从越南到乌克兰：军用卫星通信如何塑造战场

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从第一个卫星通信网络的推出到使用激光发射信号，军用卫星通信对战争的影响不容小觑。天基通信技术的进步，包括用于电子和信号情报目的的军用卫星的不断增加，极大地改变了地球上战争的作战方式。

军用卫星通信简史

第一颗军事通信卫星由美国于 1966 年发射，到 1967 年有 19 颗卫星进入轨道，组成了一个后来被称为初始防御卫星通信计划（IDSCP）的星座。IDCSP 卫星由 Titan IIIC 运载火箭分五组发射，旨在作为更广泛的国防通信卫星系统（DSCS）的试验平台和概念验证。随着卫星通信技术的改进，美国在随后的 DSCS II 和 III 迭代中进一步开发了该系统。IDSCP 的目标只是提供基本的全球通信链路，而 DSCS 后来提供更好的可靠性和容量，DSCS II 带来了更显著的改进，具有更强大的发射器、更大的带宽和改进的抗干扰能力。

DSCS III 实现了最重大的飞跃，因为除了进一步的容量、安全性和传输能力外，这些卫星还具有更长的使用寿命，减少了更换的需求，并且具有星上处理能力，大大提高了传输质量。

这项早期工作在宽带全球卫星通信 （WGS） 网络中达到顶峰，WGS首次发射于 2007 年开始，每颗 WGS 卫星提供的容量比整个 DSCS 网络都多。WGS 网络在国际上得到扩展，现在为各种政府机构、国防部 （DoD）、国际合作伙伴和北约提供服务。

军用卫星通信如何改变战争

01

越南战争

卫星通信在战争中首次使用是在越南战争中，美国建立了通过 IDSCP 传输数据和高分辨率图像的能力。几乎即时传输图像的能力对美国来说是一个显着的优势，因为它允许近乎实时的战场分析，这在以前只有亲自出现在战场上才能实现。

越南战争见证了信号情报 （SIGINT） 的能力不断进步。美国在战争过程中开展了各种信号情报行动，包括一项协调行动，以监视苏联对海防港采矿的反应，称之为“Operation Pocket Money”。

由于一项微妙的《战略武器限制条约》（Strategic Arms Limitation Treaty, SALT），美国此前已经关于这次行动警告过苏联，但情报官员想知道是否有任何苏联船只因为离开港口太晚而受到了水雷的影响。尼克松总统通过现场广播宣布了这项行动，并且所有的美国信号情报（SIGINT）卫星都被重新定向，以确定苏联的反应。

这次 SIGINT 操作可能是同类操作中的第一次。然而，随着全球大国不断寻求监听他们的对手，这种活动现在已经司空见惯，需要更先进的 SIGINT 技术来加密和避免被发现。

02

俄乌战争

乌克兰战争是我们第一次看到商业航天工业不断扩大的能力被用于军事冲突，这主要是由于乌克兰在太空中明显缺乏军事存在。即使在 5 到 10 年前，获得军事太空能力的机会也主要仅限于中国、俄罗斯和美国，即使是英国、法国、德国或日本等全球大国也只有少数几颗军用卫星。然而，乌克兰已经能够通过购买主要来自美国私营公司的数据和服务来抵消这一点，这最终使许多国家意识到与商业航天工业合作的优势。

即使是在太空领域占据主导地位的美国，现在也在制定在冲突时期利用商业太空资产的计划。使用商业卫星可以提供更好的覆盖范围，提高比高需求军用卫星更高的重访率，并增加冗余和弹性。乌克兰在与俄罗斯的战争中利用商业卫星通信行业获得了巨大优势，SpaceX 提供了数千个 Starlink 卫星接入终端。这些终端允许乌克兰士兵在战场上不受限制地访问互联网，并取代了在战争期间退化或摧毁的互联网和通信网络。这使乌克兰能够继续协调部队并维持战区指挥中心的运作，一些人称 Starlink 是乌克兰战场上重要的通信支柱。

军用卫星通信技术推动AI发展

AI 驱动的技术在军用卫星通信中有许多应用，包括用于认知无线电网络、信号分类和射频环境映射。认知无线电网络通过创建自适应、自组织网络来增强军用卫星通信并优化频谱使用。这些网络在频率之间自动切换，帮助军队避免对卫星通信的检测和干扰；这使得即使在竞争激烈的射频环境中，也能实现可靠的指挥和控制功能。

正如我们在基于AI的监控图像分类中所看到的那样，AI也可以用于信号及其来源的分类。这可以允许软件快速区分来自盟友或对手的信号，并将它们分类为军用、民用或商用。这样可以使军事通信专家通过过滤掉不必要的噪声来专注于感兴趣的信号。

AI 系统可以进一步使用 AI 驱动的信号分类生成的数据来创建射频环境图谱，从而突出显示热点活动区域、潜在威胁或军事观察员可能感兴趣的信号。这类信息在规划和执行电子战行动时可能具有极高的价值，确保友军通信不受影响，并将注意力集中在敌方的通信上。

网络弹性技术

太空中的网络攻击威胁在2022年得到了充分的认识，当时就在进攻乌克兰的数小时前，俄罗斯对ViaSat的KA-SAT系统发起了攻击。这次攻击导致数千名乌克兰人断网，并破坏了乌克兰协调和与部队通信的能力。

建立抵御动能攻击的弹性的关键方法之一是通过扩散，确保冗余，并使完全消除卫星通信容量变得更加困难。然而，这对网络攻击的效果较差，这就是为什么我们看到有技术被开发出来以对抗网络攻击，例如由AI驱动的网络安全和量子加密。

AI 可以使用过去泄露的数据进行训练，从而能够以传统系统无法做到的方式自动检测和应对新的网络威胁。然而，这是一把双刃剑，因为 AI 也可用于开发新的攻击方法，从而混淆现有的安全措施。因此，需要额外的安全措施，例如量子加密，这是一项仍在开发中的技术。

量子加密利用了一个被称为量子力学的物理学领域，依赖于粒子固有的不确定性，并用光子的特定偏振或自旋来替代二进制的1和0。量子加密的关键在于，根据物理定律，对量子系统进行测量甚至观察的基本行为总是会导致系统发生变化。理论上，这可以为抵御试图访问量子加密数据的行为提供一种被动防御，并且能够挫败试图操纵或破坏卫星通信的努力。

自由空间光通信

传统上，卫星依靠射频RF信号来广播 GPS 或卫星成像数据。与射频信号相比，基于激光的光通信具有显著优势，因为它们可实现更快、更安全的连接。光纤已经提供了光速连接，但在许多环境中铺设光纤电缆是不可行的，例如在太空或有对抗的环境中。许多军事平台使用以老式调制解调器的速度运行的射频数据链路，因此光学卫星通信将是一个重大升级。

光通信提供了比射频信号更高的安全性，射频信号在预定频率上广泛广播，使信号容易受到检测和拦截，而这对于光通信来说几乎是不可能的。光学激光通信直接从一个平台传播到另一个平台，这意味着任何希望截获这些信号的人都必须物理上位于光束路径中。