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俄乌战争中乌军C4ISR装备的作战运用

访问次数: 1534 次    作者: 远望智库特约研究员 华胜西    发布时间: 2023-09-19

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俄乌战争爆发后,乌克兰军队的主要通信指控节点遭

到了俄军的打击并摧毁。乌军在北约支援下,开发了一些去中心化的多功能指挥控制程序和系统,实施分散式指控,努力保持战场通信畅通,取得了不错的效果。

一、乌军主要作战运用样式

(一)分散指挥构架,实施分布式作战

2014年顿巴斯冲突中,乌军因采用集中式指挥控制遭

俄军电子战系统豪夺指挥控制权限而损失惨重。乌军吸取经验,2014年之后在北约的帮助下采取了多种措施以确保其作战任务的执行。在北约的培训下,乌克兰在实战中形成了“任务委托式”的指挥模式,即大量基层军官、士官在被交托任务目标后,能够不过度依赖上级指令,独立进行战术指挥,执行作战行动。因此,乌军在俄乌冲突中战略战役指挥控制系统不完善的情况下,依靠北约提供的“三角洲”(Delta)态势感知信息系统及其他战术指控系统和通信冗余来进行C4ISR作战,取得了不错的效果。

“分布式作战”高度依赖于天基侦查、通讯系统和各种预警机、侦察机组成的信息网络。北约为乌军提供的ISR资源及通信和网络为实施分布式作战提供了基础支撑。俄乌战争中,以美国为首的北约,利用其陆海空天电网ISR优势,向乌克兰军队提供了大量的、实时的、高价值的俄军战场态势、军事部署、指挥机构/指挥员位置、重要打击目标指示等情报支持。这些情报大部分是通过“星链”等提供的网络通信手段,从美军和北约的信息情报中心,尤其是从卫星、预警机、电子侦察机等移动侦察平台,直接向乌军提供。

(二)通过“星链”终端保持指挥控制

俄乌战争爆发后,处于分散式指挥控制的乌军如果没有稳定、可靠的通信手段,易陷入各自为战、被俄军各个击破的险境。“星链”为乌军一线部队与指挥机构之间保持指挥控制联系提供了手段。无论是乌军高级指挥机构对乌军前方指挥机构、一线部队进行的指挥、控制,还是一线的乌军部队向前方指挥机构、后方高级指挥机构上报战况、请求支援,“星链”都为其提供了稳定、持续的网络通信能力,为乌军在战时保持上下军令政令畅通、全军整体协调统一行动提供了有力保障,并降低了俄对乌克兰电力、通信等基础设施实施打击行动的实际效果。乌政府考虑到已有超过1万套“星链”地面终端在乌境内运转,可能导致网络带宽不足、影响乌军网络通信等不利情况,还采取了限制乌境内个人使用“星链”终端的措施,这进一步说明乌军行动对“星链”的依赖。此外,“星链”还是保障乌克兰方面对外发声、获取国际支持和开展舆论战的重要渠道。

(三)迭代使用北约加密通信系统

在俄军战线后方活动的乌军特战小分队,冲突前期在破坏和打击俄军后勤力量上发挥了出色作用,这些小分队携带有美军提供的先进侦察设备,并拥有一套安全可靠的指挥通信系统,便于接收美军提供的各种天基信息和空基侦察信息,从而能对俄军后勤部队实施伏击,甚至还可以呼叫火力支援打击。总数不足4000多人的乌克兰特种部队,在两周内对俄罗斯成功发动了上百次的伏击战,足见北约为其提供的加密通讯系统发挥了很大作用。

(四)利用俄军监视盲区或指控系统延迟间隙突击作战

俄乌战争中,乌克兰空军虽然大部分被俄军摧毁,但依然实施了一些成功突击俄军的战例,甚至突入俄罗斯领土实施了突击行动。据悉,乌克兰空军是根据北约提供的无线电技术侦察数据,巧妙地避开了俄罗斯A-50预警机的战斗执勤时间。预警机属于高价值低防护资产,基本只能在乌克兰S-3OO防空系统的防区外飞行。A-50预警机对“歼击机”类目标的探测距离约300千米,巡航导弹约200千米,对直升机的探测距离约为200千米,乌克兰S-300的射程约100千米。A-50在距离前线100千米外巡逻时,可以看到敌人纵深内300千米的运输机,200千米的歼击机和100千米的直升机。乌军正是在掌握这些讯息后,利用战术细节实施了突防作战,并利用媒体很好地进行了宣传战。

