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“星链”军事应用及对策研究

编者荐语

当“星链”卫星在俄乌冲突中成为乌军通信命脉,这一技术如何颠覆未来战争?本文深度剖析SpaceX“星链”系统的军事潜力:从全球覆盖、超低时延通信,到无人机协同作战、导弹预警侦察,甚至美国对太空资源的垄断野心。面对这一“降维打击”,中国如何破局?文章提出四大对策,重点强调中国如何在星链围堵中突围,守护未来战场主动权!

引用本文:张广娜 , 骆华东 , 乔会东 , 等 .“星链”军事应用及对策研究[J]. 通信技术 ,2025,58(2):164-168.

文章摘要:新兴低轨卫星通信系统以美国太空技术探索公司(SpaceX)的“星链”最具代表性且发展最为迅猛。“星链”系统在俄乌冲突中高调启用,作为乌方战时通信链路连通的重要方式,甚至对战争走势产生重大影响,进一步验证了该系统强大的军事应用潜力。因此,有必要深入研究以“星链”为代表的低轨卫星星座的技术发展及相应对策。在介绍“星链”基本情况和优势的基础上,分析了该系统潜在的军事应用前景,针对其对美国未来作战的影响,从自主研发建设大规模低轨卫星通信系统,加快更低成本反低轨卫星技术研究,开展无人作战场景下的反制,以及加快网络攻击对抗4个方面提出对抗策略。

论文结构:

0 引 言

1 “星链”低轨星座

1.1 “星链”系统分析

1.2 “星链”系统优势及军事应用

2 “星链”低轨星座对抗策略

2.1 自主研发建设大规模低轨卫星通信系统,加快推进国家卫星互联网建设

2.2 加快发展更低成本的反低轨卫星技术

2.3 针对“星链”助力无人作战,开展反制措施研究

2.4 寻找技术弱点,加快网络攻击反制方法研究

3 结 语

0 引 言

近年来,因低轨卫星通信网络具有覆盖范围广、 带宽大、成本低廉等优势,西方主要大国均紧锣密鼓推进低轨卫星互联网通信系统建设,稳步建成低轨卫星(Low Earth Orbit,LEO)和中轨(MediumEarth Orbit,MEO)卫星通信系统,以期构造一个覆盖全球的天地一体化通信网络,凭借先发优势尽早争夺太空资源。典型的低轨卫星星座包括一网卫星系统(OneWeb)、二代铱星系统(Iridium-Next)、电讯星系统(Telesat)及“星链”系统(Starlink),其中“星链”作为商用低轨通信卫星的代表发展最为迅猛。美导弹防御局、国防部及各军兵种高度重视“星链”系统的军事应用价值,曾在“北部边缘” “全球闪电”等演习中试验测试了“星链”卫星相关功能,同时美军为克服无人机通信瓶颈,缩短完整杀伤链时间,利用“星链”系统指挥并测试无人机。为进一步增强美军通信以及侦察监视能力,SpaceX公司于2022年12月在“星链”基础上进一步启动“星盾”(StarSheild)计划,二者的有力结合将给世界其他国家造成不可估量的潜在安全威胁。同时,“星链”在俄乌冲突中为乌方建立稳定的战时通信链路发挥了举足轻重的作用,引起国际社会的广泛关注。

1 “星链”低轨星座

1.1 “星链”系统分析

“星链”计划是SpaceX公司于2015年1月 提出的低轨卫星互联网项目,通过在近地轨道部署巨型小卫星星座,为全球用户提供全覆盖、大宽带、低时延的国际互联网服务。SpaceX公司计划发射和运营11 927颗低轨宽带星座卫星,其中包括4 409颗Ku和Ka波段卫星及7518颗V波段卫星,整个“星链”计划分为3步

前两步的卫星总数量为4 425颗,这些卫星工作在 Ka波段和Ku波段。第1步,在轨道高度为550km、轨道倾角为53 °的32条轨道上部署1 584颗卫星,每条轨道50颗卫星,以实现初步覆盖。第2步,将2 825颗卫星分别部署在4种不同轨道上:在轨道高度为1 110km、轨道倾角为53.8°的32条轨道上部署1 600颗卫星,每条轨5颗卫星;在轨道高度为1 130km、轨道倾角为74°的8条轨道上部署400颗卫星,每条轨道50颗;在轨道高度1 275km、轨道倾角为81°的5条轨道上部署375颗卫星,每条轨道75颗;在轨道高度1 325km、轨道倾角为70°的6条轨道上部署450颗卫星,每条轨道75颗,最终实现全球组网。第3步,在轨道高度340km 附近的轨道上部署7 518颗卫星,进一步增强全球组网性能

