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无线通信新技术在军事领域中的应用

时间：2015-04-09 12:43:58 下载该word文档

无线通信新技术在军事领域中的应用

无线通信新技术在军事领域中的应用 1

1.无线通信新技术的特点 2

1.1蓝牙技术的特点 2

1.2无线局域网IEEE 802.11的特点 3

1.3全球卫星定位系统技术的特点 3

2.无线新技术在军事领域应用的优势 4

3.无线新技术在军事领域中的应用 4

3.1军用通信设备间的线缆替代 4

3.2小型武器（车辆装备）平台内部的无线互连 5

3.3组成近距离通信指挥网络 5

3.4实施战场全程精确定位 6

4.单兵数字信息系统在战争中的应用 6

4.1单兵数字信息系统的组成 6

4.2单兵数字信息系统的功能 7

4.3单兵数字信息系统的应用 7

5.太空系统安全需保护卫星通信链弱点需加强防护 9

5.1太空安全影响 9

5.2保护卫星地面站 10

5.3电子防护 10

6.2011年发展 11

6.1快速攻击、识别、探测和报告系统（RAIDRS）“Block 10号”临近初始作战能力 11

6.2减轻网络攻击风险的计划在制定中 11

6.3高精度GPS（HIGPS）展示了完整的功能 12

6.4太空安全影响 12

6.5美国发射并部署两个经营性快速反应太空卫星 13

6.6利用立方体卫星遂行任务的美国作战司令部 14

6.7美国国防部高级研究计划局（DARPA）系统F6项目选择主承包商 14

6.8商业托管红外载荷（CHIRP）任务开始 14

6.9太空安全影响 15

无线通信新技术在军事领域中的应用

通信作为具有重要战略意义的“千里眼”、“顺风耳”，在现代高技术战争（特别是在信息化战争）中的地位和作用尤为突出。打赢未来信息化战争，必须夺取制信息权，而夺取制信息权离不开信息传输手段，离不开强有力的军事通信保障。通信被誉为信息化战争综合信息系统敌我较量的“生命线”，是作战指挥的“网络神经”。在战争中，由于无线通信有着无可替代的优越性（移动性和灵活性），可实现随时随地获取和处理信息，已成为各国军事通信专家研究的重点。其中，短距无线通信技术的发展引人瞩目，尤其是无线局域网IEEE 802.11、蓝牙技术（Bluetooth）和全球移动定位技术（GPS），它们扮演着重要角色，其产品将成为未来作战人员随身必备的装置。在无线通信技术中，各种技术具有各自的特色，相互补充，各有用武之地。如何将这些技术综合应用，为未来高技术战争提供最可靠的通信支持，是各国军事技术专家考虑的重要方面。

1.无线通信新技术的特点

无线局域网（WLAN）是当前发展最迅速的领域之一，与其相应的新技术层出不穷。目前，无线局域网技术主要有IEEE 802.11和蓝牙等，它们都可工作在2.4GHz频段。

1.1蓝牙技术的特点

蓝牙技术是一种无线话音和数据通信的开放性全球规范，是一种以低成本近距离无线连接为基础，为固定和移动设备通信环境建立特别连接的短程无线电技术。开发蓝牙技术的初衷是取消各种电器设备之间的电缆，随着技术的发展和深入，蓝牙技术已转为主要面向通信、计算机和消费电子领域中的各种小型移动设备，它的应用不仅涵盖通信、计算机和家电领域，而且有望扩展到更广泛的领域。它可以同步传输话音和数据，使话音、文字和图像等在网络传输各个方面的技术要求得到满足。蓝牙的实质内容是建立通用无线电空中接口及其控制软件的公开标准，使通信与计算机进一步结合，使不同厂家生产的便携设备在没有电缆连接的情况下，能在近距离范围内具有互通、互操作功能。

蓝牙采用内置在(9*9)mm2微芯片上的短程射频连接。该协议能使蜂窝电话、掌上电脑、笔记本电脑、相关外设和家庭hub等众多家庭设备相互交换信息。一般来说，它的连接范围为10cm~10m；如果增加传输功率，连接范围可扩展到100m。蓝牙软件构架规范要求与蓝牙相顺从的设备支持基本水平的可操作性，这种顺从水平由不同应用决定。蓝牙技术的特点有：

（1）蓝牙系统以芯片模块为节点，无需建立基站就可把各种信息设备及其配件无线互连成个人局域网（PAN），并提供接入网功能。蓝牙可为各种移动便携信息设备提供一种无线接入因特网、公用电话交换网（PSTN）、蜂窝移动通信网、综合业务数字网（ISDN）、非对称数字环路（ADSL）和局域网（LAN）等的手段，解决无线接入网“最后10m”问题。它无需增加任何基础设施建设费用，同时也不对现有的固定通信网产生任何压力。

（2）蓝牙体积小、功耗低，完全可嵌入到各种移动通信设备中使用，而且蓝牙可同时支持数据和话音信号，它的应用对象和服务范围相当广泛。

（3）蓝牙工作于2.4GHz的ISM频段，目前世界多数国家的无线电管理机构只规定了该频段的带外辐射和最大发射功率，只要满足这一要求就无需申请频率使用许可证。

（4）蓝牙采用1600次/s的快速跳频技术，这使它既具有较强的抗干扰能力，又具有一定程度的物理层安全保证。此外，蓝牙还具有会话密钥生成功能，在其基带协议中有鉴权和加密措施，可防止对关键数据和功能的非法访问，防止黑客试图伪装成授权用户侵入网络，同时还可保持链路的机密性。

