天基Link-16：美軍全域作戰(zhàn)通信支撐

一、發(fā)展背景

美軍天基Link-16是其在“聯(lián)合全域指揮與控制”(JADC2)戰(zhàn)略框架下的核心通信工程，其誕生的核心動(dòng)因，是傳統(tǒng)Link-16的能力局限與美軍最新作戰(zhàn)理念需求之間的突出矛盾。

Link-16本身是北約及盟友廣泛依賴的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈，可有效支撐態(tài)勢信息共享、多平臺(tái)火力協(xié)同與區(qū)域防空作戰(zhàn)，但受限于960–1215MHz頻段的視距傳播特性及地球曲率影響，其通信需依賴空中預(yù)警機(jī)或大型艦艇作為中繼節(jié)點(diǎn)，隨著美軍“聯(lián)合全域作戰(zhàn)”等新型作戰(zhàn)理念的推進(jìn)，傳統(tǒng)架構(gòu)的能力短板日益凸顯——尤其在太平洋遠(yuǎn)洋、極地等缺乏固定中繼平臺(tái)的廣袤區(qū)域，常出現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)通信盲區(qū)，導(dǎo)致分散部署的作戰(zhàn)單元無法接入統(tǒng)一戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)，難以形成全域協(xié)同戰(zhàn)力，因此亟需通過天基手段突破傳統(tǒng)Link-16的視距限制。

美軍聯(lián)合全域指揮與控制(JADC2)體系示意圖

美國太空發(fā)展署(SDA)于2019年啟動(dòng)擴(kuò)散型作戰(zhàn)人員太空架構(gòu)(PWSA)，該架構(gòu)本質(zhì)是為支撐JADC2全域互聯(lián)打造的綜合太空基礎(chǔ)設(shè)施，核心思路是部署數(shù)百顆低軌小衛(wèi)星構(gòu)成分布式星座，集成通信、偵察、數(shù)據(jù)中繼等多任務(wù)能力，為Link-16數(shù)據(jù)鏈提供了關(guān)鍵天基平臺(tái)。PWSA每顆“傳輸層”衛(wèi)星搭載Link-16有效載荷與激光鏈路，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有Link-16終端的天基接入。該架構(gòu)的關(guān)鍵優(yōu)勢在于“低成本適配”：前線作戰(zhàn)平臺(tái)無需全面更換設(shè)備，僅需升級(jí)或加裝新型終端即可接入，大幅縮短部署周期、降低改造費(fèi)用。

二、建設(shè)進(jìn)展與規(guī)劃

美軍天基Link-16的建設(shè)以“實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證-分階段部署”為路徑，目前已完成關(guān)鍵技術(shù)突破，后續(xù)規(guī)劃明確。

天基link16作戰(zhàn)示意圖

在實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段，美軍及合作方先后達(dá)成三大關(guān)鍵里程碑：

1)2023年11月，美國太空發(fā)展局(SDA)依托Tranche0批次低軌衛(wèi)星，在“五眼聯(lián)盟”成員國境內(nèi)完成全球首次“天基Link-16”技術(shù)演示，成功驗(yàn)證空對(duì)地戰(zhàn)術(shù)鏈路通信，包括頻率精準(zhǔn)同步、主動(dòng)接入/被動(dòng)接收雙模切換及多類戰(zhàn)術(shù)消息傳輸;

2)2024年8月，美軍在國際水域開展航母平臺(tái)專項(xiàng)試驗(yàn)，艦載Link-16終端在海洋雜波、模擬電子干擾等復(fù)雜環(huán)境下，仍能穩(wěn)定直連天基Link-16節(jié)點(diǎn)，標(biāo)志“海上平臺(tái)+天基網(wǎng)絡(luò)”實(shí)戰(zhàn)化架構(gòu)正式成型;

3)2024年12月6日，SDA與挪威國防研究機(jī)構(gòu)(FFI)開展跨國合作測試，挪威P-8預(yù)警機(jī)、F-35，通過天基衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)Link-16穩(wěn)定通信，這是首次驗(yàn)證天基Link-16在盟軍多平臺(tái)協(xié)同中的實(shí)戰(zhàn)可行性。

