浅析海上无人系统之通讯与链接

注红山智云，订阅最新情报

【红山导读】

海军需要链接来实现海上无人系统（包括无人水下航行器）之间的通信（包括数据传输）。这样的通信结构本身需要能力和设计标准才能使其发挥作用。

海上无人系统正在开发和采购作为资产，旨在帮助北约海军在当前海军作战环境中增加能力和容量，包括提高作战范围的高端。就这一端的能力而言，MUS 可以提供传感，它们可以提供打击，以及介于两者之间的一系列输出。就容量而言，在光谱的这一端，它们可以提供质量。然而，即使有这样的质量，海军的人类操作员及其无人系统也需要彼此之间以及与他人之间的通信才能产生效果。无论海军具有何种能力或容量，如果系统（载人或无人）、操作员和操作没有连接，其效果都将受到限制。换句话说，连接会“说话”。

海军运营商面临的挑战是，不同的海军操作不同的平台、武器和系统，这些设备的设计和制造在很大程度上是不同的，因为它是由不同的（通常是全国性的）行业供应商为不同的（和全国性的）客户要求开发的。虽然这些设备在能力和输出方面通常存在显着的重叠，但应该使它们能够有效运行和集成的连接性可能会差异很大，以至于这种效果连接、集成和操作是一项挑战。

换句话说，需要连接标准化，以使平台、武器、系统甚至人能够“交谈”。

这并不是 MUS 出现和使用后的新挑战。能力设计标准是北约已经制定了一段时间的东西。该联盟有一个长期制定标准化协议 （STANAG） 的过程。在通信 STANAG 方面，关键示例展示了通信连接的重要性以及 STANAG 在实现这一点方面的作用。

关键词：北约、海军

具体来说，北约将标准定义为通过协商一致制定并由公认机构批准的文件，该文件为活动或其结果提供规则、指南或特征，供共同和重复使用，旨在在特定环境中实现最佳秩序程度。在此类文档中，标准可以定义概念、学说和程序的开发和实施，以实现和保持实现互操作性所需的兼容性、可互换性或通用性级别。

一名美国海军水兵在阿利·伯克级驱逐舰拉斐尔·佩拉尔塔号（USS Rafael Peralta）上的战斗信息中心站岗。NATO STANAG 用于制定系统技术设计、能力和集成的通用标准，使运营商能够收集、融合、处理和使用数据以获得运营优势。信用：美国海军

“标准使来自不同国家和背景的人们能够拥有兼容的设备，了解彼此的方法和程序，即使他们刚刚开始合作，也能顺利运作，”北约表示。“这是......互操作性，这是标准化的最终目标。

北约表示，该联盟的 STANAG 开发由北约标准化办公室领导，“该办公室发起、协调、支持和管理北约标准化活动”。作为这一过程的一部分，NSO（自 2014 年以来一直是北约总部的一个综合工作人员，向北约军事委员会和标准化委员会报告）与军事委员会合作，制定制定军事作战标准的广泛概念和流程。

这符合北约更广泛的国防规划流程，这是北约确定所需能力并促进盟国及时、连贯地发展和获取这些能力的主要手段;在此背景下，NSO 鼓励通过国防规划实施 STANAG。总体而言，根据北约的说法，“这些活动促进了北约的标准化，目的是提高联盟军队的互操作性和作战效率。

目前，北约内部颁布了 1,200 多项 STANAG。STANAG 涵盖了所有军事能力，包括弹药尺寸、空对空加油能力、轨距、支持相同行动的船舶或飞机上的通用标记、信息共享格式、移动物流程序、部队用于相互通信的词语以及通信设备的兼容性。

在某些能力领域（尤其是通信技术）中，STANAG 很复杂，与通信系统的技术设计、能力和集成有关。

一、链接功能

迄今为止开发和实施的最重要的北约战术数据系统之一是支撑在联盟范围内引入 Link 战术数据系统的过程。北约建立的三个最著名的 Link 网络是 Link 11、Link 16 和 Link 22。

Link 战术通信网络支持通过连接空中、水面、水下和地面数据系统的安全无线电系统进行数据交换。Link 22 是最新版本，旨在替换和升级 Link 11 和 Link 16 中提供的功能。

