根据2020年JP3-85《联合电磁频谱作战》的描述，电磁战重编程的目的是维护或增强电磁战装备和目标感知系统(TSS)的有效性。电磁战重编程包括对自卫电子战系统、进攻性电子战系统和情报收集系统的能力进行变更。各军种通过各自的电磁战重编程支持项目对电磁战装备与目标感知系统进行能力重构。

电磁战重编程主要对电子战的3个方面进行变更。1、战术。战术变更包括改变程序、装备设置或电磁战系统任务规划数据。这些变更通常由战术开发人员在军种层面创建，并使用建制的装备和人员在单元层面实现。2、软件。软件变更包括改变电磁战和目标感知系统装备的编程。这种类型的变更需要软件活动的支持，以改变程序化的查找表、威胁库或信号分类规则。3、硬件。当战术或软件变更无法纠正设备缺陷时，需要进行硬件变更和/或长期系统开发。当变更太过复杂导致要对系统进行修正时，就通常需要改变硬件。

电磁战重编程活动指的是，在危机或敌对行动期间重新配置电磁战，以使作战指挥官能及时应对威胁系统的变化，纠正电磁战和目标感知系统的不足，并定制设备以满足特定战场或任务要求。驱动电磁战重编程的要素主要包括:

·威胁改变。各军种的电磁战重编程支持项目主要是为了应对影响电磁战和目标感知系统装备作战效能的威胁变化。威胁变化可以是威胁系统的作战或电磁特征发生的任何变化。

·地理定制。地理定制是指针对特定区域或地区，对电磁战和目标感知系统进行重构。地理定制通常会减少系统内存中的威胁数量，以便减少处理时间和系统显示的不确定性。

·任务定制。任务定制是根据主机平台的任务，对电磁战和目标感知系统装备进行重构。当希望提升主机平台对优先目标的系统响应时，可以进行任务定制。

美军电磁战重编程的常规过程分4个阶段，后3个阶段是各军种独有的，并在各自条令中有更具体的规定。这4个阶段分述如下。

第一阶段，确定威胁，制定和保持对装备作战环境的准确描述，尤其是敌方的系统和战术。由于电磁战和目标感知系统是用来识别和响应具体威胁或目标特征数据，因此必须确定情报需求，以确保对电磁作战环境始终保持准确的描述。保持对环境的准确描述需要将已知的电磁数据与对威胁特征变化的收集、分析和验证进行融合。重编程过程的第一阶段包括3个步骤:收集数据，即收集威胁特征数据(如收集威胁系统的参数信息);识别变化，即对收集到的特征数据进行分析，以便识别电磁作战环境中威胁特征的变化；验证变化，即验证威胁特征的变化。

第二阶段，确定响应，使用经过验证的威胁变化信息来评估其对友方电磁战和目标感知系统装备的影响，并决定是否需要启动重编程变更。如果装备未能针对威胁变化提供适当的威胁告警或对策，则决定改变战术、软件或硬件以纠正这种不足。

第三阶段，创建变更，进行战术、软件或硬件变更，以恢复或提高装备的性能和战斗力。由于软硬件的变更需要时间，因此战术变更(如规避威胁)通常是首要考虑选项。通常会是各种变更(如战术和软件)的组合，以便为装备不足提供长短期的解决方案。

第四阶段，实施变更，通过战术、软件或硬件变更来恢复或增强战斗力。为完成这一任务，部队指挥官需确保将战术变更整合到任务摘要中，并将软件和硬件变更以电子或机械方式安装到主机平台的电磁战和目标感知系统中。

电磁战重编程的实施分为3个优先级:常规变更、应急变更和紧急变更。常规变更以正常更新周期来实施，更新周期往往为1年1次。危机期间的应急变更也在正常执勤时间内完成，但优先于其他活动直至完成，通常要求在72小时内部署到位。紧急变更的时限通常要求在24小时内完成。

然而，实战中，美空军更倾向于采取变通办法或临时解决方案来应对威胁，因为作战飞行程序更新耗时太长，通常难以满足战时紧急任务需求。临时解决方案通常是在杀伤链上进行情报共享和协同，这可能需要数十分钟。然而，杀伤链协同高度依赖通信网络，一旦通信网络受到干扰或欺骗，美军战机有可能遭遇致命损失。这些临时解决方案理想条件下可引导系统以特定的方式工作或紧急响应威胁，然而却容易导致软件不能灵活适应未来的作战飞行程序更新，从长远看，不利于电磁战重编程的长期工作。事实上，采用认知电子战系统的重编程方式未来一旦部署，电磁战重编程任务可在数秒内完成，这将充分满足实战中对时效性的要求。