另外,由于无人机对俄军实施精确火炮打击十分重要,乌克兰专门研究了俄军无人机与火力打击的时间间隙。在俄乌战争的第二阶段,乌军炮兵人员发现,俄军通过电子战测向、声学侦察或反炮兵雷达来识别目标的话,通常需要半个小时才能瞄准并进行打击,然而俄军通过无人机侦察识别出目标后,俄军炮兵通常能够在3-5分钟就对目标进行准确的炮击。因此,乌军掌握了这个规律后,一旦发现俄军无人机出现在炮兵阵地附近,会设法对无人机进行攻击或干扰,并尽可能在3分钟内转移阵地,从而规避火炮打击。

(五)广泛发动民众及时获得俄军方行动的情报信息

乌政府建立了多个网络平台,使乌民众通过手机便可及时报告俄军动向。乌克兰数字化转型部在即时通信软件Telegram中创建了e-Enemy聊天机器人,该聊天机器人的使用需实名认证来验证身份,有效避免了虚假信息、垃圾邮件干扰。乌民众通过身份验证登陆e-Enemy后,即可上传发现的俄军人员、装备的照片、视频及其活动时间、精确地点等信息。乌数字化转型部则随时处理上述信息并提供给乌军,供其进行防御作战和打击行动。乌方称,战时平均每天能收到2000条俄军位置等信息。期间,乌克兰还扩展了e-Enemy聊天机器人功能:一是用于提交布查、伊尔平等地平民伤害事件中俄方“犯罪人员”身份、照片、视频、所犯“罪行”等信息。二是向乌民众发布需要重点关注的地区、俄军关键目标等搜集要点,提高民众搜集、提供信息的针对性。乌政府在Telegram中还设有“阻止俄罗斯战争”、“乌克兰复仇者”等聊天机器人,同样为乌民众报告俄军动向提供了平台。随着乌克兰原有的网络系统被大量摧毁,“星链”成为乌民众向外传递情报信息的关键。有消息称,英国通信服务商沃达丰即通过“星链”恢复了乌境内部分地区的手机网络服务。初步分析,乌民众手机情报信息上传的路径为:手机-“星链”网络-聊天机器人-北约/乌军情报/指控部门-“星链”网络-乌作战部队。

二、乌军在实战中提升C4ISR作战能力的措施

(一)提升天基C4ISR能力

1、从芬兰ICEYE公司获得SAR卫星星座使用权。2022年8月,芬兰雷达卫星成像持续监测公司ICEYE与Serhiy Prytula慈善基金会签署了一份合同,向乌克兰政府提供其合成孔径雷达(SAR)卫星成像能力。ICEYE公司向乌克兰政府提供其在轨SAR卫星星座的全部能力,这样乌克兰军队能够获得重要地带的雷达卫星图像,并且图像的更新频率非常高。不同于传统地球观测卫星,ICEYE公司的小型雷达成像卫星能够在白天及夜间穿透云层拍摄地球各个地区的高清图像。ICEYE的SAR卫星可以一天多次从地球任何地方收集图像和数据,为关键决策提供必要的可靠性。目前ICEYE公司已经成功将21颗卫星送入轨道,并运营着全球最大的商业合成孔径雷达卫星群。

2、乌克兰获得多谱光学卫星GEOSAT 2卫星使用权。2022年5月,根据乌克兰政府与GEOSAT公司达成的一项协议,G乌克兰成为一颗多谱光学卫星GEOSAT 2的共同所有者,并从GEOSAT 2接收独家卫星数据。GEOSAT 2卫星是第一颗专门为乌克兰传送境内观测数据的卫星。这颗卫星可以传送超高分辨率数据,乌克兰能够获得距离其边境100公里的地区的数据。乌克兰利用这种图像获取能力增强其空间侦察能力,提高关于俄罗斯的战略情报。GEOSAT 2卫星在平均高度为620公里的太阳同步轨道上运行,重访时间为两天(中纬度为一天)。