在战术行动层面，Link 网络是一种标准化的通信系统，旨在在网络参与者之间传输和交换实时战术信息。

虽然 Link 网络是一个多域结构，但今天的新变化是需要集成 MUS，尤其是无人水下航行器 （UUV），后者当然是在水下领域运行的，从技术角度来看，这仍然存在基本的物理通信挑战。为了满足这一新的通信要求，正在开发定制的 STANAG——这可以说是北约当前和最近的最关键的 STANAG 之一。

STANAG 4817 旨在提供 MUS 的无缝、多域命令和控制。这种 C2 是 MUS 操作的关键推动因素，尤其是在水下领域。在这里，这个 C2 将能够传输和共享越来越重要的数据以及从中处理的信息。

2017 年，北约海事研究和实验中心人员在北约地中海举行的“动态君主”潜艇救援演习期间操作 JANUS 数字水下通信网络。与 JANUS STANAG一样，北约的 STANAG 4817 旨在为水下通信提供开发和集成标准。信用：北约

二、作战背景

从水下域收集的此类信息包括习惯性任务领域，例如情报、监视和侦察以及指示器和警告，这些领域仍然是建立更广泛的海域意识不可或缺的一部分。

在现代海军作战环境中，一些传统的水下传感任务非常适合这些任务，它们收集的信息和采取的行动在操作中至关重要）变得越来越重要。虽然连接无人系统以进行水雷对抗操作是一个既定的概念，并且代表了 UUV 的首次常规使用，以便将载人平台从危险中移除，但由于更广泛地使用采矿来实现操作效果，例如关闭接入点，MCM 操作今天是 MUS 能力水下 C2 的更关注领域。这在俄乌战争中得到了证明，双方都在黑海的沿海水域采矿。战争中出现的新水雷威胁——自由流经黑海的漂流水雷——也凸显了蓝水 MCM 的威胁。在没有海军结构的情况下，乌克兰的舰队不仅在当前的冲突中被摧毁，而且在 2014 年俄罗斯入侵和随后吞并克里米亚期间也基本被摧毁，乌克兰正在使用 UUV 进行 MCM 行动。

对于反潜战，俄罗斯在欧洲-大西洋战区水下领域大片区域增加的活动和能力正在给北约带来地理和质量方面的挑战。北约海军的集体潜艇能力相对有限（与要覆盖的区域和任务相比，就船只数量而言相对有限）意味着北约海军越来越注重发展 MUS 能力——尤其是 UUV——以提供更常规的存在和传感能力。持续的、有时是前沿部署的传感能力是北约海军经常对潜艇做的事情。然而，今天的新变化是使用 UUV 功能来提供这种常规传感存在，特别是通过建立反潜战屏障。

在构建互联能力方面，水下领域的另一个新变化是在所有领域使用 MUS 来阻止和防御对位于海底的关键海底基础设施日益增长的威胁。近年来发生了几起备受瞩目的事件，最著名的是北溪天然气管道爆炸和 BalticConnector 管道和电缆破裂（这两起事件分别于 2022 年 9 月和 2023 年 10 月发生在波罗的海）。威慑和防御 CUI 威胁的重要性对于北约在国家和联盟层面的重要性足以让北约投资定制设备，并在北约最著名的演习之一——葡萄牙海军/北约海上司令部 主办的“REPMUS”/“Dynamic Messenger”联合 MUS 演习中测试其连接性，该演习在特罗亚附近举行。葡萄牙南部。

在 2023 年的演习中，无人驾驶飞行器、无人水面舰艇和 UUV 被用于集成层，以定位海底电缆、保护它，并威慑和防御对其的直接威胁。

三、进步障碍

建造由集成、连接的 UUV（自主水下航行器或水下滑翔机）组成的屏障以保护 CUI 或在海上咽喉要道上提供反潜战屏障的概念旨在为敌方潜艇的作战进度提供潜在障碍，这些潜艇可能试图威胁此类 CUI 或溜过此类咽喉要道。

