共識協(xié)同。軍事行動人員正在努力開發(fā)決策算法。

如果從邏輯上看，電子戰(zhàn)與SIGINT相對，網(wǎng)絡戰(zhàn)與網(wǎng)絡通信和計算相對，干擾敵方雷達系統(tǒng)（電子戰(zhàn)）與武器瞄準雷達相對。這些不同的組件可以一起合并到2個基本系統(tǒng)中：SIGINT/IMINT/雷達/電子戰(zhàn)，通信/計算/網(wǎng)絡戰(zhàn)（CC/CW）。隨著半導體技術能夠?qū)崿F(xiàn)所需的芯片小型化，硬件最終將集成到一個或兩個“盒子”中，而不是以前的5個或6個“盒子”。

實現(xiàn)殺傷網(wǎng)后，C4ISR也將經(jīng)歷合并與集成。

美國陸軍已在將指揮和控制合并為任務控制（MC）。通過SOSA（傳感器開放系統(tǒng)體系）計劃和DARPA的CODE（拒止環(huán)境中協(xié)同作戰(zhàn)）項目，計算機和通信逐漸合并到傳感器和網(wǎng)絡（SN）中。情報正由AI代替。監(jiān)視已轉(zhuǎn)變?yōu)橛勺钚碌摹八郎瘛焙汀叭蝥棥睙o人機提供的持久監(jiān)視。偵察正通過DARPA的TRACE（對抗環(huán)境中目標識別和適配）最新版計劃變?yōu)椤懊闇誓繕恕薄Ｓ谑荂4ISR變?yōu)镸CSNAIPMT。但演變并未停止。

隨著決策算法的改進，任務控制（MC）將融入AI，持久監(jiān)視和目標瞄準也是如此。計算機和通信將變成傳感器和網(wǎng)絡，于是C4ISR將變?yōu)镾NAI——傳感器、網(wǎng)絡和人工智能。

美國陸軍2019年2月底剛啟動了“地面層系統(tǒng)”（TLS）項目，就是要將SIGINT、IMINT、網(wǎng)絡戰(zhàn)和電子戰(zhàn)系統(tǒng)集成在一起。

美國陸軍最近構建了第一批I2CEWS（情報、信息、網(wǎng)絡空間、電子戰(zhàn)和太空）部隊，其任務是黑客攻擊-干擾-感知-射擊（HJSS），為此，他們將SIGINT/IMINT/網(wǎng)絡戰(zhàn)/電子戰(zhàn)/武器系統(tǒng)集成到一起。美國空軍這幾年正在將其SIGINT、電子戰(zhàn)和武器系統(tǒng)集成進F-22和F-35飛機中。

洛克希德·馬丁公司剛把其SIGINT、網(wǎng)絡戰(zhàn)和電子戰(zhàn)團隊合并到一個新部門——頻譜融合部。

2018年，美國陸軍將THADD（末段高空區(qū)域防御）雷達與“愛國者”中程防空雷達實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)。THADD雷達比“愛國者”雷達“看”得更遠，這樣“愛國者”系統(tǒng)在其雷達看到敵人目標之前就可以在THADD的協(xié)助下向目標發(fā)射導彈。這是“貪心射手”算法（離目標最近的武器發(fā)起攻擊）的另一個應用實例。

“殺傷網(wǎng)”中各種類型系統(tǒng)的集成融合需要采用開放的系統(tǒng)體系結(jié)構，獨立的傳感器、通信網(wǎng)絡、電子戰(zhàn)等系統(tǒng)將在模塊化開放式架構環(huán)境中集成為一體。

美空軍2015年1月22日牽頭發(fā)起SOSA（傳感器開放系統(tǒng)體系結(jié)構）項目，旨在為跨軍種的各種多功能C4ISR平臺開發(fā)一系列模塊化開放式系統(tǒng)架構規(guī)范。

SOSA用于以下系統(tǒng)的集成：雷達/合成孔徑雷達（SAR）、信號情報（SIGINT）、電子戰(zhàn)、通信和電光/紅外，以可快速實施其功能和任務重構。

該項目面臨的挑戰(zhàn)是從諸多開放式體系架構中選擇合適的體系架構嵌入當前系統(tǒng)中，并使其能夠運行30~40年。目前，美空軍研究實驗室（AFRL）的AgilePod T項目就采用了SOSA，證明了多功能ISR可配置開放式體系架構開發(fā)平臺的概念。

