主頁（http://www.www.xzhtuan.com）：從越南到烏克蘭：軍用衛(wèi)星通信如何塑造戰(zhàn)場

從第一個衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的推出到使用激光發(fā)射信號，軍用衛(wèi)星通信對戰(zhàn)爭的影響不容小覷。天基通信技術(shù)的進步，包括用于電子和信號情報目的的軍用衛(wèi)星的不斷增加，極大地改變了地球上戰(zhàn)爭的作戰(zhàn)方式。

軍用衛(wèi)星通信簡史

第一顆軍事通信衛(wèi)星由美國于 1966 年發(fā)射，到 1967 年有 19 顆衛(wèi)星進入軌道，組成了一個后來被稱為初始防御衛(wèi)星通信計劃（IDSCP）的星座。IDCSP 衛(wèi)星由 Titan IIIC 運載火箭分五組發(fā)射，旨在作為更廣泛的國防通信衛(wèi)星系統(tǒng)（DSCS）的試驗平臺和概念驗證。隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的改進，美國在隨后的 DSCS II 和 III 迭代中進一步開發(fā)了該系統(tǒng)。IDSCP 的目標只是提供基本的全球通信鏈路，而 DSCS 后來提供更好的可靠性和容量，DSCS II 帶來了更顯著的改進，具有更強大的發(fā)射器、更大的帶寬和改進的抗干擾能力。

DSCS III 實現(xiàn)了最重大的飛躍，因為除了進一步的容量、安全性和傳輸能力外，這些衛(wèi)星還具有更長的使用壽命，減少了更換的需求，并且具有星上處理能力，大大提高了傳輸質(zhì)量。

這項早期工作在寬帶全球衛(wèi)星通信 （WGS） 網(wǎng)絡(luò)中達到頂峰，WGS首次發(fā)射于 2007 年開始，每顆 WGS 衛(wèi)星提供的容量比整個 DSCS 網(wǎng)絡(luò)都多。WGS 網(wǎng)絡(luò)在國際上得到擴展，現(xiàn)在為各種政府機構(gòu)、國防部 （DoD）、國際合作伙伴和北約提供服務(wù)。

軍用衛(wèi)星通信如何改變戰(zhàn)爭

01

越南戰(zhàn)爭

衛(wèi)星通信在戰(zhàn)爭中首次使用是在越南戰(zhàn)爭中，美國建立了通過 IDSCP 傳輸數(shù)據(jù)和高分辨率圖像的能力。幾乎即時傳輸圖像的能力對美國來說是一個顯著的優(yōu)勢，因為它允許近乎實時的戰(zhàn)場分析，這在以前只有親自出現(xiàn)在戰(zhàn)場上才能實現(xiàn)。

越南戰(zhàn)爭見證了信號情報 （SIGINT） 的能力不斷進步。美國在戰(zhàn)爭過程中開展了各種信號情報行動，包括一項協(xié)調(diào)行動，以監(jiān)視蘇聯(lián)對海防港采礦的反應(yīng)，稱之為“Operation Pocket Money”。

由于一項微妙的《戰(zhàn)略武器限制條約》（Strategic Arms Limitation Treaty, SALT），美國此前已經(jīng)關(guān)于這次行動警告過蘇聯(lián)，但情報官員想知道是否有任何蘇聯(lián)船只因為離開港口太晚而受到了水雷的影響。尼克松總統(tǒng)通過現(xiàn)場廣播宣布了這項行動，并且所有的美國信號情報（SIGINT）衛(wèi)星都被重新定向，以確定蘇聯(lián)的反應(yīng)。

這次 SIGINT 操作可能是同類操作中的第一次。然而，隨著全球大國不斷尋求監(jiān)聽他們的對手，這種活動現(xiàn)在已經(jīng)司空見慣，需要更先進的 SIGINT 技術(shù)來加密和避免被發(fā)現(xiàn)。

02

俄烏戰(zhàn)爭

烏克蘭戰(zhàn)爭是我們第一次看到商業(yè)航天工業(yè)不斷擴大的能力被用于軍事沖突，這主要是由于烏克蘭在太空中明顯缺乏軍事存在。即使在 5 到 10 年前，獲得軍事太空能力的機會也主要僅限于中國、俄羅斯和美國，即使是英國、法國、德國或日本等全球大國也只有少數(shù)幾顆軍用衛(wèi)星。然而，烏克蘭已經(jīng)能夠通過購買主要來自美國私營公司的數(shù)據(jù)和服務(wù)來抵消這一點，這最終使許多國家意識到與商業(yè)航天工業(yè)合作的優(yōu)勢。

