Когнитивная радиоэлектронная борьба: к маневренной войне в Электромагнитном спектре

19.07.2022
Контроль над электромагнитным спектром играет значительную роль в многодоменной войне. Сочетание технологий машинного обучения с передовыми технологиями радиоэлектронной борьбы позволит сделать важный первый шаг в обеспечении маневренных операций в пределах спектра.

На протяжении истории человеческих войн полководцы разрабатывали боевые планы, основанные на перемещении армий по полю боя и построении их в боевой порядок, чтобы получить преимущество над врагом. С развитием боевых технологий нынешнее поле боя расширилось на сушу, море, воздух, небо, Интернет и электромагнитный спектр (Electromagnetic Spectrum, EMS), а также другие области. Военные стратеги в настоящее время изучают «континуум оперативных областей» и то, как эти оперативные области взаимосвязаны в многодоменных операциях (Multi-domain Operation, MDO). EMS пронизывает все другие операционные области и способствует интеграции традиционных и новых операционных областей.

Объективно говоря, EMS не учитывает суверенитет какого-либо правительства или вооруженных сил, он предоставляет справедливый шанс любому, у кого есть способность им манипулировать.

С момента изобретения первого в мире радиопередатчика военные пытаются использовать EMS для управления другой оперативной областью. Во время Второй мировой войны в Великобритании британский ранний радар (Chain Home) использовался для определения местоположения и дальности боевых самолетов нацистской Германии. Доказано, что использование радара позволяло боевому командованию Королевских ВВС Великобритании оперативно реагировать на приближающиеся атаки и максимально эффективно использовать пилотов и самолеты. Оповещения из оперативной области EMS дали Великобритании необходимое время для организации эффективной защиты от традиционных оперативных протранств – воздушных и наземных.

США сейчас вступают в эпоху, когда преимущества EMS необходимо будет своевременно приобретать и поддерживать в долгосрочной перспективе как неотъемлемую часть многодоменной войны. Это эпоха маневренной войны EMS. Не будет преувеличением сказать, что неограниченная свобода передвижения в EMS имеет важное значение для вооруженных сил и обществ по всему миру. Он поддерживает высокоскоростной доступ в Интернет, навигацию за рулем и многое другое для современной жизни. Для военных EMS обеспечивает точное наведение, дистанционно управляемые беспилотные летательные аппараты, адаптивную логистику, современные радары, средства связи и множество других приложений. Необходимость развития радиоэлектронной борьбы (РЭБ) (Electronic Warfare, EW) в более маневренном темпе также увеличивает сложность зоны EMS. За последние 20 лет EMS сформировался как концепция операционной области, а также стал повсеместной частью современной жизни, хотя зачастую это обстоятельство игнорируется.

Спорность операционной области EMS

В военной области доминирование США в оперативной области EMS начало ослабевать, поскольку разработка систем РЭБ застопорилась из-за многолетних ограниченных бюджетов. В течение 17 лет вооруженные силы США сражались в условиях высокой степени попустительства, что привело к недостаточному учету EMS при разработке систем вооружения и оперативном планировании. В то же время американские военные считают, что их противники изучали, как США воевали в Боснии, Афганистане и Ираке, и разработали соответствующие теории и оружие, чтобы создать асимметричные преимущества в этой новой области.

Америка считает, что теперь находится в новом невыгодном положении, утверждая, что ее соперники модернизировали свои вооруженные силы и прямо бросили вызов свободе передвижения в различных областях, включая EMS. США публично заявили, что с тех пор, как Китай начал строить искусственные острова в Южно-Китайском море в 2014 году, эти острова были вооружены системами дальнего обнаружения и ракетными системами, разработанными специально для противодействия технологическому превосходству США в рамках своей стратегии запрета доступа/зоны (A2/AD). Россия модернизировала 80-90% своих сил радиоэлектронной борьбы с 2009 года и, как и Китай, разработала и модернизировала надежный комплекс A2/AD, распространенный по всей Восточной Европе.

В 2019 году в докладе американского Центра стратегических и бюджетных оценок (Center for Strategic and Budgetary Assessments, CSBA), озаглавленном «Победа в войне невидимости – достижение прочного превосходства США в электромагнитном спектре», указывалось, что Министерство обороны США понадобится, по крайней мере, 10 лет, чтобы сократить разрыв с конкурирующей армией в электромагнитном спектре (конечно, мы можем понять, что министерство выделяет себя и стремится к большему военному финансированию).