（5）蓝牙支持点到多点通信，即系统可同时与多台设备建立无线连接，形成一个围绕个人区域的微微网，在其范围内的各种移动便携信息设备能实现无缝资源共享。相邻的微微网之间可通过同时跨越两个微微网的设备相连，使无线连接的范围得以延伸。蓝牙具备“自动接入”能力，能自动寻找周围的蓝牙设备，一旦搜寻到另一个蓝牙设备，马上自动建立连接，即连即用，无需用户进行任何设置。蓝牙采用自动寻道技术，每隔一段时间就从一个频率跳到另一频率，不断搜寻干扰较小的信道，在无线电环境嘈杂的情况下优势明显。蓝牙的另一大优势是应用全球统一的频率设定，消除“国界”障碍。

（6）在有效范围内，蓝牙可越过障碍物进行连接，没有特别的通信视角和方向要求，支持话音传输，组网简单方便。

蓝牙只是WLAN中重要的技术，有其局限性，WLAN网的实现需要几种技术的结合。日前，推进10m近距离无线通信技术标准化的IEEE 802.15委员会采纳了可使蓝牙与IEEE 802.11b共存的技术提案。Silicon Wave公司宣布开发兼容蓝牙和IEEE 802.11b标准的WLAN解决方案。Ashvat tha半导体公司宣称已开发出RF单芯片系统，利用该系统可同时收发GSM、蓝牙和GPS信号。

1.2无线局域网IEEE 802.11的特点

IEEE 802.11是IEEE最初制定的一种无线局域网标准，主要用于解决办公室和校园局域网中用户终端之间的无线接入，业务主要限于数据存取，速率最高仅达2Mb/s。由于IEEE 802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，因此，IEEE小组又相继推出IEEE 802.11b和IEEE 802.11a两种新标准。三者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。无线局域网*IEEE 802.11的特点有：

（1）IEEE 802.11a工作在5GHz U-NII频带，物理层速率达54MB/s，传输层达25Mb/s。采用正交频分复用（OFDM）的独特扩频技术；可提供25Mb/s的无线ATM接口、10Mb/s的以太网无线帧结构接口和TDD/TDMA的空中接口；支持话音、数据和图像业务；一个扇区可接入多个用户，每个用户可带多个用户终端。

（2）IEEE 802.11b的传输距离更广，比蓝牙的传输能力更强。迷你基站室外传输距离为300m，室内为120m；企业用无线迷你基站同时可供2048个用户使用，经济型基站可供128个用户使用；具有漫游功能，用户可在不同楼层使用而不受干扰；无线终端WLAN卡，数据传输速率为11Mb/s；数据传输距离为室外300m，室内120m。

（3）IEEE 802.11b可方便地对现有线缆局域网进行扩展、只需要在现有网络中接入一个或多个接入点收发器、传输距离长、受方向或物质阻拦限制小、数据传输带宽大、支持数据加密。

1.3全球卫星定位系统技术的特点

无线电定位系统利用无线电波传输的特性，在已知参考点和待定位置点之间进行距离或方位测量，由多个已知参考点的测距或测向结果计算待定点的位置信息。通过差分方式，该系统能向用户提供精度高达厘米级的地理位置信息。全球卫星定位系统的特点如下：

（1）全球、全天候工作:GPS的卫星数目多，分布合理，在地球上的任何一点都可连续同步观测至少4颗卫星，实现用户连续、实时导航和定位的要求，能为用户提供连续实时的三维位置、三维速度和精密时间，不受天气影响。

（2）定位精度高：单机定位精度优于10m，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。

（3）抗干扰性能好，保密性强，GPS采用伪随机码技术，其卫星所发送的信号具有良好的抗干扰性和保密性。

（4）功能多、应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不但在测量、导航、测速和测时等方面得到广泛应用，而且应用领域不断扩大。

2.无线新技术在军事领域应用的优势

（1）灵活性

无线局域网技术具有传统局域网无法比拟的灵活性。无线局域网的通信范围不受环境条件的限制，网络的传输范围大大拓宽，最大传输范围可达几十公里。在有线局域网中，两个站点的距离在使用铜缆时被限制在500m，即使采用单模光纤也只能达到3000m，而无线局域网中两个站点间的距离目前可达50km，相距数公里建筑物中的网络可集成为同一个局域网。相对于有线网络，无线局域网的组建、配置和维护较为容易，一般计算机工作人员就可胜任网络管理工作。

（2）便携式

主要表现在两个方面：体积小，无论是蓝牙、GPS，还是IEEE 802.11均可直接嵌入到军用微、小型移动设备中，实现装备之间快速、灵活的话音和数据通信；省去大量电缆，方便携带，节省时间，装备可很快投入战斗，提高机动能力和快速反应能力。

