美导航战体系建设及对我启示

高飞 1 苏宪程 2

1．海装装备招标中心，北京， 100071； 2.航天工程大学，北京， 101416

摘 要：随着世界航天导航系统的不断建设发展，导航定位信息的争夺越来越激烈，导航战已经成为信息化战场的重要组成部分，美军最先提出和运用导航战，深入研究美军导航战及其体系建设，对提升我导航领域能力具有一定的借鉴和参考意义。

关键词：美军、导航战、体系建设、启示

导航系统包括无线电、自主、卫星和组合等多种导航类型，已广泛应用于民用和军事领域，成为国民经济基础设施和必要军事信息源。

1美军导航战概况

随着航天、信息和微电子等技术的飞速发展，卫星导航系统不断发展完善，迅速成为一种精确、便捷且应用广泛的定位与时间信息来源，在现代高技术战争中，导航定位信息的争夺越来越激烈。

1.1 导航战概念内涵

关于导航战的理解不断的发展完善，当前比较认可的定义是，“阻止敌对方利用导航定位授时信息，同时保护北约盟军正常使用导航定位授时信息，而战区以外的用户依然能够和平使用导航定位授时信息”。导航战的内涵有三点，一是保护（Protect）,即保护美军及其盟友战时能够有效地使用GPS系统给出的定位导航和授时信息；二是阻止（Prevent），即阻止敌军利用GPS系统进行定位导航和授时服务；三是保持（Preserve），即保持战区以外的民用用户依然能够安全有效地使用GPS服务；导航战的唯一挑战是使用同时拒止。

由此，导航战的目标可以概括为以下三点：首先是确保导航系统正常运行，使美军和盟军不受干扰地使用导航系统，确保美军及其盟友在战场上取得定位导航和授时优势；其次是阻止敌军在战场上使用GPS系统并使敌方导航系统不能正常工作；最后是保持民用GPS用户受到的影响或定位精度劣化程度最小。

1.2 导航战发展历程

20世纪90年代，美国GPS系统作为全球最先进的导航定位和授时(positioning, navigation, and timing—PNT)系统投入运行。导航系统已成为信息化战争中重要的高技术系统之一，能够极大地提高美军的指挥控制、多军兵种协同作战和快速反应能力，大幅度地提高了武器装备的打击精度和效能。然而，GPS系统由于其信号发射功率低、穿透能力差等固有弱点，极易受到电磁干扰和电子欺骗威胁。为了解决GPS系统抗干扰能力不足的问题，保持美军在全球作战中的信息优势，美国政府不断推动导航战发展，主要历程如下：

（1）1994年，美国联合电子战中心（JEWC）在美国国防部支持下，开始对美国GPS军用接收机有关电子防护和电子干扰的技术及战术开展研究工作；（2）1995年，美国国防部开始一项为期13个月的有关“导航战”的研究计划，围绕GPS军用接收机所需的干扰及反干扰技术、以及新一代导航卫星的改进技术；（3）1996年，美国国会向美国国防部发出的防卫授权决议书中，明确指出要实施加强GPS系统的计划，防止敌对军事力量利用GPS系统的有效能力，又不要妨碍美国自身的军事力量和民用用户使用这一系统的能力，同年，美国国防部颁布了《国防技术目标》和新版本《军用关键技术清单》，信息战技术首次被确定为是一种战术，并开展了“导航战先期概念技术演示”研究；（4）1997年，美军在英国召开的“GPS在军事及民事方面的应用”研讨会上，正式提出了“导航战（NAV WAR）”的作战概念，同年在美国西海岸进行了GPS 卫星抗阻塞试验；（5）2004年12月8日，美国布什总统批准了一项新的天基导航定位授时服务国家政策，旨在“确保更早地拥有现代化的军事与导航战能力”；（6）2010年，美国空军研究实验室（AFRL）的先进概念研发小组（ACE）实施了多种仿真技术研究，用于评估导航战空、天、陆、海、网络应用的各方面效能；（7）2018年，美国《太空作战条令》（JP3-14）中明确提出“导航战是联合太空战、网络战和电子战能力，预有准备地采取进攻性和防御性的各种手段来确保己方友好使用并防止敌方使用定位、导航、授时信息。”美军导航战概念逐步走向成熟，并不断发展完善。