На протяжении «холодной войны» американские военные и политические лидеры стремились разобраться в том, что их тогдашний единственный соперник, Советский Союз, делал по другую сторону «железного занавеса». Оснащенные электроникой американские самолеты, такие как RB-29 и RB-47, выполняли задачи, известные как «хорьки» – определить местоположение вражеских радиолокационных станций и ракетных пусковых установок. В случае войны США использовали бы эту информацию для создания помех, уничтожения или уклонения от радаров противовоздушной обороны для нанесения ударов по советской стороне. Информация, собранная в ходе этих задач, будет использована американскими военными аналитиками для обновления последовательности боевых действий, профилей РЭБ, приемников радиолокационного предупреждения, систем самозащиты и наступательных помех. Эти подходы хорошо работали в прошлом, потому что системы вооружений противников США развивались по предсказуемым путям с использованием хорошо известных промышленных процессов. С появлением программно-определяемых радиостанций передающие станции теоретически могли бы использовать бесконечный набор уникальных характеристик сигнала. Эти изменения сокрушат традиционные системы РЭБ, поскольку они адаптируют возможности гораздо быстрее, чем создаются новые методы. Методы машинного обучения могут позволять системам РЭБ выявлять, использовать и корректировать их быстрее, чем противник может адаптироваться. С помощью быстрых и разнообразных атак радиоэлектронной борьбы американские военные могут нарушить контроль противника над зоной EMS.

Несколько лет назад в совместной военной доктрине США подчеркивалась важность достижения и поддержания превосходства в воздухе, которое является ключевым требованием для совместных операций. В 2012 году Совместная публикация (JP) 3-13.1 «Радиоэлектронная борьба» (Electronic Warfare) определила преимущество EMS как позволяющее проводить операции в заданное время и в определенном месте без запрещающих помех, влияя при этом на превосходство возможностей противника. Чтобы получить спектральное преимущество в условиях жесткой конкуренции, американским силам необходимо маневрировать в пределах оперативной области EMS, включая использование средств электронной атаки (EA), электронной защиты (EP) и электронной поддержки (ES), чтобы получить преимущество над врагом. Американские военные считают, что, когда люди начинают обращаться внимание на EMS, он является не только средством передачи, но и физической территорией, которую можно оккупировать и консолидировать, поэтому мышление об операциях со спектром также должно развиваться. Американские военные теперь должны рассматривать операции в рамках спектра как маневренную войну.

Для достижения понимания маневренной войны Публикация Доктрины Корпуса морской пехоты США № 1, выпущенная в 1997 году, определила ее как «боевую философию, предназначенную для разрушения сплоченности противника с помощью множества быстрых, концентрированных и неожиданных действий, создающих хаотичную и быстро разрушающуюся ситуацию, с которой враг не может справиться». Как и все другие оперативные области, оперативная область EMS обладает уникальными характеристиками, которые боевые силы могут использовать для получения преимущества над врагом. Американские военные считают, что для получения преимущества EMS необходимо использовать быстрые, целенаправленные и неожиданные действия для разрушения контроля противника над спектром, принимая форму мобильной войны.

Когнитивная радиоэлектронная борьба

Когнитивная радиоэлектронная борьба не является чем-то новым для вооруженных сил США с точки зрения концептуальных боевых приложений, но достижения в области машинного обучения открывают новые возможности для адаптации к высококонкурентному спектру. Когнитивная составляющая радиоэлектронной борьбы ориентируется на распознавание, характеристику и использование EMS путем объединения различных датчиков и инструментов машинного обучения. Используя средства когнитивной РЭБ, бойцы смогут наблюдать за угрозами EMS, определять местоположение спектра, использовать многодоменные совместные вооружения и быстро консолидировать оперативные достижения.

Современные системы радиоэлектронной борьбы предназначены для работы в известных или предполагаемых областях применения EMS. При планировании известной или предполагаемой боевой операции в электромагнитном спектре необходимо создать базовую библиотеку сигнатур национальных радаров, средств связи, навигации, радиоэлектронной борьбы и других передатчиков. Эта основополагающая библиотека оперативной области EMS основана на цикле перепрограммирования РЭБ, созданном в результате тысяч часов синтетического поиска каждой известной, неизвестной, появляющейся и необычной сигнатуры сигнала передатчика. После того, как сигналы-кандидаты помечены, инженеры и аналитики проводят некоторую форму судебной экспертизы радиоэлектронной борьбы, объединяя собранные сигналы, чтобы понять, что происходит в источнике излучения. Это трудоемкий процесс, который может занять месяцы для обработки даже самых простых сигналов. В этом процессе создается электронный боевой порядок (electronic order of battle, EOB) в качестве радара для всех известных или предполагаемых угроз, существующих в стране. По мере развития военной ситуации, распространения оружия и развертывания новых видов оружия необходимо обновлять профили EOB, датчиков и глушителей. Этот оптимизированный операционный процесс был краеугольным камнем систем радиоэлектронной борьбы на протяжении многих поколений. Но по мере того, как противники США модернизируют свои интегрированные системы противовоздушной обороны с помощью новых адаптивных радаров, этого процесса сбора информации о радиоэлектронной борьбе, основанного на криминалистике, будет недостаточно, чтобы идти в ногу со скоростью изменений в современных цифровых системах. 