（3）移动性

由于蓝牙、无线局域网和GPS均属无线技术，其移动性优势显而易见，可在移动中快速建立通信且不受地域环境限制。既可在小范围内建立无线局域网，也可通过网络之间的连接和其它卫星等无线技术在更大的范围建立起野战地域通信网，而且可与固定通信网连通，实现快速直接的通信指挥。

（4）方便性

可嵌入到各种装备中，无需附加其它接口；简捷的自动适应设置大大缩短作战人员的培训时间，无需专门培训，就可使新装备快速形成战斗力，极大提高部队的快速部署能力；功耗小，非常适合于采用电池供电的军用移动便携式设备。

（5）安全性

蓝牙采取多项抗干扰措施（主要有快速跳频），有79个跳频频点，可组成不同跳频网，实现多个装备组内的通信和多组之间的互连通信；802.11b采用有线等效保密加密协议（WEP）加密，可保护用户信息安全的可靠性和数据的完整性；GPS采用伪随机码技术，其卫星所发送的信号具有良好的抗干扰性和保密性。

3.无线新技术在军事领域中的应用

蓝牙、无线局域网均可替代电缆，还可构成无线局域网或个人局域网，在军事领域有许多用武之地。

3.1军用通信设备间的线缆替代

这种线缆替代是多方面的，如耳机与电台之间，手柄与耳机和电台之间等。以美军“陆地武士”系统为例，士兵需要背负的装备有一个装在耐磨损机盒中的主计算机、一部短程士兵电台、一部通信导航系统和一个头戴显示器。其中通信导航设备又包含GPS接收机、一个推算模块、一个无线局域网PC卡和一个用于处理话音的数字信号处理器。如果这些设备之间都以有线电缆相连，除了会加重士兵的负担之外，更重要的是会影响作战的机动性。

3.2小型武器（车辆装备）平台内部的无线互连

在各种车辆内部（包括坦克、装甲车和指挥车等）有通话器、电台、计算机、传感器和视频图像等，可采用蓝牙技术实现无线连接，做到车内信息共享，节省大量缆线和空间，减轻重量。特别是在旋转炮塔中，高频旋转连接部件很复杂，采用蓝牙可大大简化设备，而且使用维护方便。

在战场环境下中，背景噪声很大，隆隆的战车声和炮弹的轰鸣声会极大影响指挥员的作战指挥能力，比如在装甲车内部或炮位阵地内部，如果指挥员采用传统的话音电台下达指挥和调度命令，很容易受外部环境的干扰，效果不会理想，操作人员一旦收到错误的命令便容易延误战机，后果不堪设想。如果作战人员戴上镶嵌有蓝牙耳机和话筒的头盔，就可以组建一个小型作战平台内部通信系统，除了可排除背景噪声干扰之外，还可把士兵手持话筒的手解放出来，集中精力投入到操作中。在电台内部嵌入蓝牙芯片后，不同炮位之间可组建小型通信系统，以传递话音和数据。这种内部通信网的组建相对比较简单，无需复杂的协议体系便可实现话音和数据传输。

在现代高科技战争中，GPS的应用非常广泛。在波黑战争中，工程兵利用GPS标注雷区；后勤人员利用GPS把邮件、食品和弹药迅速准确地送到前方指定地点；前方侦察员利用GPS探测目标，并寻求火力支援。此外，GPS还用于各种导弹、灵巧炸弹的制导，以及飞机、舰艇和车辆的导航中，成为高技术装备中不可缺少的组成部分。

3.3组成近距离通信指挥网络

蓝牙军用小型区域组网在军队中的应用较多，比如“陆地武士”系统，它的各分系统在运用蓝牙无线连接技术后，就可看作是单个士兵的个人蓝牙局域网，在由多名士兵组成的战术分队或侦察分队的小型战斗单位内部，又可组建一个更大范围的蓝牙局域网。这种小型局域网内部的每个系统都具备动态搜索、定位和恢复连接能力，每个设备的地位是平等的，都可以向其它设备发起呼叫，并建立话音和数据链路。在应用蓝牙技术组网后，它所支持的高速率数据传输可很好地解决军队小范围的战术配合问题，同时，这种小型战斗局域网还可与大型军用通信网相连，作为大型网络的补充形式。在比较大的范围内，可利用无线局域网实现通信。

此外，这种抗毁性强且高效灵活的组网方式可广泛用于战场信息中继、紧急通信和临时会议的快速资源共享中。为了提高军用小型局域组网的有效性和高效性，需要研究的关键问题较多，包括多点传输、干扰躲避、QoS、功率控制、安全、移动管理和定位信息选路等问题。

在作战指挥中，一般火炮及其控制系统和无人机及其控制系统等距离都比较近，通常都是利用有线方式互连，采用蓝牙和无线局域网技术可实现快速、机动的指挥和联网。在作战中，电台和电台遥控器可利用蓝牙互连，提高网络的安全性和机动性。

在作战指挥中，各级指挥所由多台指挥车辆组成，一般距离比较近，采用蓝牙技术或无线局域网技术组成互联网，以信息处理车为中心，实现宽带一点对多点的无线联网，实现指挥所内计算机、电台和电视等信息共享。

3.4实施战场全程精确定位

GPS是迄今为止投入使用的最准确无线电导航系统，它对军事用户提供的三维定位精度优16m，速度精度优于0.1m/s，时间精度为$100ns。GPS用于地面部队的精确定位，可以使部队或单兵随时随地了解自己所在的位置和友军的位置，为协同作战创造有利条件。