SOSA項目是許多已有項目與新的現(xiàn)有標準的集合，其中包括如C4ISR/EW互操作性車載集成（VICTORY）、模塊化開放射頻架構（MORA）、OpenVPX、REDHAWK、軟件通信體系（SCA）以及開放群組的未來機載性能環(huán)境（FACE）。

SOSA系統(tǒng)采用分層方法，基于現(xiàn)有硬件和軟件標準，如OpenVPX和數(shù)據(jù)分發(fā)服務（DDS）。

圖1 SOSA系統(tǒng)示意圖

CODE（拒止環(huán)境中協(xié)同作戰(zhàn)）項目是戰(zhàn)場上實現(xiàn)SNAI綜合功能的典型案例。

未來戰(zhàn)爭威脅更嚴重、電磁頻譜更擁擠、目標位置更加多變，而當前的無人飛行器系統(tǒng)缺乏自主應對變化的能力，高度依賴操作人員。利用傳統(tǒng)方法提升當前系統(tǒng)的性能很困難且成本很高。

美國國防高級研究計劃局（DARPA）2014年4月發(fā)起了“拒止環(huán)境下協(xié)同作戰(zhàn)”（CODE）項目，欲采用突破性的人工智能算法和軟件，使得無人機在電子干擾、通信能力削弱和其他困難作戰(zhàn)條件下，在最少人員參與下進行協(xié)同作戰(zhàn)，完成針對高度機動的地面和海面目標的動態(tài)、遠距作戰(zhàn)任務。

在惡劣環(huán)境下飛機如何持續(xù)協(xié)同工作是該計劃最大的挑戰(zhàn)。目前作戰(zhàn)中，每架無人機至少需要一名操作員。裝備了CODE，一個操作員可以控制多架飛機。以前，如果操作員失去了和無人機的聯(lián)系，系統(tǒng)會恢復到最后編程的任務。而現(xiàn)在，有了CODE算法，無人機群體每個無人機之間可以互為傳感器，自主共享信息，互相協(xié)同、適配，在狀況突發(fā)時響應不同的目標或威脅。

有人機、無人機或地面車輛等各種平臺通過計算機很容易獲得CODE軟件。

該項目承包商洛馬公司和雷聲公司已經(jīng)開展了系列飛行試驗，利用安裝CODE硬件和軟件的RQ-23“虎鯊”無人機群，驗證了裝備CODE的無人機群在“反介入/區(qū)域拒止”（A2/AD）環(huán)境下適應和響應意外威脅的能力。

2019年4月，DARPA披露了更多CODE計劃能力細節(jié)，宣稱該項目獲得了些許成功。2019年2月在美國亞利桑那州沙漠，6架裝載了CODE系統(tǒng)傳感器陣列、通信網(wǎng)絡設備和算法軟件的RQ-23“虎鯊”無人機一架接一架起飛。在一個小型作戰(zhàn)中心內(nèi)的任務小隊在空域圖上追蹤這些無人機。

測試中綜合使用了雷聲公司的軟件和自動算法以及約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的“白軍網(wǎng)絡”。在四個演示環(huán)節(jié)中，任務小隊設置了大量虛擬目標、威脅和對抗措施，驗證這些無人機在非最佳條件下完成任務的情況如何。測試結(jié)果表明，無人機群在盡量降低通信量的同時，高效共享信息，協(xié)同規(guī)劃和分配任務目標，制定協(xié)調(diào)的戰(zhàn)術決策，并協(xié)同應對高威脅動態(tài)環(huán)境，成功完成了任務目標，即使在通信掉線和GPS無法使用的情況下亦是如此。

DARPA在進行最后的項目工作，全部完成之后會將CODE軟件資源庫完全移交給美海軍空戰(zhàn)系統(tǒng)司令部（NAVAIR）。最終，CODE能力將在整個國防部范圍使用。

DARPA“對抗環(huán)境中目標識別和適配”（TRACE）項目是美軍在傳感器網(wǎng)絡中融入AI算法的典型案例。

盡管過去30年美軍在雷達目標識別領域投入了大量資金，但是目前在戰(zhàn)術應用中鮮有廣泛使用的雷達目標識別系統(tǒng)。這是因為目前的機載雷達雖然可以在防區(qū)外對地面目標成像，但是由于人和機器的因素造成雷達圖像識別的誤警率非常高，不適合戰(zhàn)術監(jiān)視應用。而且當前的目標識別算法太復雜，需要耗費有人或無人飛機上大量的計算資源。這些系統(tǒng)適應能力也很差，通過學習識別新目標往往需要花費太多的時間和計算功率，需要大量操作人員、機器訓練數(shù)據(jù)。因此目前美國軍方在執(zhí)行雷達目標識別任務時需要全新的計算算法和高性能可植入計算系統(tǒng)（HPEC），以便使有人和無人戰(zhàn)術飛機能夠快速準確地識別軍事目標。