REMUS 100 自主水下航行器在“REPMUS”演习中进行测试。AUV 和水下滑翔机将成为北约反潜战屏障概念的核心组成部分。信用：美国海军

北约的智能防御倡议反潜战屏障是该联盟正在开发的一个关键概念，旨在建设在关键时间在关键位置建立传感网络的能力，例如 CUI 站点周围或咽喉要道。该概念基于提供集成的、互联的 UUV 网络，以及其他载人和无人平台。在提供这种能力的过程中，北约正在解决的能力发展进展的一个潜在障碍是建立建立和运营该网络所需的标准，以及支持该网络和其他 MUS 运营结构的其他几种 MUS 通信架构。

STANAG 4817 的构想是为了确定建立集成 MUS 网络所需的 MUS 连接和通信架构设计标准。这样的网络是将运营能力和效果结合在一起的粘合剂。

“如果你不能操作它，你就不能拥有无人潜航器，”英国皇家海军 开发总监詹姆斯·帕金少将在 4 月初在伦敦 ExCel 展览中心举行的海底防御技术博览会上说。

他继续说道，操作员需要能够从 UUV 中卸载数据。这是使用连接网络完成的。除了卸载数据外，此类网络还需要提供所需的 MUS C2，并且必须以弹性、安全和无缝的基础设施为基础。

RN 的 StrikeNet 通信架构是海军支持分散行动和分布式 C2 的数字骨干，从其 MAPLE NSN（海上自主平台开发海军打击网络）结构演变而来，是一个总体 C2 框架，STANAG 4817 就是在该框架下开发的。Rear Adm Parkin 在 UDT 会议上表示，STANAG 4817 是 StrikeNet 结构的核心，它将盟军互操作性推进到可互换性。

“除非兼容，否则我们不会购买或不使用任何内容，”Rear Adm Parkin 说。“STANAG 4817 是我们赢得下一场战争的方式。”

四、REPMUS 开发

“REPMUS”/“Dynamic Messenger”演习结构是构建 MUS 能力和必要的 STANAGs，以及集成和测试它们（包括使用活跃的 NATO 任务组进行操作实验）发展的驱动力。MUS 系统相互集成并集成到运营中，以及支撑 C2 基础设施和架构的有效性，已经在“REPMUS”输出中得到了证明。

2023 年 9 月，在葡萄牙特罗亚的“REPMUS”演习中，一架 UUV 被拍到岸上。“REPMUS”参与北约的一项主要活动，用于测试 MUS 能力和连接性。信用：葡萄牙海军

例如，在“REPMUS 2023”上进行的 MCM 系列中，一名美国无人潜航器自主定位了一个地雷接触点，并指派另外两架无人潜航器（一名英国和一名荷兰）调查该接触点并完成其余的扫雷任务，一名北约高级官员在演习的媒体简报会上说。“今年 UUV 的自主性水平可能增加了两到三倍，”这位官员说，并补充说 MCM 系列中展示的协作自主性是在没有人为干预的情况下实现的。

“UUV 向指挥官保证，这片海域没有水雷，”这位官员继续说道。“用指标来说，如果你要使用一个单一的国家系统来清理相同的海域，大约需要 18 小时。来自三个不同国家的三个系统协同工作，耗时两个半小时。

在提供可用功能方面，这个例子强调了协作自主作为原则的重要性，但也强调了通用 C2 架构的影响，正如在 STANAG 4817 下定义和开发的。

水雷对在特定海域行动的北约海军构成了秘密的海上拒止挑战，特别是因为任何报告的触雷都需要调查。因此，协作以更快地清理区域的能力提供了明显的运营优势。

漂流地雷挑战也被用于“REPMUS 23”的连续剧中。“REPMUS”环境提供了一个特别有用的结构，可以在其中开发和测试像 4817 这样的 STANAG。STANAG 4817 是北约将用于发展应对 MUS 能力适用的威胁所需的能力的标准。该演习将作战实验和军事操作员社区与科学运筹学社区聚集在一起，北约科学技术组织位于意大利拉斯佩齐亚的海事研究和实验中心等主要研究利益相关者在规划和实施演习中发挥着核心作用。这使两个社区能够将他们带来的专业知识和他们生成的数据结合起来，以开发像 STANAG 4817 这样的操作结构。结合在演习的作战实验中积累的一系列专业知识和数据，然后将吸取的经验教训融入北约作战战术、技术和程序，是 STANAG 4817 在“REPMUS 23”中持续开发过程的核心目标。