根据美空军指令(AFI)10-703《电子战综合重编程》的定义，宏观层面的电子战综合重编程过程包括四个步骤:检测威胁变更、确定其影响、重编程、部署电子战变更数据软件。电子战综合重编程周期很长(数周、数月乃至数年)，具体周期取决于所需变更的规模、优先级、现有人员和计算能力以及现有情报任务数据和工具的支持能力。电子战综合重编程的变更可以采取三种方式:1)更新飞机的机载计算机代码，即作战飞行程序;2)更新飞机的机载数据文件，即任务数据文件，其中包括了预期威胁特征或针对该威胁的预期响应措施;3)硬件调整，以支持对威胁的探测和响应。按照美国防部软件开发标准规定，作战飞行程序和任务数据文件变更都可视为软件。任务数据文件是指通过电磁战重编程为特定作战任务打造的威胁数据库。任务数据文件还包含针对能力缺陷的临时解决方案，这些方案需要的作战飞行程序更新时间更长，至少需要到这些方案不再适用威胁环境变化，或者例行的作战飞行程序更新修复了已查明缺陷。而根据电磁战重编程的详细工作流程，电磁战重编程过程还可分为以下8个部分：

1、收集。通过过顶卫星、飞机、无人机对对手战术电子情报、信号情报、图像情报实施情报收集。

2、处理。自动把检测到的辐射源情报数据转换成适于进一步信号分析、已知信号自动识别的格式。

3、分析与测试。通过人机合作筛选未识别、误识别的信号，检测异常信号，并对之进行核实。

4、分发和归档。以他人可访问的格式和地点存储数据。

5、情报数据提取和分析。与库中已知辐射源进行分析比对，根据辐射源特征，对辐射源进行建模，并将之整合进电磁战重编程数据库。

6、软件开发或更新。提取经过深人分析的数据，将电磁频谱环境中的辐射源特征变更整合为软件升级包，并进行建模与仿真测试。

7、开发测试与评估(DT&E)和作战测试与评估(0T&E)。对雷达告警接收机或其他电子战设备软件与所涉及的辐射源之间的相互作用进行建模测试，并测试软件变更。

8、使用。将新的软件变更加载到机载硬件上，观察飞机重编程后执行任务情况，判定重编程任务成败。

美军认为，电磁频谱优势是确保军事优势的前提条件。中俄等竞争对手正试图通过增加其系统的复杂度和适应性，来抵消美电磁频谱优势和电磁频谱战能力。因此，美空中大型作战平台执行探测、识别、规避或反击的难度越来越高。这给美空军电磁战重编程工作带来了挑战。美军电磁战重编程主要依赖国家航空与航天情报中心、第350频谱战联队等关键机构来完成。美空军电磁战重编程工作主要包括汇编作战对手电磁频谱内电磁辐射目标(雷达、电子干扰系统和通信指控系统)的威胁情报，并将这些情报数据配置美军电磁频谱作战装备。美空军电磁战重编程的目标是使美空军飞机或其他装备能够在竞争日趋激烈的电磁频谱环境中自如应对作战对手电磁频谱作战能力。以往，电磁频谱威胁的改变并不是很快。电磁战重编程可以从容地执行任务数据文件(MDF)更新以及长达数月的作战飞行程序更新，而不会对作战产生负面影响。然而，随着对手电子战装备的不断进步，其电磁频谱能力也愈发复杂多样，要想对这些资产进行准确识别、跟踪和响应，电磁战重编程必须以更快的速度更新。当前，美军电磁战重编程存在诸多障碍，使其难以适应快速变化的电子战威胁。

（一）人工步骤过多，限制时效性提升

美军重编程过程中，除了处理阶段涉及的步骤，基本都有人工操作介入，这就限制了其重编程的速度。在威胁已知不变的传统情况下，或对手新的雷达或干扰机在特定区域频繁使用且未采取任何规避检测措施的情况下，美军可通过多年积累的威胁波形特征实施重编程。在这种情况下，从信号收集、过滤、检测、表征、匹配、创建记录到更新，人工干预较少，重编程的时效性较好。然而，这种理想情况在现代高端战争中已经较少出现。

战场上更多地会出现不太频繁或很少出现的对手雷达和干扰机，而且其静默措施和假目标与伪装等会干扰电磁战重编程的后续每一个阶段，这会导致从收集、比较、识别到印证的全流程都需要人工干预，这与信号已知情况下的检测更新和验证过程截然不同。在情报数据提取和分析步骤中，需要人工表征辐射源，从情报数据库中提取适当的数据，对辐射源进行建模，并将新确定的辐射源数据输入另一个数据库。分析人员通过一些基本工具的支持来辅助标记和提取相关数据，并对威胁进行建模，以便己方雷达告警接收机或电磁攻击系统能够识别出威胁。此外，由于不同的雷达告警接收机或电磁攻击系统基于软件的工作方式不同，每个系统电磁战重编程方案也会有所不同，这就导致无法将单个方案应用于多个系统来提高效率。

重编程方案确定后，是进行硬件变更、作战飞行程序变更还是任务数据文件变更，这些均需要人的介入和参与。作战测试与评估是电子战综合重编程的关键部分，对于确保过程安全性和有效性是必要的。在测试规划、测试执行以及批准将测试结果作为电子战综合重编程解决方案并进行部署等环节，都需要大量的人力投人。有时故障会导致需要进行更多的开发与测试，这进一步减缓了电子战综合重编程过程，因为解决方案在作战测试阶段或认证子步骤中首次运行时经常会出现效果不佳的情况。