“星链”系统主要由地面用户终端、地面信关 站和卫星网3大板块组成。地面用户终端是“星链”系统的服务终端,用来接收卫星信号,其终端平台可以支持车载、机载、船载多种形式。地面信关站包括关口站和测控站,关口站用来连接地面互联网和卫星,测控站是通过向卫星发送调控指令,调整卫星在轨运行姿态。卫星网是“星链”卫星的通信基础,依靠卫星实现“星链”系统的数据传输,这也使得“星链”相比于其他通信系统更有优势且更独特。

1.2 “星链”系统优势及军事应用

1.2.1 “星链”系统的技术优势

“星链”系统的技术优势可以总结为以下3点。

(1)发射成本低廉、发射速度快。主要是因 为“星链”系统利用了“一箭多星”技术和可回收火箭及飞船技术

(2)与光纤通信相比,“星链”卫星可实现 全覆盖,且通信速率高、延迟低,商业价值极大。这主要依赖于“星链”采用的激光星间通信技术,其可在当地没有建立地面关口站的情况下,实现互联网的全球覆盖。同时,激光星间通信使得信号传输时间仅为25ms,通过链路预算,1.0m终端的最高下行数据传输速率约为790Mbit/s,最高上行数据传输速率约为378.8Mbit/s 。

(3)具有多重覆盖、用户可见多星、弹性抗 毁的优势。星链卫星数量多、高动态运动、全球可达,天然具备弹性抗毁能力。

“星链”系统凭借上述优势,在航海、民航等领域获得重点关注。

1.2.2 “星链”系统军事应用价值

“星链”系统军事应用价值主要体现在以下 5点。

(1)目前地球同步轨道资源接近饱和,中低 轨轨位和频率资源争夺日趋激烈,尤其“星链”卫星发射完成后,可容纳5万颗卫星的低轨资源仅剩20%。“星链”系统便可辅助美国跑马圈地,垄断太空资源,并在战场上拥有通信信道优势,实时迅速分发和传递战场信息,增强美军军事通信能力。

(2)“星链”卫星的精度低于1m,数据传输 速率高于100Mbit/s,是GPS信号强度的10倍以上,且抗干扰能力更强,将“星链”卫星上的GPS接收器同现有GPS卫星信号相结合,在未来可作为美国“可靠导航定位与授时”的首选。

(4)“星链”系统全面建成后,可为美军构 建起覆盖全球、涉及各军兵种作战平台的大带宽、高速率全球指挥通信网,抗干扰能力和定位精度的提升将进一步增强毁伤能力,实现远程精确打击。同时,“星链”卫星数量多、单星成本低的优势,使得美国太空系统弹性得以增强。

(5)“星链”系统能够较好地适应远距离无 人机作战情景,解决通信链路路径损耗大的问题,且有利于无人机联合作战模式应用,为无人装备提供全球全域指控能力。

2 “星链”低轨星座对抗策略

从当前我国卫星系统的发展和能力来看,在相 当长的一段时间内,单纯依靠卫星对抗卫星将使我国在低轨星座对抗方面处于绝对劣势地位。因此,应客观认识当前劣势,在全面推动国家卫星互联网系统建设和发展的同时,同步展开更低成本的反低轨卫星技术和针对无人作战特点的反制及网络攻击反制方法的相关研究。

2.1 自主研发建设大规模低轨卫星通信系统,加快 推进国家卫星互联网建设

“星链”低轨星座已因在俄乌冲突中表现出其 独有的优势而大放异彩,对未来作战格局及他国安全都将产生深远影响。未来战争必将是以信息链为主导的陆、海、空、天、网络、电磁多维一体化的全域战,太空资源有限,谁占据更多的太空资源,谁便更有支配战争走向的发言权。因此,为保障国家安全及社会发展,需要加快推进大规模低轨卫星星座建设。同时,可通过基于容器云计算技术构建大规模卫星星座仿真平台,实现一种面向大规模、高逼真、耗时短、稳定可靠的卫星星座网络仿真方法,为未来低轨卫星通信网络对抗任务提供功能性能的仿真验证服务。

当前,国家的高度重视促使民用卫星通信取 得了重大进展,应狠抓机遇,通过加强军民融合,利用民用系统弥补中国军队卫星通信能力的不足,军民协作促进国家卫星互联网建设,提升体系对抗能力。

2.2 加快发展更低成本的反低轨卫星技术

以“星链”为代表的国外主要大国巨型低轨卫 星星座发展迅猛,给我国国防安全和社会稳定带来了不利影响,因此亟需发展更低成本、反应速度更快的反卫星技术,进一步充实壮大中国太空力量。

(1)利用导弹对卫星信号实施电磁干扰及进 行动能打击是当今最主要的反卫星手段,共轨式反卫星系统和定向能武器是目前各国积极研究的两种反卫星手段。根据资料和军事专家反馈,俄罗斯长期以来致力于发展定向能反卫星武器,且有可能已完成粒子束武器的原型样机设计

(2)激光武器作为太空战争的理想武器,也 是一种定向能武器。弹仓深、响应速度快的高能激光武器可减弱或破坏“星链”卫星的某种功能,在一定时间内毁坏较多卫星。目前已研发了几种“可以瘫痪卫星传感器”的陆基激光武器系统,并且于2018年将其中一种激光武器交付俄空军使用