(二)加强空中无人侦察力量

1、利用人工智能进行精确无人机攻击。2022年7月,乌克兰开发人员开始使用人工智能探测目标,使得无人机能够找到并摧毁伪装的俄罗斯军事装备。该应用已经用于乌军Delta指控系统。随着无人机拍摄其摄像头看到的一切,人工智能会自动探测敌方设备,并用红色方块标记出来。设备的准确坐标被传输到无人机操作员和总部指挥官。如果无人机携带炸药,指挥官可下达攻击命令。在小型炸弹的帮助下,甚至也能以这种方式摧毁一辆坦克。一架无人机通常携带多枚炸弹,因此一枚可用于精确打击,另一枚用于破坏。一些无人机可以携带4枚炸弹,每次飞行至少击中两个目标。研究人员还开发了无人机自杀式杀伤模式。这种无人机在飞行中不使用GPS导航,不易受俄罗斯电子干扰的影响。

3、利用手机应用程序追踪俄无人机和导弹。2022年10月20日,乌克兰国防部情报总局(HUR MO)鼓励乌克兰民众下载“ePPO”移动应用程序,帮助乌军防空部队追踪俄罗斯无人机和导弹。由科技初创公司Technari与乌克兰军方合作开发的“ePPO观察者”(ePPO Observer) 移动应用程序于10月10日在谷歌Play商店发布,发布仅10天已有超过10万人下载。该应用程序使乌克兰民众可向乌军通报俄罗斯巡航导弹、自杀式无人机或飞机的飞行情况。检测到敌方空中目标后,用户需要选择目标类型(战斗机、导弹、无人机等),将智能手机指向目标方向,然后按下红色大按钮。乌军防空人员将在地图上看到标记,并使用雷达进行目标确认,威胁目标确认后将被乌军击落。

4、升级“鲨鱼”侦察无人机。2022年11月,乌克兰 Ukrspecsystems公司升级了其生产的“鲨鱼”侦察无人机的目标跟踪功能。“鲨鱼”无人机具备激光测距仪和良好的飞行稳定系统。该无人机能够深入敌方领土60公里,并能抵抗电子战系统,主要目的是为瞄准远程火炮收集数据,该系统可在800米外甚至更远距离对目标进行跟踪。鉴于俄军强大的电子战能力,抗电子干扰能力的无人机对于乌克兰非常重要。

5、采购德国抗电子干扰无人侦察机。为应对俄军电子干扰的影响,乌军向德国量子系统公司增购105架“矢量”无人机。这种固定翼无人机的续航时间为120分钟,最大飞行速度为每秒25米。之前,乌军曾采办33架该无人机并已经在乌军服役。该无人机已用于乌军军事情报、监视和侦察行动。“矢量”固定翼无人机翼展为2.8米,可垂直起降。通过移除机翼和安装叶片,它可以改装成多旋翼平台,适应不同类型的任务,可以用手提箱或背包运输。借助一款名为QBase 3D的任务软件,该无人机只需一个人就可以操控。一旦确定了侦察区域和任务参数,该软件就会自动生成飞行路径。“矢量”无人机收集到的图像能够通过IP网状加密数据链实时传送到多个地面控制站。利用扇形天线,该无人机的数据传输距离可以从15千米增至25千米。“矢量”无人机经实战检验适合乌克兰战区,适用于情报监视与侦察、测绘、战损评估、炮兵火力支援、搜救等。

6、采购小型商用无人机用于战场监视。2022年7月,一家乌克兰筹资机构购买了约300架Atlas轻型三旋翼无人机,帮助乌军进行战场监视。这些无人机具有一条安全通信通道,同时携带一个用于夜间监视的高质量热成像摄像机。Atlas无人机可用于侦察和火炮火力校准。首批系统已经在前线投入使用,为乌克兰特种作战部队提供空中侦察。这些无人机通过一个独特的MESH通信系统进行操作,该系统使多无人机控制能够完全集成到传统的C4I系统中,并能够根据预定任务和反应进行自主操作。

7、装备Bukovel电子战系统实施反无人机作战。2023年初,乌军第59摩托化旅接收Bukovel电子战系统用于抵御俄罗斯无人机。Bukovel AD电子战系统用于敌方无人机早期探测,并完全阻断其GPS/GLONASS卫星导航系统控制信道的数据传输。该系统的一个关键要素是地面站,由探测和控制模块组成。除了干扰GPS和GLONASS控制信道之外,系统还会产生一系列虚假信号,从而显著提高整体性能。Bukovel电子战系统的有效工作范围达10~15公里。

(三)提升指控系统作战效能

1、采用北约标准的新型自动化控制系统。2022年12月6日,乌克兰国防部长签署了采用Dzvin-AS自动控制系统(ACS)的命令。Dzvin-AS ACS是一种高度综合的自动化系统,用于战略、战役和部分战术(旅)级作战行动的指挥控制。该系统在2022年春天成功通过了部级试验,随后进行了国家级试验。目前,战略级ACS已正式启用,并将为武装部队服务,随后乌总参谋部将决定其定标参数。