在海湾战争中，美国国防部意识到，士兵若只有不精确的地图，很难经陆路通过没有特征的沙漠，他们紧急订购的5万多台GPS接收机在战争中发挥了重大作用。多国部队的飞机、舰艇、坦克、车辆直至单兵几乎都装备了GPS接收机。美国陆军第7军和第18军从两翼合围伊拉克共和国卫队时，就是靠GPS确定各自的位置。特种部队进入和撤离敌占区，也必须靠GPS。特种部队及其支援直升机在不熟悉的地区夜间行动时，由于有GPS提供准确的位置、方向和速度，使穿越雷区、穿越障碍区域、战场补给、地面车辆导航、救援、扫雷、撤退等充满困难和危险的行动变得简单明了。即便被敌军发现，也可及时报告其准确的位置坐标，请求紧急空中支援。

4.单兵数字信息系统在战争中的应用

现代高技术战争将围绕信息的搜集、处理、分发和防护展开，信息化战争成为高技术战争的基本形态，夺取和保持制信息权成为作战的中心和焦点。未来战场将是数字化战场，数字化战场的整体作战效能将取决于部队的兵力、兵器，以及部队指挥的控制能力和战场信息的共享能力。

4.1单兵数字信息系统的组成

单兵数字信息系统是数字化战场中的重要环节，战场数字化要求单兵节点加入到集成网络中，以保证指挥、控制、决策的有效性和士兵最大限度地实时共享战场信息。士兵是作战的战斗单元，他们最不能容忍不适用的设备，士兵及其携带的装备已被看作是一个系统。

单兵数字信息系统包括5个子系统：

（1）整体式头盔系统：包括盔壳/支承装置、增强视频放大装置、头盔显示器、周围听力装置、无线电头盔控制装置、防护面具、夜视镜和电源。主要功能为提供士兵间通信、增强士兵听力、连接武器、提高夜视能力、输出电脑和成像仪的图像、防弹和防激光致盲、保护呼吸和听力系统。专用耳机麦克风可使士兵与距离400m以外的人员通话。采用键盘操作，士兵只需按动武装带上的按键即可实现各种功能。

（2）电脑子系统（亦称单兵 C3I子系统）：其作用是综合情报管理，为士兵提供通信、预警、定位和防护等服务，包括夜间枪具瞄准的视频强化图像增强器；把光信号变为电信号的平板式显示器；全球定位系统；存储有文字、图像、数据和战场态势感知等信息的单兵计算机；可横向与战车、火炮和直升机等通信的电台，通信距离为500~2000m。单兵C3I子系统是美国陆军战术C3I的组成部分，可使单兵在近距离、静默情况下长时间监视敌人，并把敌情适时传给指挥官和其它武器系统。

（3）武器子系统：包括新制式步枪、热成像仪、夜战用激光瞄准仪。该系统是步/榴合一的武器系统，即能发射子弹又能发射爆炸榴弹，要求在500m内命中概率达到50%~90%，并配有电脑和射控系统。

（4）先进军服子系统：使用最新材料制成，包括战斗服、防弹衣、手套、新型战斗靴、制冷圆领衫和承载元件等，具有防弹、防化学战剂、防火、防热核、防红外监视、防激光和抗御风雨等功能。

（5）微气候空调子系统：它是独立的制冷系统，制冷功率300w，包括主动冷却背心、周围空气监视器、过滤器和风扇等，其功能为提高士兵耐久作战能力，特别是酷热或严寒天气条件下的作战能力。

4.2单兵数字信息系统的功能

单兵数字信息系统的功能主要有：

（1）信息获取：士兵对信息的获取可通过摄像头、传感器、探测器、夜视仪、定位系统、战场信息数据库查询、人机交互和战场其它节点间的通信获取。

（2）信息处理：单兵电脑子系统可对各种信息源提供的各种格式信息进行加工和处理，如对文电、图形、话音、个人实时信息和图像信息进行处理，以及数据查询显示等。

（3）无线通信：单兵电台能以实时或近实时方式接收命令和指示，从友邻节点获取态势信息，把士兵收集到的信息及时传送出去，满足与上级节点和友邻节点之间的实时通信。信息类型有话音、数据、图形和图像。

（4）信息融合：单兵电脑子系统对获得的所有信息进行分析综合，通过对目标的搜集、建模、统计和计算，完成探测目标的探测识别和特征数据的提取；经过数据处理，汇集成战场态势，形成对敌方作战意图和整个战场威胁情况的评估；再结合我方的作战方针和作战策略，生成可供士兵行动的作战计划和作战预案。

（5）敌我识别：激光发射器发出询问信号，激光告警器自动识别询问信号，解调后的数据送给计算机，判断敌我后，把应答信号送到电台发送出去，对方电台收到后发给计算机确认。

4.3单兵数字信息系统的应用

（1）单兵数字信息系统作战过程

单兵数字信息系统作战过程如图1所示。整个单兵数字信息系统由蓝牙微微网构成一个个人局域网，各子系统之间的信息传输和交换均无需线缆连接，由蓝牙协议自动检测和自动建立连接。