1.3 导航作战理念

美军导航战逐步发展完善，主要包括3个中心思想：（1）导航战发生在多个环境、领域和使命区域，因此需要从多样化来源获取导航定位和授时信息；（2）导航战需要一体化整合规划、指挥与控制并执行；（3）导航战需要物质和非物质的解决办法，含括条令、组织、训练、物资、领导者以及教育、人员和设施等各个部分。导航战存在多种联合能力，但几乎不具备综合规划与实施能力。

美军认为GPS是美国导航定位和授时的基石，空间任务区域构成了导航战专用技术的逻辑中心。导航战概括如下：（1）最坏情形：实施拒止或者降级，以防范确定性敌人。能够在没有联合太空作战中心（JSPOC）的情况下利用导航战选项；能够在统一组织下采利用导航战选项；（2）最好情形：在关键地点、在冲突时刻，按照作战司令部（CCDR）要求，规划和执行一体化行动。（3）导航战不仅仅是GPS，但必须以GPS为中心；（4）导航战必须着重依赖电子战的原则；（5）导航战包括保护进攻和防守两面；（6）导航战涵盖全部卫星导航系统、机理和网络能力；（7）导航战必须依赖跨域（空间、网络、空军）解决办法；（8）导航战本质上是联合作战。

2美军导航战体系发展

2.1 加强GPS导航战技术手段建设

美国不断开展GPS现代化、国家综合导航定位授时体系、增强罗兰系统、对抗环境下导航定位、Micro-PNT组合导航、LEO卫星增强或备份导航等工程。美国对导航战格外重视，在频率体制、信号体制、抗干扰技术体制、干扰监测技术体制战区增强技术体制、导航卫星冗余、战时卫星支援机制和增大卫星发射功率等各个方面多走在了世界导航定位授时系统的前头。

表1 美国发展导航战技术手段

2.2 完善导航战攻防模式建设

随着导航战技术手段的不断丰富发展，美军更加注重加强用户终端导航战攻防技术的发展，不断丰富进攻和防御模式的研究。因为信号频率和调制特征已知，信号信噪比很低。对于不同用户而言，其进攻和防御导航战的形式也有所不同。

表2 GPS用户终端典型进攻模式与防御模式

2.3 成立联合导航战中心

随着战争形态的不断发展，联合作战已经成为必须的趋势。2004年10月1日成立联合导航战中心（JNWC），中心任务是为国防部、跨机构和联盟伙伴提供定位、导航和授时能力优势。中心负责对国防部范围导航战进行整合，首要任务即向战士提供作战支持,通过全天时反馈和可部署小组提供导航战专业技术。

联合导航战中心是美国国防部导航战的核心机构，在复杂操作、导航定位授时系统的各机构间充当协调机构，以最大限度地保护作战系统，避免这些系统被敌对势力所利用，并且整合美国政府机构（国土安全部、运输部）的能力和盟军、盟友的能力。中心被指定为导航战研究、开发、实验和发展的唯一单位，其作用是充当信息分析中心，统一管理导航战领域的研究、科学与技术分析专门问题。

联合导航战中心负责计划全球一体化导航战，分配任务、进行整合、提供指挥控制，。通过后援能力和可部署的主题专家，进行日常指挥控制，为指挥官提供支援。通过联合导航战中心的导航战支援单元、协调单元和可部署战区协调单元，可以提供援助。在消除与当前任务的冲突并进行优先排序之后，作战指挥官对导航战能力的申请可以得到美国战略司令部各部门的支持，为作战人员提供现势性和最新的导航战信息，参与全球性的服务、联合训练和演习活动。