2、向乌军提供国际野战炮兵战术数据系统。2023年初,美国陆军准备向乌军交付国际野战炮兵战术数据系统(IFATDS),从而增强M142“海马斯”火箭炮等系统的杀伤力。IFATDS是美陆军先进野战炮兵战术数据系统(AFATDS)的国际出口版本,将通过提供一种安全、互联和集成的通信系统,将战场上各种来源的输入信息拼接在一起,以获得更好的通用作战图和更强的态势感知能力,从而提高HIMARS的杀伤力,提高作战速度和杀伤链效率。AFATDS是一种自动火力支援指挥、控制与通信系统,它自动处理火力请求和弹药更新,生成多种战术火力任务解决方案,监控任务执行,并支持、创建和分发火力计划。IFATDS将使操作员能够通过一个通用操作系统提高近实时态势感知能力,该操作系统可以与其他系统集成,如空中导弹防御、反无人机系统、情报系统等。互操作性是正在开发的新技术的关键组成部分,部署IFATDS还将增强美军与乌军的互操作性。乌克兰预计将获得18套IFATDS。

(四)通过北约军援提升通信韧性

1、美国网络司令部在通信网络安全方面增援乌克兰。在俄罗斯攻击乌克兰之前和期间,美国网络司令部在应对俄罗斯的网络攻击方面发挥了关键作用。俄罗斯对乌克兰的网络攻击主要目标是乌克兰通信系统和其他基础设施。冲突中,乌克兰国家电信行业受到严重打击,造成了乌克兰通信网络大范围拒绝服务和服务中断。随着美国网络司令部任务小组确定网络漏洞和威胁,该司令部收集并分享情报,与美国政府和业界密切合作,实施了广泛的应急计划。美国网络司令部为乌克兰提供远程分析支持,并采取了网络防御措施,增强了乌克兰网络韧性和安全性。

2、美国Comtech公司为乌克兰提供超视距通信能力。2022年9月27日,美国Comtech公司与乌克兰政府签订了一份对外军售(FMS)合同,用于提供超视距通信终端和升级乌克兰现有系统。2022年3月,应乌克兰政府要求,Comtech曾捐赠过一批系统,现乌方正在采购相同的系统。该系统是乌克兰特种部队要求的,用于增强他们在对抗性环境中快速部署安全、韧性通信通道的能力。自2017年以来,Comtech一直为乌克兰国防部多个通信升级和现代化项目提供支持。因此,Comtech有能力提供以前被乌军方认证使用的系统,乌方也可以在Comtech和运营商提供的培训下部署系统。Comtech公司的终端能轻松与其他Comtech战术、移动和固定系统连接,从而可提供一种鲁棒、全面的超视距通信解决方案,提升乌军现有通信能力。

三、乌军C4ISR系统存在的主要问题

(一)缺乏完整的态势感知能力体系

乌军因基础能力所限,并不具备完整的态势感知能力体系,因此主要依赖北约情监侦系统获取情报信息。如果没有北约的情监侦系统支援,乌克兰将陷入被俄罗斯全面致盲的结果。现代战争如果缺少完善的情监侦体系,很容易陷入全面被动,硬杀伤装备将变成废铜烂铁。而由于缺乏自身的情监侦体系,乌军在使用情报时,存在时延问题,而北约提供的态势感知信息高度依赖网络传输,一旦遭遇通信网络干扰,乌军将很难及时接收相关信息。由于俄罗斯电子战系统的大范围雷达、通信导航干扰,乌克兰军队无人机很难发挥作用,乌军无人机经常被俄军电子战系统干扰失灵,无法提供目标定位,甚至造成了乌军的自相残杀。战术态势感知能力的不足,给乌军在顿巴斯地区的作战造成诸多困扰。