（2）各单兵数字信息系统之间的通信

各单兵数字通信系统之间应是一个无线局域网系统，符合标准的IEEE 802.11协议，能为单兵之间提供话音和数据通信能力。它采用多信道发送群IP方案，把单兵个人位置映射到无线局域网中相应的虚拟位置，每个参与节点都像一个特定对等网中的路由器那样工作，它们自动把数据包传送到需要的地方。作为战术互联网中最低一级的组成部分，单兵数字信息系统要在内部蓝牙微微网、各单兵信息系统之间、无线局域网与其它军用通信系统之间有一个可靠的网关。基本原理如图2所示。

5.太空系统安全需保护卫星通信链弱点需加强防护

本段的重点是物理和技术能力的研究、开发、测试和部署，以更好地保护太空系统不受到潜在反制行动。这包括设计用来减轻太空系统地基部分、发射系统和来往卫星的通信链等薄弱点的保护能力，以确保可持续的访问和使用外层空间。努力防止环境危险。

此外，太空系统阻挠敌方从攻击中获得好处的能力，是先进的航天大国要关注的一个关键问题。例如，美国《国家安全太空战略》指出，“可以通过各种各样的方式实现弹性，包括具有成本效益的太空系统保护、跨域的解决方案、在不同轨道的混合平台上托管负载、利用分布式国际和商业伙伴的能力，以及发展和完善反应迅速的太空能力”。针对他国的反太空能力被一些国家认为是保护措施，有关反太空系统将分别予以阐述。

物理和技术能力可以在一定程度保护航天器免受潜在反制努力，但是它们不可能让太空系统完全不会受到伤害。因此，提供不同的太空资产非物理保护倡议就是试图通过监管航天大国的行为和明确在外层空间内的许可行为，将作为不同多边论坛要予以考虑的事情，正如第三章所论述的。

保护太空系统的措施可以大致分为下列之一：探测反太空攻击的能力；抵御对地面站、通信链和卫星进行攻击的物理和电子手段；从反太空攻击中进行重建和修复的机制。

通过早期预警进行探测、识别和定位反太空攻击来源的能力以及监视能力，对太空防护工作是至关重要的。重要的是，要准确判断太空系统的故障是由于技术或环境因素造成的，还是另一太空行为体故意的和潜在的敌对行动造成的。探测通常是此类有效保护措施的一个先决条件，因为电子对抗或操纵卫星会免于可能的伤害。

由于难以区分卫星故障是环境因素还是蓄意攻击造成的，所以在准确查找太空资产发生故障的直接原因时，更大的太空态势感知可以帮助减少不确定性。由于SSA也可以用于跟踪和瞄准外国卫星，所以拥有先进的SSA能力构成为航天大国的战略优势。

保护卫星、地面站和通信链取决于此类系统所面临反太空威胁的性质，但是总的来说，威胁包括针对太空系统计算机的网络攻击、针对卫星通信链的电子攻击、针对太空系统地基或天基部分的常规或核攻击，以及例如用激光眩昏或致盲卫星传感器之类的定向能攻击。

先进的太空系统保护能力包括有能力通过重建被损坏的或被摧毁的太空系统组件，从而从反太空攻击中得以恢复。虽然修理或更换地面站、重建卫星通信链的能力一般都是可用的，但迅速在太空中重建系统的能力更难以开发和实施。

5.1太空安全影响

大多数航天系统仍无法免除各种威胁，包括1）例如干扰通信链的电子战；2）物理攻击卫星地面站；3）眩晕或致盲卫星传感器；4）命中-摧毁反卫星武器；5）弹丸云攻击低轨道卫星；6）微卫星在太空发起的攻击；7）高空核爆（HAND）。其他潜在的威胁还包括射频武器、大功率微波和“命中-摧毁”地基激光器。对太空系统弱点认识的提高已经引导行为体开发太空系统保护能力，以便更好地发现、抵御、和/或从攻击中恢复。尽管如此，还没有有效的物理保护来对抗最直接的和最具破坏性各类反制，例如使用动能或大功率能量力攻击卫星。

发展有效的防护能力可以通过增强太空系统在反制行动中的生存能力，从而有助于确保安全的访问和使用的空间，并有可能阻止反制企图，进而对太空安全产生积极的影响。如果攻击看上去都是徒劳的和昂贵的，那么太空行为体可能会克制自己不要干扰受到良好的保护的太空系统。再者，使用防护措施来解决系统漏洞可以提供一种可行的替代进攻手段以保卫太空资产。

保护和反制的安全动力是密切相关的，在一定条件下，保护系统可以对空间的安全有负面影响。像许多防御系统，它们可能会刺激敌人来研发武器以克服它们，从而刺激军备的升级动力。可以想象，先进的防护能力也可以减少对据说有报复能力太空行为体的担心，从而降低试图反制航天器的门槛。有效的防护措施可以产生重大的成本影响，从而减少安全使用太空的行为体数量。