在分階段部署規(guī)劃上，SDA嚴(yán)格遵循“階段迭代”模式推進(jìn)PWSA部署：

1)Tranche0(T0，驗(yàn)證階段)規(guī)劃部署共28顆衛(wèi)星，包含19顆傳輸層衛(wèi)星、8顆跟蹤層衛(wèi)星及1顆地面測試衛(wèi)星，其中19顆傳輸層衛(wèi)星搭載Link-16終端，目前Link-16已在部分衛(wèi)星上完成試驗(yàn)。

2)Tranche1(T1，區(qū)域覆蓋階段)計(jì)劃部署126顆傳輸層衛(wèi)星，所有衛(wèi)星均設(shè)計(jì)支持Link-16，建成后將提供“區(qū)域持續(xù)覆蓋”能力。

3)Tranche2(T2，全球覆蓋階段)將大規(guī)模擴(kuò)展傳輸層衛(wèi)星規(guī)模，SDA公開目標(biāo)為數(shù)百顆(預(yù)計(jì)將超過200顆)，Link-16仍為核心戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈，同時(shí)將引入“新型波形與加密技術(shù)”以提升鏈路性能，最終為JADC2體系及盟軍跨國聯(lián)合作戰(zhàn)提供全域數(shù)據(jù)鏈路支撐。

PWSA星座T1階段架構(gòu)

三、作戰(zhàn)使用方式

1、技術(shù)支撐

1)參數(shù)兼容

沿用傳統(tǒng)Link-16的L波段(960-1215MHz)、51種不同頻率的數(shù)據(jù)交換及CCSK調(diào)制，兼容現(xiàn)有終端以降低改造成本，保留基礎(chǔ)抗干擾能力;

2)衛(wèi)星擴(kuò)展技術(shù)

S-TADIL J衛(wèi)星擴(kuò)展技術(shù)：由美國海軍主導(dǎo)研發(fā)，核心是通過改造艦艇戰(zhàn)術(shù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)Link-16消息的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)——具體為搭建指揮控制處理器(C2P)與按需分配多址(DAMA)設(shè)備的通信鏈路，并搭配KG-84A加密設(shè)備保障數(shù)據(jù)安全。

JREAP-A協(xié)議：作為聯(lián)合范圍擴(kuò)展應(yīng)用協(xié)議(JREAP)的衛(wèi)星通信專用版本，采用令牌傳遞輪詢機(jī)制，既能支持戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈消息通過衛(wèi)星完成傳輸，又可精準(zhǔn)適配衛(wèi)星通信的半雙工特性。

3)安全保障

基于衛(wèi)星與地面控制系統(tǒng)密鑰管理計(jì)劃(SKMP)，通過密鑰全生命周期管理(生成、存儲(chǔ)、分發(fā)、使用、銷毀)及硬件安全模塊、審計(jì)機(jī)制等，確保鏈路保密性、完整性與可用性。

2、核心作戰(zhàn)功能

1)超視距數(shù)據(jù)傳輸與共享

依托天基平臺(tái)突破視距限制，將目標(biāo)探測、跟蹤和識(shí)別等信息傳遞至戰(zhàn)術(shù)單元與戰(zhàn)區(qū)指揮節(jié)點(diǎn)。借助衛(wèi)星星間激光鏈路實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，有效降低時(shí)延，并支持戰(zhàn)場語音與文本信息流轉(zhuǎn)。例如，可將海軍預(yù)警機(jī)獲取的目標(biāo)圖像實(shí)時(shí)傳輸至阿利·伯克級(jí)驅(qū)逐艦，為火力打擊提供精準(zhǔn)情報(bào)支撐。

2)導(dǎo)航與定位支撐

在傳統(tǒng)GPS手段失效或無法覆蓋的作戰(zhàn)場景中，為軍隊(duì)提供可靠的定位導(dǎo)航授時(shí)(PNT)數(shù)據(jù)支撐。