(3)快速响应的反通信地面终端系统作为对 抗“星链”的一种自适应干扰系统,能够利用先进的特征学习算法和新威胁学习算法对所侦收信号进行分类,快速生成干扰信号的特征信息,以此作为优化干扰波形和战场评估的依据,对卫星实施有效干扰

2.3 针对“星链”助力无人作战,开展反制措施 研究

无人机远距离链路通信将使接收端信噪比降 低、系统误码率提高、数据丢包概率增加,借助“星链”卫星的优势可以在尽可能确保无人机作战半径的同时,提高系统的功率、频率效率和系统容量,降低衰减和时延。同时,“星链”使得无人机现有通信链路还能实现多机协同、战场态势实时回传与智能决策,以其低成本、高密度、高弹性的优势尽可能降低卫星通信网络被敌瘫痪的概率,最大限度提高战场生存能力。

针对“星链”助力下的无人作战,主要从敌、 我两个方面采取措施。

(1)敌方:一是通过雷达光电对抗,对“星链” 感知传感器实施雷达和光电干扰,在一定程度和范围内降低或破坏探测感知能力,使其致幻或致盲;二是为有效中断中继通信,可在直接连接的“星链”卫星连线上部署干扰卫星;三是干扰星地链路来破坏作战通信能力和互联互通能力,破坏星间协同探测能力和协同智能能力,以及系统可靠性、有效性和可信性;四是采用网电对抗对“星链”实施假态势、假数据、假战场、假目标等攻击,占用消耗其计算能力和内存,迟滞或误导其认知能力

(2)我方:建设一套灵活、兼容的标准化无 人机机载系统和地面指挥控制系统,使蜂群或协同无人机编队中单个或多个单机执行不同的飞行任务,实现蜂群或编队间更加高效地执行指令,以此提高无人机感知能力和作战效能,进一步增强无人作战系统的作战灵活性和抗毁性。

2.4 寻找技术弱点,加快网络攻击反制方法研究

网络攻击手段因其攻击成本低、攻击隐蔽性强、 攻击威慑性高等优势,或成为反制“星链”的重要方式。从“星链”终端、地面站和供应链3个方面,给出4种可行的网络攻击方案。

(1)针对终端设备:入侵终端设备,破解签 名认证以冒充合法用户,向卫星发送大量虚假路由信息或无效信息来消耗卫星传输带宽,使系统开销和时延增大,破坏有用信息传输,实现分布式拒绝服务攻击效果。

(2)针对终端设备:还可利用“星链”节点暴 露、信道开放的特点,生成功率较大的虚假卫星信号,由发射天线辐射至终端,以掩盖真实有用卫星信号,这样终端被干扰,无法正常接收有用信号,从而导致网络断联或失效。

(3)针对地面站:入侵地面站点,将木马病 毒在地面站内部近场作业时植入,或扫描其互联网接入端口漏洞后,投送网络攻击数据。通过这两种方式,篡改有用数据并破坏卫星运行控制指令,热毁坏重要组件,或使卫星偏离其预定运行轨道而相撞。

(4)针对供应链:为提高“星链”生产效率, 降低研发成本,SpaceX公司负责天线、霍尔推进器和激光通信设备等核心部件的自主研发和生产,其他地面非核心部件则由各级供应商提供后进行组装,若此过程各企业网络安全监管不力,可能会被植入后门或漏洞,作为后续的网攻入口。

3 结 语

“星链”系统具有发射成本低、低时延、广覆 盖、速率低及弹性抗毁性强等优势,其军事应用潜力巨大,尤其在俄乌军事冲突中起到极其关键的作用,必将对美国未来联合全域作战及作战体系产生深远影响,使美国未来战场以空间立体化、高维度化的特点获得压倒性优势。当前,我国应把握时机,在关注“星链”技术发展的同时,迅速研究对策,全面推动国家卫星互联网建设,加快发展更低成本的反低轨卫星技术,针对“星链”助力下的无人作战开展反制方法研究,同时,寻找“星链”技术弱点,加快研究网络攻击反制方法。这对于构建“透明”战场、打赢未来战争、确保国家安全和社会稳定具有深远意义。

作者简介

张广娜(1991—),女,博士,助理 研究员,主要研究方向为卫星通信系统仿真;

骆华东(1987—),男,硕士,助理 研究员,主要研究方向为卫星通信系统仿真;

乔会东(1982—),男,硕士,副研究员,主要 研究方向为卫星通信系统仿真;

周继航(1994—),男,硕士,助理研究员,主要 研究方向为卫星导航;

张 鹭(1991—),男,博士,助理研究员,主要 研究方向为卫星导航;

马向东(1987—),男,学士,助理研究员,主要 研究方向为卫星导航。返回搜狐,查看更多

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