3 美军导航战对我的启示

3.1 完善的装备体系、灵活的运行机制是获取导航战优势的基础和关键

美军在多年的实战中不断发展和完善导航装备，拥有完备的装备保障机构、人员编制、测试评估系统等，并在实战中得到检验。美军十分注重GPS设备的顶层设计，在需求论证、方案制定过程中充分考虑未来装备使用对GPS设备的需求，采取基于体系结构的方法提升顶层设计的适用性和有效性，确保GPS装备发展的规划与作战任务紧密结合。当前，我军已经建成了航天装备基本体系，但是导航装备的整体性能还不够高，亟需在关键领域实现跨越发展，抢占军事竞争战略制高点。一是深入调研导航装备特殊需求，制定规范标准，构建技术体系，创新装备样式和服务手段。二是建立灵活运行机制，强化导航装备与指挥平台、武器系统的结合，为指挥决策提供可视化战场态势，为精确打击提供目标指引和效能评估。三是提升装备能力，实现北斗导航频率信号的全过程监视和有害干扰的识别、定位与查处，掌握和评估电磁环境对导航频率的影响程度。

3.1 完备的政策法规、扎实的理论指导为导航战提供了依据和遵循

美军自提出导航战概念后，制定了一系列与导航战有关的政策法规。主要有国防部指令《定位，导航和授时和导航战》《定位、导航与授时（PNT）》，联合出版物JP3-13.1《电子战》、JP3-12《网络空间作战》及JP3-14《太空作战》等法规中均涉及导航战,明确地提出了各级指挥机构实施导航战的职责，明确导航战、电子战等的关系。目前，我军导航体系正在建设，应从顶层制定导航战政策法规，不断研究和发展“导航战”理论和战法将导航战加入作战演训中。一是按照新形势下军事斗争准备的特点规律，总结导航支援经验做法，研究制定法规政策和作战条例，明确各级指挥机构职能、支援与作战力量运用、协调组织原则等。二是将理论研究成果在作战演习中进行检验，既检测检验导航战战法理论，又检验技术的实用性和实战装备性能。三是加快实现信息融合，将北斗应用系统与地理信息系统相融合，针对战略、战役、战术各层级需要分发态势内容、更新要素信息，规范处理方法和格式标准。

3.2 增强抗干扰能力、加强技术研究是导航战发展的主要方向和趋势

为了增强GPS的抗干扰能力，美军花费数十亿美元进行GPS现代化改造。增加卫星数量和改变星座结构，GPSIII卫星将补充并最终取代目前在轨道上的GPS卫星星座；增加高功率点波束军用Ｍ码信号；升级时钟并改善星际之间的通信链路；改造下一代操作控制系统；增加陆地、海上和航空接收卡的安全认证功能。目前，我国导航系统不断发展完善，也必须加强对抗干扰能力。一是进一步提升系统性能，提高系统的精度、完好性和弱信号接收能力，强化关键技术包括：星间链路、高精度星载原子钟、BOC类调制与军民信号分离、增加民用三频与军用双频、系统兼容与互操作、增加导频通道、增强完好性监测等研究。二是技术上加强卫星抗干扰与自主运行能力，提升地面运控系统抗干扰能力，强化军用信号的安全性和易用性，高度重视民用基础设施的导航定位授时安全性，全面提升用户终端抗干扰能力。三是加强国家综合定位导航与授时（PNT）体系方面，以北斗系统为主体，融合陆基无线电、惯性、微器件（含芯片级原子钟、微惯导等）、视觉、数据库匹配（含地磁、重力场、地形等）等全源导航定位手段，为全域内的军民载体提供定位导航与授时服务。

参考文献：

[1]远望智库.美军导航战研究[D].2020.9:6-12.

[2]谢金石,陈霄,王冬霞,等.导航装备研究进展及展望[J].导航定位学报,2019,7(4):1-4.

[3]杨秀锋.浅谈北斗卫星导航系统在交通运输行业的应用及展望[J].科技风,2020(3):89.

[4]赵超,刘春保.美国GPS系统未来发展浅析[J].国际太空,2019(12):16-21.

[5]王小妮,赵子峥,韩超.美国GPS现代化战略研究[J].全球定位系统,2017,42(01):100-102.

作者简介：高飞（1978-）男，博士，海装装备招标中心；苏宪程（1978-）男，博士，航天工程大学太空安全研究中心。

4