3)分階段覆蓋作戰(zhàn)

Tranche1階段依托126顆衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)區(qū)域覆蓋，支撐戰(zhàn)區(qū)內(nèi)超視距目標(biāo)探測、跟蹤與定位;Tranche2階段擴(kuò)展至全球覆蓋，為全球部署單元提供持續(xù)信息支持，消除遠(yuǎn)洋、極地等區(qū)域的通信盲區(qū)。

4)多平臺(tái)數(shù)據(jù)交互

覆蓋飛機(jī)、艦艇、地面車輛、單兵裝備、導(dǎo)彈防御系統(tǒng)及指揮網(wǎng)絡(luò)，支持跨場景通信和軍種間數(shù)據(jù)傳遞，同時(shí)支撐多軍種、盟友平臺(tái)共享戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)，強(qiáng)化協(xié)同。

單兵戰(zhàn)場態(tài)勢感知與目標(biāo)定位系統(tǒng)

3、在PWSA及JADC2體系內(nèi)的功能發(fā)揮

1)在PWSA反導(dǎo)流程中承擔(dān)關(guān)鍵傳輸職能

天基Link-16是PWSA“傳輸層”的核心功能載體之一，直接參與PWSA反導(dǎo)鏈路構(gòu)建：PWSA“跟蹤層”衛(wèi)星探測到敵方導(dǎo)彈后，先將預(yù)警、跟蹤數(shù)據(jù)傳輸至“傳輸層”衛(wèi)星;“傳輸層”衛(wèi)星間通過激光通信鏈路完成數(shù)據(jù)交互與同步后，再由天基Link-16將整合后的反導(dǎo)數(shù)據(jù)快速傳遞給地面作戰(zhàn)人員與反導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)，為實(shí)時(shí)反導(dǎo)提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐。

2)融入JADC2體系實(shí)現(xiàn)全域數(shù)據(jù)互通

作為JADC2體系的重要通信節(jié)點(diǎn)，天基Link-16能夠?qū)⒃揪窒抻谝暰喾秶鷥?nèi)的戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈擴(kuò)展到全球范圍，實(shí)現(xiàn)空、海、陸及天基平臺(tái)的互聯(lián)。通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)與星間鏈路，Link-16消息能夠在不同作戰(zhàn)域和不同軍種核心平臺(tái)之間保持一致性，使陸軍“泰坦”(TITAN)系統(tǒng)、海軍“宙斯盾”艦、空軍預(yù)警機(jī)及無人作戰(zhàn)平臺(tái)共享統(tǒng)一戰(zhàn)場態(tài)勢。(北京藍(lán)德信息科技有限公司)

參考資料：

1. FFI. Link 16 tactical data link communication via space: ‘A ground - breaking development’(EB/OL). 2024-12-06

2. Turner F. SPACE DEVELOPMENT AGENCY: SATELLITE COMMUNICATIONS[R]. 2022-05-13.

3. Theresa Hitchens.SDA demos first - ever space - to - ground Link 16 connection[EB/OL]. 2023-11-28

4. L3Harris Technologies, Inc.. Battlefield Awareness and Targeting System - Dismounted (BATS-D)[EB/OL].

5. U.S.SDA. Proliferated Warfighter Space Architecture (PWSA). 2024

6. Mikayla Easley. Space Development Agency, Army collaborating on alternative PNT capabilities[EB/OL]. 2023-12-07

7. Northrop Grumman Corporation. Understanding Voice and Data Link Networking: Northrop Grumman’s Guide to Secure Tactical Data Links [Z]. 2014.

8. Albon, Courtney. Space Development Agency aims to test Link 16 over US this year[EB/OL]. 2024-03-08.

9. 孫召,陶孝鋒.低軌衛(wèi)星Link16數(shù)據(jù)鏈關(guān)鍵技術(shù)研究[J].空間電子技術(shù), 2021, 18(3):6.