軟件定義為星載頻譜監(jiān)測需求持續(xù)賦能

軟件定義世界

電磁頻譜監(jiān)測作為電磁頻譜對抗的首要任務，監(jiān)測所在空間范圍內的全體輻射源，包括敵（非法）、我、他和自然輻射源，在現(xiàn)代化作戰(zhàn)中起到了非常重要的作用。

星載頻譜監(jiān)測需求利用衛(wèi)星平臺的高度優(yōu)勢，突破了頻譜監(jiān)測的國界和地理障礙，可實現(xiàn)大范圍、全天候、寬頻段、長時間的電磁頻譜連續(xù)監(jiān)測，顯著提升電磁頻譜態(tài)勢感知效能，能夠有效彌補現(xiàn)有地面無線電監(jiān)測體系能力的不足。

在海灣戰(zhàn)爭時期，美國投入太空偵察監(jiān)測類衛(wèi)星達30多顆，其中電子偵察衛(wèi)星通過截獲電子、通信信號獲取情報，提供伊拉克雷達設施和干擾設施的位置情報。海洋監(jiān)測衛(wèi)星專門接收艦船雷達和無線電通信信號，為美軍實施海上封鎖提供海灣、紅海艦艇及潛艇的活動情況。使美軍對伊軍形成了非對稱、單方面的戰(zhàn)略優(yōu)勢，讓伊軍戰(zhàn)無可戰(zhàn)、藏無可藏，只用了43天，美軍就取得了這場現(xiàn)代高科技局部戰(zhàn)爭的勝利。

在未來戰(zhàn)爭作戰(zhàn)理念中，JADC2全域戰(zhàn)、馬賽克戰(zhàn)的關鍵之處在于C4ISR系統(tǒng)的通暢使用，頻譜域的對抗就是干擾甚至阻斷敵方溝通協(xié)調，癱瘓其指揮通信鏈路，同時保證我軍指揮溝通順暢，贏得戰(zhàn)爭的主動權。

軟件定義為星載頻譜監(jiān)測平臺解決靈活性、適應性問題

隨著電磁對抗環(huán)境越來越復雜，龐大獨立的多任務電磁頻譜平臺帶來設備種類繁多、操作復雜，互操作性差，無法體系化使用的問題，已經不能完全滿足外部快速、復雜的對抗需求，亟需一種技術能夠根據(jù)不同的監(jiān)測場景，快速動態(tài)重構適應性的監(jiān)測算法，完成針對不同信號的綜合偵察任務。

軟件定義的開放式體系架構能夠為上述問題提出解決方案。該架構基于一個通用化的硬件平臺和靈活化的軟件平臺，能夠根據(jù)不同的監(jiān)測場景，動態(tài)重構適應性的監(jiān)測處理算法，完成不同信號綜合偵察任務，為作戰(zhàn)體系提供靈活性和適應性方面的賦能。

基于軟件定義的開放式架構具有硬件可重組、軟件可重構、需求可定義3個特點。

軟件定義的開放式體系架構應用于裝備主要由3層組成，底層是硬件資源平臺層、中間為軟件平臺層、最上面是業(yè)務應用層。

硬件平臺不再局限于板卡的物理形態(tài)，將同構、異構的處理、計算、射頻、AI等資源虛擬化，構成一個虛擬的邏輯平臺，為業(yè)務應用提供多方面的硬件平臺能力支撐。

軟件平臺層承上啟下，通過環(huán)境抽象層抽象統(tǒng)一的接口及傳輸機制，將應用軟件、核心框架與硬件之間解耦，基于通用化的硬件平臺可以運行不同的頻譜偵察波形算法。

業(yè)務應用平臺，基于組件化、微服務的思想設計相關應用，通過軟件平臺層的統(tǒng)一封裝和調度，實現(xiàn)了和硬件平臺的解耦。在不同的偵察場景需求下，能夠在線重構不同的頻譜偵察波形，大大提高了頻譜監(jiān)測系統(tǒng)的適應性和靈活性。

軟件定義為星載頻譜監(jiān)測平臺解決“一星多能”問題

隨著軍事需求的發(fā)展，星載頻譜監(jiān)測平臺衛(wèi)星除了頻譜監(jiān)測的功能外，亟需同時具備光學成像功能、合成孔徑成像（SAR）功能、星地星間通信功能。能夠可根據(jù)不同的應用場景，動態(tài)切換適應性的算法或工作模式，完成不同的偵察任務。 基于軟件定義開放式體系架構的硬件平臺可重組、軟件組件可重構的特點，也能夠滿足上述“一星多能”的需求。 2021年6月，俄羅斯發(fā)射的“芍藥NKS-1”電子偵察衛(wèi)星，除了被動搜集無線電信號載荷，還增加了主動工作的合成孔徑雷達，在衛(wèi)星運行過程中通過無線電監(jiān)測載荷搜集艦船發(fā)出的雷達、通信等無線電信號，大致確定海上艦船的位置，再通過合成孔徑雷達成像進一步核實目標。

２０２０年６月，美國超級巨人公司為美國空軍擬研制變色龍星座首顆原型衛(wèi)星。該星座計劃由24～36顆衛(wèi)屋組成，運行于低地球軌道，可基于星座運行與任務數(shù)據(jù)，優(yōu)化、改進星載機器學習與人工智能協(xié)議、指令等，進一步提升其任務執(zhí)行能力；實時支持星上軟件更新升級、提高衛(wèi)星性能；最后還可根據(jù)地面需要，快速完成軟件功能重新配置，變更傳感器陣列的功能與通信協(xié)議，從而完成衛(wèi)星任務屬性切換，如：頻譜監(jiān)測偵察、通信等。

總結及展望

2022年12月，美國知名智庫哈德遜研究所發(fā)布《軟件定義戰(zhàn)術：在競爭時代塑造軍事軟件采辦以達成適應性與優(yōu)勢》報告。報告認為未來戰(zhàn)場制勝的關鍵是靈活性和適應性，而軟件定義戰(zhàn)術是靈活性、適應性的關鍵。

在未來高度不確定性的威脅環(huán)境下，軟件定義的開放性、靈活性、適應性技術不僅會在頻譜監(jiān)測場景，也一定會在通信、雷達、頻譜對抗等領域發(fā)揮重要作用，大大提高在戰(zhàn)斗中的優(yōu)勢。

審核編輯 ：李倩