指标7.1：卫星通信、广播链接和地面站的脆弱性

5.2保护卫星地面站

卫星地面站和通信链接可能会成为反太空行动的目标，因为它们容易受到各种广泛可用的传统和电子武器的攻击。虽然军用卫星地面站和通信链接通常得到很好的保护，但民用和商业资产往往得到较少的保护。美国总统的国家安全电信咨询委员会2004年发表的一项研究强调，对商业卫星群构成的关键威胁是指地面设施所面临的那些电脑黑客，或可能但可能性较小的干扰。不过，卫星通信通常可以得到恢复，地面站可以得到重建，以其一小部分的成本来取代一颗卫星。

民用和商业太空系统的脆弱性引发了担忧，因为大量的军事太空行为体正变得越来越依赖于商业太空资产的各种应用。许多商业太空系统都有单独的操作中心和地面站，它们可能容易受到一些最基本的攻击。为应对这些担忧，美国总审计局（GAO）建议“将商业卫星确定为关键的基础设施”。倘若对标准化协议和通信设备的使用发起攻击，就要允许替代商业地面站。可以肯定的是，大多数而不是全部太空行为体能够对其卫星地面站提供有效的物理保护，这些卫星地面站都是其相对军事能力的一般界限范围内。

5.3电子防护

卫星通信链路需要特定的电子保护措施来防护其功效。尽管难以获得有关这些能力的非保密信息，但可以设想大部分太空行为体可以凭借其开发和操作太空系统的技术能力，同样能够利用简单但是相当先进的电子保护措施。这些基本的防护能力包括1）数据加密；2）误差防护编码来增加通信中断时可承受的干扰数量；3）减少拦截或干扰漏洞的定向天线，或利用自然或人为障碍作为防护视线电子攻击的天线；4）降低能量的屏蔽和无线电发射控制措施，可以用于截获无线电监测或干扰的目的；5）精干的卫星携载加密。

复杂的电子防护措施在传统上专门属于技术先进国家的军用通信系统，但他们正在慢慢扩展到商业卫星。先进的防护能力包括1）使用较小带宽以降低干扰的窄带切除技术；2）猝发传输和跳频（扩频调制）方法，传输短系列信号数据或各种无线电频率，让对手无法“锁定”信号进行干扰或拦截；3）天线旁瓣减少设计，通过提供更集中的主通信束和减少对旁瓣地区的干扰，从而降低干扰或拦截的漏洞；4）归零天线系统（自适应干扰消除），可监控干扰并结合天线组件来使干扰失效或取消干扰。

冷战期间，美国和苏联领导在研制保护卫星通信链的系统方面处于领先地位。美国目前显示出在开发更先进的能力方面处于领先地位。例如，美国/北约的Milstar通信卫星使用多种抗干扰技术，采用了扩频调制和天线旁瓣减少。目前正在通过其全球定位实验项目为新一代卫星研制自适应干扰取消。美国同样展示了GPS机载假卫星的能力，以中继和放大GPS信号对抗信号干扰。

据报道，美国和其他国家，包括德国和法国，正在发展基于激光的通信系统，除了更为快速的通信外，它还可以提供一定程度免受常规干扰技术的影响；然而，这些发展涉及重大的技术挑战。美国最近也成立了一个网络司令部（USCYBERCOM），负责军方的互联网和其他计算机网络，并在2010年达到完全作战能力。

为了解决“法轮功”造成的几次干扰事件，中国在2005年发射了第一颗抗干扰卫星“亚太4号”通信卫星。据报道，中国还升级了西安卫星监控中心，以便诊断卫星故障、解决人为干扰问题和防止对卫星通信链有意损害。

6.2011年发展

6.1快速攻击、识别、探测和报告系统（RAIDRS）“Block 10号”临近初始作战能力

RAIDRS是美国的一种地基防御系统，设计来探测对军事太空资产发起潜在攻击的，2011年，该系统完成了第六年的运营能力。RAIDRS最初部署于2005年7月，作为卫星干扰反应系统为期120天的概念验证，RAIDRS被重新指定RAIDRS可部署的地面段零并分配给“沉默哨兵”行动，部署用来为美国在中东地区的军事活动提供支持。

RAIDRS “Block-10”是最新的版本，由一个中央操作位置和五套全球部署的便携式天线组成。它是为了“探测、描述、地理定位和报告针对美国军用和商用卫星的射频干扰源，为作战指挥官提供直接支援。“Block-10”有望在2012年9月实现初始作战能力，一年后实现完全作战能力。

2011年4月，美国空军授予RAIDRS “Block-10”的主要承包商综合系统有限公司一份耗资699万美元的合同，建造首批两个部署站，并设计第三个部署站。2012年1月17日宣布，该合同经修改后包括额外的990万美元来完成开发和部署。

2011年7月28日，美国空军太空司令部为RAIDRS站举行了奠基仪式，地点在夏威夷Waianae的Lualualei无线电发射机设施。其他站点计划在佛罗里达州、德国、日本，美国中央司令部已经预定在未来两年的完工日期。到2012年1月，已经在三个地方破土动工了。

6.2减轻网络攻击风险的计划在制定中

在达到完全作战能力之前的一年，美国网络司令部（USCYBERCOM）在2011年集中制定与防止网络攻击有关的政策和计划。在这一年里，该领域的脆弱性被一些同时发生的事件所暴露出来，例如五角大楼最大的网络盗窃案例和NASA的检察长发现大量存有敏感数据的美国国家航空航天局（NASA）的计算机有安全漏洞，这使得关键系统公开给网络攻击。