在此背景下，STANAG 4817 是发展联盟使用 MUS 提供通用运营图的能力的关键一步。简而言之，STANAG 4817 将预先定义北约在为支持北约演习和行动而开发的 MUS 系统的兼容性方面的需求，特别强调能够为该图景的开发和共享做出贡献。STANAG 4817 在北约海事系统如何开发和分发数据方面发挥着至关重要的作用。

多国人员在“REPMUS 2022”上开展地雷对策 （MCM） 活动。NATO STANAG 旨在使来自不同国家的 MUS 在执行 MCM 等关键任务时能够进行整合和协作。信用：北约

“我们所处的运营环境以前所未有的方式使用数据。我们正在朝着以数据为中心的战争方向前进，“葡萄牙海军军官安东尼奥·穆里尼亚指挥官——被任命为海军特罗亚作战实验中心主任，并”部署“在”REPMUS“上担任参谋长——在演习媒体简报会上说。“使用 MUS 及其有效载荷，以及将它们连接在一起并广泛使用这些数据的能力，是运营成功的关键。这在这里是真实的，在乌克兰是真实的，在任何地方都是真实的。

“除非无人系统能够携带有用的东西，否则它就没有价值，”Cdr Mourinha 说。他解释说，这些增加价值的用途是以某种方式提供传感器、效应器或数据收集/数据使用能力的有效载荷。“我们有能力评估 MUS 正在收集的数据，这一点非常重要。这就是对行动中的指挥官有用的地方。

Cdr Mourinha 说，对于“REPMUS 23”，使用通过 STANAG 4817 集成的多域 C2 对 MUS进行测试和实验是主要目标之一。“这将成为 STANAG 4817 下的北约标准，”他继续说道。“STANAG 4817 将成为无人系统高级、多域 C2 的北约标准。这将允许您拥有一个与其他系统通信的系统，并且可以向其他系统下达命令。它是一个'系统的系统'。

总之，使用 STANAG 4817 构建“系统之系统”旨在允许数据在资产和 C2 节点之间流动，以构建通用的运营图景。“我们确实在塑造这些数据流的未来，”Cdr Mourinha 说。“我们不仅希望使用 MUS，还希望使用 [其他] 系统来收集数据、融合数据和处理数据，并为运营商提供有关如何进行的最佳建议。”

在 STANAG 4817 不断发展的同时，“REPMUS 23”使用了两个主要的 C2 网络：CMRE 开发的协作自主任务层协议，该协议专注于在不同 MUS 之间传递;以及英国/美国开发的 I2I（互操作性到可互换性）网络，该网络专注于连接不同的 C2 节点以及不同的国家网络（例如，英国的 MAPLE NSN）。

北约作战任务组是 MUS 和其他海上平台通过开发 STANAG 4817 在能力和操作方面具有更大的兼容性而产生的信息的最终用户受益者。信用：北约

CATL 和 I2I 使用不同的“语言”发送不同的消息。Cdr Mourinha 解释说，从长远来看，STANAG 4817 将在通用的 C2 架构标准中提供一套通用的技术和运营标准，包括混合不同通信“语言”的能力。他补充说，标准就像使用一种通用语言。

STANAG 4817 的重要性在于，北约海军正在继续准备将平台和系统送往“REPMUS 2024”进行 C2 评估和集成。例如，在 1 月份于伦敦举行的 SAE 媒体集团海上侦察和监视技术会议上，讨论指出，意大利海军计划派遣一艘护卫舰参加 2024 年的演习，配备符合 STANAG 4817 标准的战斗管理系统。

回到“REPMUS 23”媒体简报中，Cdr Mourinha 强调了 STANAG 4817 等结构对北约的简单重要性。“未来的战争将在很大程度上依赖于连接性，”他说。

北京红山智云科技有限公司

地址：北京海淀区红山口8号
座机：010-62401160
手机：18511651170（微信同号）
网址：www.hongshanzhiyun.com

激活数据价值，让防务更智能
10大数据库，100大子库
100W+外军开源情报，全网首发

更多请关注

红山智云旗下媒体