即使是在太空領(lǐng)域占據(jù)主導地位的美國，現(xiàn)在也在制定在沖突時期利用商業(yè)太空資產(chǎn)的計劃。使用商業(yè)衛(wèi)星可以提供更好的覆蓋范圍，提高比高需求軍用衛(wèi)星更高的重訪率，并增加冗余和彈性。烏克蘭在與俄羅斯的戰(zhàn)爭中利用商業(yè)衛(wèi)星通信行業(yè)獲得了巨大優(yōu)勢，SpaceX 提供了數(shù)千個 Starlink 衛(wèi)星接入終端。這些終端允許烏克蘭士兵在戰(zhàn)場上不受限制地訪問互聯(lián)網(wǎng)，并取代了在戰(zhàn)爭期間退化或摧毀的互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)。這使烏克蘭能夠繼續(xù)協(xié)調(diào)部隊并維持戰(zhàn)區(qū)指揮中心的運作，一些人稱 Starlink 是烏克蘭戰(zhàn)場上重要的通信支柱。

軍用衛(wèi)星通信技術(shù)推動AI發(fā)展

AI 驅(qū)動的技術(shù)在軍用衛(wèi)星通信中有許多應(yīng)用，包括用于認知無線電網(wǎng)絡(luò)、信號分類和射頻環(huán)境映射。認知無線電網(wǎng)絡(luò)通過創(chuàng)建自適應(yīng)、自組織網(wǎng)絡(luò)來增強軍用衛(wèi)星通信并優(yōu)化頻譜使用。這些網(wǎng)絡(luò)在頻率之間自動切換，幫助軍隊避免對衛(wèi)星通信的檢測和干擾；這使得即使在競爭激烈的射頻環(huán)境中，也能實現(xiàn)可靠的指揮和控制功能。

正如我們在基于AI的監(jiān)控圖像分類中所看到的那樣，AI也可以用于信號及其來源的分類。這可以允許軟件快速區(qū)分來自盟友或?qū)κ值男盘�，并將它們分類為軍用、民用或商用。這樣可以使軍事通信專家通過過濾掉不必要的噪聲來專注于感興趣的信號。

AI 系統(tǒng)可以進一步使用 AI 驅(qū)動的信號分類生成的數(shù)據(jù)來創(chuàng)建射頻環(huán)境圖譜，從而突出顯示熱點活動區(qū)域、潛在威脅或軍事觀察員可能感興趣的信號。這類信息在規(guī)劃和執(zhí)行電子戰(zhàn)行動時可能具有極高的價值，確保友軍通信不受影響，并將注意力集中在敵方的通信上。

網(wǎng)絡(luò)彈性技術(shù)

太空中的網(wǎng)絡(luò)攻擊威脅在2022年得到了充分的認識，當時就在進攻烏克蘭的數(shù)小時前，俄羅斯對ViaSat的KA-SAT系統(tǒng)發(fā)起了攻擊。這次攻擊導致數(shù)千名烏克蘭人斷網(wǎng)，并破壞了烏克蘭協(xié)調(diào)和與部隊通信的能力。

建立抵御動能攻擊的彈性的關(guān)鍵方法之一是通過擴散，確保冗余，并使完全消除衛(wèi)星通信容量變得更加困難。然而，這對網(wǎng)絡(luò)攻擊的效果較差，這就是為什么我們看到有技術(shù)被開發(fā)出來以對抗網(wǎng)絡(luò)攻擊，例如由AI驅(qū)動的網(wǎng)絡(luò)安全和量子加密。

AI 可以使用過去泄露的數(shù)據(jù)進行訓練，從而能夠以傳統(tǒng)系統(tǒng)無法做到的方式自動檢測和應(yīng)對新的網(wǎng)絡(luò)威脅。然而，這是一把雙刃劍，因為 AI 也可用于開發(fā)新的攻擊方法，從而混淆現(xiàn)有的安全措施。因此，需要額外的安全措施，例如量子加密，這是一項仍在開發(fā)中的技術(shù)。

量子加密利用了一個被稱為量子力學的物理學領(lǐng)域，依賴于粒子固有的不確定性，并用光子的特定偏振或自旋來替代二進制的1和0。量子加密的關(guān)鍵在于，根據(jù)物理定律，對量子系統(tǒng)進行測量甚至觀察的基本行為總是會導致系統(tǒng)發(fā)生變化。理論上，這可以為抵御試圖訪問量子加密數(shù)據(jù)的行為提供一種被動防御，并且能夠挫敗試圖操縱或破壞衛(wèi)星通信的努力。

自由空間光通信

傳統(tǒng)上，衛(wèi)星依靠射頻RF信號來廣播 GPS 或衛(wèi)星成像數(shù)據(jù)。與射頻信號相比，基于激光的光通信具有顯著優(yōu)勢，因為它們可實現(xiàn)更快、更安全的連接。光纖已經(jīng)提供了光速連接，但在許多環(huán)境中鋪設(shè)光纖電纜是不可行的，例如在太空或有對抗的環(huán)境中。許多軍事平臺使用以老式調(diào)制解調(diào)器的速度運行的射頻數(shù)據(jù)鏈路，因此光學衛(wèi)星通信將是一個重大升級。

光通信提供了比射頻信號更高的安全性，射頻信號在預(yù)定頻率上廣泛廣播，使信號容易受到檢測和攔截，而這對于光通信來說幾乎是不可能的。光學激光通信直接從一個平臺傳播到另一個平臺，這意味著任何希望截獲這些信號的人都必須物理上位于光束路徑中。