2011年5月16日，美国发布了《国际网络空间战略》，它提供了一个扩大国际合作伙伴的框架，目的是更有效地应对网络威胁。该战略“建立了如何把网络安全与伙伴关系其他关键领域关联在一起”。过去一年，美国曾与澳大利亚、加拿大、英国和北约加强网络合作伙伴关系。在这个新举措中，美国国防部正寻求增强这样的国际合作。

2011年7月14日，美国国防部第一次公布其网络空间作战策略。除了全面关注拒止或限制攻击后，该策略围绕五项“战略倡议”进行组织：

1．把网络空间作为一个组织、训练和装备的作战领域，以便美国国防部可以充分利用网络的潜力。

2．采用新的防御作战概念来保护国防部的网络和系统。

3．与美国其他政府部门和机构、私营部门建立合作伙伴，达成“政府一盘棋”的网络安全战略。

4．与美国盟友和国际合作伙伴构建健全的关系以加强集体网络安全。

5．通过一个特殊的网络劳动力和快速的技术革新来利用国家的独创性。

当美国网络司令部（USCYBERCOM）在2010年成立时，还没有完全找出解决安全问题的政策，于是在2011年制定了额外的政策。值得注意的是，联合参谋部开始审查条令，将建立打击网络攻击的交战规则，其中包括确定网络空间战争的构成。2011年12月，美国国会通过《2012财政年度国防授权法》授权在网络空间实施进攻性军事行动。根据该法案，这样的行动必须符合武装冲突法和《战争权力决议案》。

6.3高精度GPS（HIGPS）展示了完整的功能

海军HIGPS计划在2011年2月在NAVFEST进行展示，该计划属于美国空军第746试验中队，设计用来提供低成本的、逼真GPS干扰想定，以测试基于GPS的导航系统和培训拒止GPS环境中的人员。

HIGPS是一项技术概念演示，设计来增强现有使用LEO铱星座的GPS功能，它提供全球覆盖。在NAVFEST，HIGPS参加演示了HIGPS系统的端到端功能，包括使用现有改进型GPS接收器来改善GPS信号在干扰环境中的接收，以及有能力拒止GPS环境中提供持续的时间同步。

HIGPS技术概念演示合同授予波音公司，时间从2008年7月到2011年1月。2011年12月21日，美国海军研究实验室（NRL）宣布，将授予波音公司一份额外的合同，以优化HIGPS在作战环境中的使用。

6.4太空安全影响

尽管关键系统的退化正形成更强的弹性，但还是要努力确定和报告干扰源并继续运营。如果太空行为体的攻击看上去是徒劳的和昂贵的，那太空行为体可能会克制不干扰受到良好保护的太空系统。此外，国际网络安全方面的国际性努力和跨机构和项目，将减轻潜在的网络攻击对太空安全基础设施的影响。允许用进攻行动打击网络威胁的政策将对太空安全有潜在的意义。

指标7.2：重建航天器的能力以及把分布式架构集成入太空作战的能力

在遭到反太空攻击后，迅速重建太空系统的能力可以减少太空的脆弱性。它还设想太空行为体有能力重建卫星地面站。通过将新的卫星送入轨道，及时更换被潜在攻击损坏或摧毁的卫星，从而修复太空系统的能力，这些都是至关重要弹性措施。

冷战期间，苏联和美国在发展能够发射新卫星的经济型运载火箭以修理攻击后的太空系统方面处于领先地位。苏联/俄罗斯已经发射了比美国更便宜、不太复杂的、寿命周期较短的卫星，同时也发射的比美国更频繁。苏联时代的压力容器航天器的设计，如今仍在使用，胜过西方的排气式卫星设计，这些卫星在投入服务之前需要一段时间的脱气。俄罗斯原则上有能力在其太空系统中以更低的成本部署冗余的能力，允许更快进入太空以促进其系统的重建。例如在2004年，俄罗斯进行了一次大型军事演习，包括计划快速发射军用卫星来取代在行动丢失的太空资产。然而，俄罗斯目前发射的是大量其他国家的卫星，俄罗斯还在努力维持作战条件中现有的军事系统。因此通过这种发射能力的备份实际上是微不足道的。

美国已经做出了重大努力来开发响应性太空能力。2007年，国防部经营性太空快速反应办公室对放开放，以协调硬件和条令的发展，为各种机构的ORS提供支持。ORS三个主要目标：1）在15个月内从授权到完成，快速设计、建造、测试做好发射准备的航天器；2）响应性发射、校验，以及包括在一周内从存储状态召唤发射在内的各种操作；3）军事上的重要能力包括获取具有战术性意义分辨率的图像，直接提供给战区。新的发射能力成为该计划的基石。事实上，美国空军太空司令部所指出的：“可经营的响应性能力是重要的，可以将及时任务置入保证我们进入太空的轨道”。最初的步骤包括在得到通知的24小时内，能够把100到1000千克负载送入LEO的小型运载火箭分计划；然而，这样一个计划可能最终与一项长期的全球快速打击能力联系在一起。根据该计划，要求空中发射LLC开发快速抵达空中发射火箭，而且SpaceX公司开发“猎鹰1号”可重复使用的运载火箭，以实现SLV提出的要求。2008年9月，“猎鹰1号”在第四次尝试时到达轨道。美国空军TacSat微卫星系列也用于ORS演示，并结合现有的军事和商业技术，如具有新商业发射系统的图像和通信，以提供“更快速和更便宜的进入太空”。一套完整的ORS能力可以让美国匆忙间更换卫星，从而从反太空攻击中快速恢复，并减少太空系统的总体脆弱性。