為此，2015年7月DARPA啟動了TRACE項目，利用有人和無人戰(zhàn)術飛機上的雷達傳感器以及新型計算機算法和“高性能嵌入計算”（HPEC）迅速、準確識別軍事目標。

該項目有3個目標：一是為戰(zhàn)術飛機提供軍事目標識別能力；二是降低復雜環(huán)境下目標識別誤警率；三是在有限的訓練數(shù)據(jù)支持下具有對新目標的快速學習能力。

TRACE項目將持續(xù)42個月，并分兩階段實施。第一階段，由深度學習分析公司專家開發(fā)先進的雷達目標識別算法，設計低功耗、實時雷達目標識別系統(tǒng)。第二階段，改進算法，對低功耗處理器體系結(jié)構進行實時飛行演示驗證。驗證中將使用分辨率1英尺（0.3048米）的合成孔徑雷達圖像對地面靜止目標進行實時雷達目標識別。

深度學習分析專家將研究機器學習、低功耗移動計算體系結(jié)構和雷達信號建模方面的近期進展，致力于降低新型識別算法的運算復雜度，提高新型移動處理器的計算效能，降低雷達目標識別算法設備的體積、重量和功耗（SWAP）。研究人員將采用新興的移動計算體系結(jié)構，包括多核“片上系統(tǒng)”（SoC）并結(jié)合通用計算組件，如帶片上協(xié)處理器（如多核圖形處理單元（GPU）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA））的多核ARM處理器。

美陸軍在2019年1月23日向工業(yè)界推出了新電子戰(zhàn)計劃簡報。準備用3年時間，開發(fā)“地面層系統(tǒng)”（TLS），整合信號情報、電子戰(zhàn)和網(wǎng)絡空間能力。

美國陸軍表示，網(wǎng)絡空間對電子戰(zhàn)的能力需求與通信情報對電子戰(zhàn)的能力需求有較大重疊，因此決定整合這些能力。TLS作為地面使用的電子戰(zhàn)和信號情報綜合系統(tǒng)，將集成通信情報、電子戰(zhàn)及網(wǎng)絡戰(zhàn)功能，這些功能將適用于陸軍戰(zhàn)術編隊，并能夠在整個系統(tǒng)生命周期內(nèi)保持技術創(chuàng)新，從而確保持久的競爭優(yōu)勢。

美陸軍向業(yè)界征詢的內(nèi)容包括：參考體系架構；支持開發(fā)測試和作戰(zhàn)測試場測試所需的基礎設施；將信號情報、電子戰(zhàn)和網(wǎng)絡系統(tǒng)/能力整合到一輛車上的最優(yōu)方式。

TLS能力包括：

· 集成，可互操作，多功能，模塊化，利用開放架構，任務可定制；

· 軟件定義框架，實現(xiàn)信號庫快速集成；

· 自動化機器學習，降低士兵工作量，快速、敏捷；

· 初始能力針對戰(zhàn)術陸基移動平臺；

· 未來配置或包括小型下車部隊或固定站點，支持機動分隊的遠征作戰(zhàn)。

TLS技術需求包括：

· 小型定向天線技術，支持電子攻擊信號的大功率發(fā)射；

· 用于電子攻擊的小型寬帶功放；

· 關注的所有頻帶范圍內(nèi)的測向性能；

· 能夠支持電磁頻譜/電子攻擊對抗現(xiàn)代波形的快速調(diào)諧和測向能力/算法；

· 提高測向精確度；

· 支持數(shù)字化的小型調(diào)諧器/無線電臺；

· 自動電子攻擊機器學習算法。

該項目目前已發(fā)布初始能力文件，正在分析備選方案。美陸軍計劃在2020財年完成TLS原型系統(tǒng)開發(fā)，希望在未來2~3年內(nèi)將此能力裝備到戰(zhàn)場，取代舊的多功能電子戰(zhàn)（MFEW）地面和徒步系統(tǒng)。

“殺傷網(wǎng)”的概念雖然是由美海軍首先提出，但其理念已貫穿美軍各軍種近年來為整合傳感器、通信情報、電子戰(zhàn)、網(wǎng)絡戰(zhàn)能力所實施的一系列軍備發(fā)展計劃。隨著技術的成熟，“殺傷網(wǎng)”的逐步實現(xiàn)，C4ISR概念將精簡為SNAI——傳感器、網(wǎng)絡和人工智能。