(二)战术通信设备短缺,协调困难

战术层面,通常乌军一个排级作战单元只有两部电台。当士兵在作战过程中分散在200米长的战线上时,指挥官无法及时传达给士兵敌情突袭信息,因此出现了由于态势感知信息不明而造成的伤亡。据一名在乌克兰的西方顾问透露,美国和其盟友支援的安全无线电设备,仅能满足乌克兰实际战场需求的四分之一。乌东部的激战已经在慢慢损耗乌克兰的军力,估计每天有多达200人伤亡。因此,后续替补部队不断轮换,被调到前线地区战斗。这些候补士兵通常来自乌克兰国民警卫队和国土防卫部,他们被紧急拉出来投入到前线增援其他部队,相关武器配备严重不足,通信设备更是匮乏。而且替补部队到达前线后,对附近部队的了解也很少,部队之间不仅缺乏协同,甚至连敌我情况都不明。2022年6月28日,俄罗斯军方称,通讯受阻已经导致至少两起乌克兰友军互相开火事件,其中一起事件发生在乌克兰第28机械化旅,该部队的一个侦察队遭到外国雇佣军的袭击,造成4名士兵死亡,3人受伤。

(三)通信欺骗给乌军造成较多困扰

战争期间,俄军依托电子战装备科研试验训练机构对俘获的北约通信电台进行拆解分析,基本摸清了乌军使用的北约电台的信道调谐机制,并对之实施了有效欺骗。俄军多次通过“里尔-3”等电子战系统向乌军发送虚假指令,引导乌克兰士兵进入炮火伏击圈。由于战场通信手段的匮乏,乌军很容易被通信欺骗信息误导。此外,俄军强大的通信对抗能力对乌军士气影响较大。2022年6月5日,俄军公开一段视频,视频中显示,一架乌克兰战机正在进行起飞前准备,飞行员已经向塔台通报相关飞行计划,并且准备在两分钟后直接起飞,很快无线电中传来了俄军电子战士兵的声音,俄军在询问乌克兰飞行员是否要投降。这意味着俄罗斯的电子战已经生效,并且能够成功的对乌克兰空军的无线电传输进行干扰,并且乌克兰军方的一举一动都在俄罗斯的监视之下。俄军通过周密的电子压制,成功瘫痪顿巴斯地区乌军的军队指挥通信系统,使乌军上下级失联,乌军作战士气低糜,成建制投降事件频发。

(四)北约援助的无线电设备易遭遇俄军火力覆盖

俄军在进行通信干扰时,通常会在乌军相同的电台频率上使用更强的信号进行干扰,受扰的电台只能停止通信联络。部分乌克兰精英部队获得了美国提供的加密电台,可以不受阻碍地相互通话。但这些电台不容易受干扰是因为输出功率高,这样辐射的信号就比较强,这就意味着俄军的辐射源探测装备很容易探测到其播发位置,并对之进行火力打击。因此,使用北约加密电台也只能尽量保持最低限度的通信,一般仅在要求部队快速疏散或提供紧急救援作战时才会使用。

(五)“星链”使用受到的一定限制并易遭俄军反制

“星链”终端提供了较为稳定的通信,但数量少,发挥作用有限。俄军使用电子战手段便可探测“星链”终端电磁辐射信号,对之进行定位并呼叫炮火覆盖。俄军在战场上缴获了部分“星链”终端,并运回俄罗斯国内由电子战科研试验部门对之进行拆装破解,逐步掌握了破解其关键技术体制的技术与方法。俄军对为乌军提供通信保障的卫星实施干扰主要通过“提拉达-2S”地面电子战系统实施,该系统主要在地球表面干扰3-30GHz频段的卫星通信,其主要作用是可恢复的软杀伤,而非摧毁或使电子设备永久损坏。该系统可生成定向干扰信号,干扰卫星收发器,并拒止卫星接收地面信号,阻止航天器与地面站及空基站间的交互。2022年9月底,乌军所使用的“星链”服务在前线中断,赫尔松和扎波罗热南部地区受影响严重,同样在哈尔科夫东部以及顿涅茨克和卢甘斯克前线也出现了服务中断,导致乌克兰与前线部队通信失联。

俄军还专门研发了“白芷”电子战系统应对“星链”威胁,该系统可对10km范围内的50台“星链”终端进行探测定位,探测精度在60m以内。一般情况下单个“星链”终端WIFI信号可覆盖其周围几百米的范围,距离“星链”终端越远信号强度越弱,而为了确保信号强度,乌军指挥部及负责通信联络的部队距离“星链”终端位置都不会太远。在前线的乌军因“星链”终端辐射通信信号而屡屡暴露潜伏位置,从而遭到俄军火炮的轰炸或瓦格纳雇佣军的围剿。在苏勒达尔战事中,据守苏勒达尔的乌军司令部无意中也因“星链”终端暴露位置信息,遭到俄军火箭炮覆盖。


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