美国太空机动车辆或军用航天飞机概念第一次出现于1990年代，是一个小型、有动力的、可重复使用的航天器，作为可重复使用运载火箭的一个上级部分进行操作。所建立的首次技术演示就是X-40（美国空军）和X-37A（NASA/ DARPA）。X-37A的继任者是X-37B，是一种无人驾驶的、可重用使用的太空船，其首次发射是在2010年4月高度保密的情况下进行的。据报道，印度正在致力于可重复使用的运动火箭，这是在2015年之前没法预料到的。商业太空产业通过小型运载火箭取得的进步，从而开发出响应性发射技术，如SpaceX公司的“猎鹰1号”和它的继任者“猎鹰9号”，它在2010年6月首次试飞。

对开发空中发射卫星的兴趣正在增加，这可以降低成本和允许快速发射，因为它们不需要专用的发射设施。1990年代早期，俄罗斯的“米格”飞机发射动能反卫星武器计划被暂停，但是类似发射方法的商业应用继续得到探索。早在1997年，Mikoyan-Gurevich设计局正在研究使用“米格”31发射小型商业卫星进入LEO。2002年，莫斯科航空学院阿斯特拉中心的引入Mikron火箭，设计用来从“米格”31上发射，并能够将重达150千克的有效载荷送到LEO。美国已经使用了“飞马”发射器，它是轨道科学公司于1990年首次研制成功，可以从B-52飞机上发射重达450千克的军用小型有效载荷。其他努力包括中国航天科技集团公司从改进型H-6轰炸机发射小型有效载荷的计划。

6.5美国发射并部署两个经营性快速反应太空卫星

2011年6月29日，“牛头怪1号”火箭从弗吉尼亚的瓦勒普斯岛发射升空，把ORS-1号卫星送入400千米的圆形轨道中。建造这种光电地球观测卫星是为了回应2008年由美国中央司令部通过美国战略司令部（USSSTRATCOM）提交的《联合紧急业务需求》。

ORS-1是按为期24个月的时间表积极研制的，是一种前所未有的国防部遥感平台。由于遇到技术困难，时间增加了六个月。这颗卫星的有效载荷是一种改进型Syers-2成像仪，这原本是为U-2高空侦察机研制的。

9月27日，战术卫星4（TacSat-4）从阿拉斯加航空航天公司的科迪亚克综合发射设施搭载“牛头怪IV+”运载火箭发射升空。美国海军研究办公室发起研制该有效负载，而国防研究与工程主任办公室资助了标准化飞船巴士。ORS办公室资助了由美国空军太空和导弹系统中心进行发射。

由海军研究实验室和约翰霍•普金斯大学应用物理实验室建造的TacSat-4，可以让军队使用现有的无线电在不明地区进行运动中通信，且不需要危险的天线定位和指向。在高纬度地区拥有最高点达12050千米的宇宙飞船，可以靠近已部署部队提供10套 UHF频道，并可以为进入山区提供有利几何条件，在先前已经证明这样做是有问题的。

海军研究实验室点地面站提供对TacSat-4的指挥和控制，而虚拟任务操作中心任务分配系统能够把频道动态重新分配给全球不同的战区，并在出现意外行动或自然事件提供快速的卫星通信加强。

TacSat-4作为一种概念验证卫星，充当未来军用超高频地球同步卫星群、移动用户目标系统（MUOS）潜在的增强能力。该卫星正经历一次为期12个月的实验阶段，以确定军事效用和有效性。

6.6利用立方体卫星遂行任务的美国作战司令部

2010年12月，美国用SpaceX火箭发射了四颗称为小方块卫星的迷你卫星进入LEO，使用标记、跟踪和定位（TTL）数据秘密追踪高价值目标。美国特种作战司令部（USSOCOM）正在评估小方块卫星的能力，并考虑遂行未来任务的卫星。

这些相对便宜的卫星，小的可以放在手掌心中，已经被用于科学任务多年了。标记、跟踪和定位（TTL）任务只是小方块卫星的几个潜在应用之一。使用比如射频识别设备之类技术和更复杂技术的隐蔽标签也正在接受测试。小方块卫星可以简化军队的指挥和控制挑战军事。因为他们是便宜的，所以卫星可以专属于当地的指挥官。

6.7美国国防部高级研究计划局（DARPA）系统F6项目选择主承包商

　　2011年7月，应急空间技术公司获得一项由NASA艾姆斯研究中心提供的合同，负责供应集群飞行制导、导航、系统F6的控制算法和软件。该合同价值高达670万美元，时间超过2.5年。该系统F6项目由美国国防部高级研究计划局负责管辖的，旨在开发和演示一个新的太空系统体系，由形成一个虚拟卫星的无线互联模块组成。四家公司在2008年赢得了第一阶段的系统F6合同，轨道科学带领他的团队在2009年赢得了第二阶段的合同。