Американские военные считают, что разработка полностью гибкого подхода к обнаружению и противодействию считается вершиной когнитивной радиоэлектронной борьбы, и первые шаги сделают развитие радиоэлектронной борьбы более активным и оперативным. В ближайшей перспективе проверенные платформы РЭБ вооруженных сил США на суше, на море, в воздухе, в космосе и в киберпространстве будут обладать когнитивными возможностями РЭБ в рамках их комплекса обнаружения и идентификации. На этих платформах организованный сбор и обратная связь обеспечат осведомленность об оперативной области спектра и характеристику излучателя для этих платформ, на которых размещен инструментарий когнитивной РЭБ. Фронтовые и удаленные операторы с помощью когнитивного инструментария радиоэлектронной борьбы тщательно изучат источники электромагнитной индукции датчика, чтобы быстро охарактеризовать спектр и, при необходимости, немедленно приступить к разработке контрмер. Благодаря использованию инструментария машинного обучения контрмеры будут доступны для пользователей в течение нескольких часов. В конечном счете, по мере того как связь между платформами становится все более распространенной, профили зондирования и противодействия будут передаваться в считанные минуты или даже секунды. По мере развития технологий когнитивной радиоэлектронной борьбы эти наборы инструментов будут встроены в платформы forward strike для лучшего понимания, идентификации, атрибуции и обмена информацией о текущем состоянии среды EMS во всех силах и во всех операционных областях. Эти действия позволят быстро маневрировать в пределах спектра и лишат противников доступа к спектру, который они не могут восстановить.

Набор инструментов когнитивной РЭБ не только критически важен для боевого пространства, но и играет важную роль в глобальном центре обработки данных РЭБ(EW processing Center). Большие серверы, на которых размещены алгоритмы когнитивной РЭБ, просматривают различные необработанные источники данных в поисках новых, необычных сигналов. Компьютеры просеивают бесконечный поток сигналов и ищут неизвестные сигналы. Эти неуловимые сигналы часто отмечаются вручную, и аналитики ищут необычные следы в спектре. Используя преимущество компьютера в распознавании образов, сигналы, которые обычно отбрасываются как случайный шум или слишком слабые для записи, будут помечены и использованы. Лишь такое усилие могло бы значительно повысить скорость и качество перепрограммирования продуктов РЭБ, сократив время, необходимое для доставки обновленных библиотек сигнатур сигналов на поле боя. Работа на местах будет оказывать дополнительные влияние улучшению когнитивных алгоритмов обнаружения РЭБ и разработки контрмер, которые могут использоваться совместно во всей экосистеме РЭБ. 

Развитие когнитивной РЭБ не означает, что РЭБ, ориентированная на человека, и перепрограммирование на основе получения информаций больше не требуются. Вместо этого перепрограммирование при поддержке человека станет более важным, чем когда-либо. Этот шаг потребует статических моделей на основе библиотек и перехода к конструкциям быстрого машинного обучения, чтобы реагировать на меняющиеся боевые потребности. Инструменты машинного обучения используют большие объемы данных для обучения машин пониманию того, что происходит в спектре. Сбор, анализ и передача данных в мирное время позволят усовершенствовать когнитивные алгоритмы РЭБ, в результате этого можно идти в ногу с технологическими достижениями. Безусловно, новые необычные сигналы сбивают с толку лучшие когнитивные средства РЭБ, а это может быть решено изобретательность человечества. Задавая «трудные вопросы» аналитикам и инженерам, США будут оставаться впереди технологической кривой и избегать чувства ложной безопасности.

EMS не ограничивается вопросами о дальности угрозы, линиях координации огневой поддержки, национальных интересах или границах. По мере того, как Министерство обороны США продвигается к Объединенному командованию и управлению во всех областях (JADC2), американские военные считают, что решающее значение имеет контроль над EMS со стороны стратегических противников. Устанавливая цели, устраняя разрыв в способностях РЭБ и повышая осведомленность о спектре во всех эшелонах, США могут добиться прогресса в маневренной войне EMS. Когнитивная радиоэлектронная борьба – это первый шаг в создании быстрых, целенаправленных и неожиданных операций в оперативной области EMS, где противник не может оперативно отреагировать на продвижение американских войск. Можно сказать наверняка: если Америка не предпримет смелых мер для решения проблем, связанных с оперативной областью EMS, она будет вынуждена отказаться от доминирования в сфере спектра на долгие годы.

Перевод с китайского.

Источник