一旦某项变更被认定为部署，就需许多子步骤对飞机进行变更，首先要通知基层部队的维护人员，并制定一个更新部署的维护计划。与办公电脑或智能手机的自动更新截然不同的是，许多决策和程序不是在后台或以自动方式完成的。必要的安全测试环节涉及多类人员，并需要实施决策，这都将耗费大量时间。

鉴于如此多的人工参与，电磁战重编程不可能简单地通过特定环节的自动化来提高速度。即便尽可能实现当前过程各个环节的自动化，也不能将全过程的时效性缩短到数秒或数分钟。自动化无法解决诸如人力缺乏或计算资源、数据访问受限或无法访问或者重编程过程之外的规章或程序性障碍。

所有软硬件更新过程中都需要对平台进行软件安全加固，安全性、适航性验证、以及端到端回归测试，包括建模仿真、开发测试与评估以及作战测试与评估。由于人力和计算资源的限制，在平台上完成这些测试可能需要数月到近两年的时间。美空军许多武器系统都安装不同开发厂商的不同专用系统及其软件，并且在部署之前各个平台都已经进行了系统集成。对已经集成的系统进行飞行测试可能会暴露集成环境中的稳定性问题和其他缺陷，并需要协调修复和重新测试。任务数据文件更新的测试和认证所需的时间要少得多，但运行过程需要数小时，因此若要通过步骤的自动化来加快实现当前电子战综合重编程的总体进程，其时间周期至少也需要数小时。

（二）人才及测试装备不足，排队拥堵现象突出

执行电磁战重编程的人员需要有电子情报分析人员、电子战军官、威胁分析专家、雷达告警接收机软件开发工程师及平台维护人员。然而，美军现有制度偏向于提升专业人员的新技能拓展，而不重视相关人员的专业技术精湛。这就导致很多从业人员仅仅了解电磁战重编程的皮毛，而难以深入肌理将其做大做强。而电磁战重编程工作需要很强的预测性，专业技能精湛的情报人员的匮乏导致情报预测滞后，这进一步加剧了重编程工作的混乱。

包括计算机在内的可用测试设备数量有限，这导致作战飞行程序和任务数据文件更新处于排队状态。计算机仿真广泛用于开发和测试新的威胁模型。不仅可用硬件有限，缺乏最新的硬件升级也意味着其处理速度相对较慢。鉴于此，作战测试与评估过程中，想模拟电磁频谱中威胁的影响或复杂性异常艰难。

（三）需求不明，沟通不畅

美军电磁战重编程过程中，需求沟通普遍存在短板。第一，电磁战重编程新需求的识别、阐述不统一，优先级排序不科学。通常，在一线执行任务的人员会注意到威胁环境中出现不明辐射源的潜在变化，然而这种需求在上报更高层次的空战司令部审查时可能会降低其优先级。第二，实战需求与重编程需求相互独立，难以有效匹配。第三，目前美军缺乏对电磁频谱作战中重编程的时效性、可用性和质量的总体评估手段。美空军最近启动了“战斗盾牌”项目，该项目侧重于美空军电子战评估，并有很大的潜力扩大其运用范围或开发一个衍生项目，直接用于情报任务数据和电子战综合重编程。第四，机组人员必须在收到通用的推送通知后才能提取更新数据，并帮助重编程人员评估更新是否适用于其战场和作战平台，这使得更新的时效性部分取决于网络访问能力。

（四）数据共享难，可用资源有限

为电磁战重编程提供种类繁多的信号情报类数据是电磁战重编程工作的基础。然而，由于密级限制和“数据烟囱”，大量的数据均难以用于重编程工作。美军认为，密级限制是保护美国国家安全的必要手段。虽然大家都公认数据共享利大于弊，然而，定密规则和排斥对密集资料使用的文化氛围都会对数据流动产生限制。虽然国家航空与航天情报中心是信号情报的总体单位，为重编程提供基础支撑，然而其它军兵种的的数据并不能均汇聚于此，这给分析比对工作造成困扰。此外，可用于收集情报任务数据的情报、监视与侦察平台的数量有限，且缺乏能在冲突期间抵近威胁目标的能力。这些因素导致情报、监视与侦察平台无法收集到足以准确反映对手战时目标战技指标的数据。战斗机、运输机等非情报、监视与侦察平台上的传感器所收集数据基本没有机会汇总提交，而如雷达告警接收机这些在威胁附近作战的传感器侦测的数据实际上非常关键。此外，F-35等五代机产生的数据因保密及数据链不通用等原因基本很难共享。

当前，美空军正与其他军种和情报部门合作采取措施解决电磁战重编程过程中的问题。一方面，美空军在努力实现任务的自动化，另一方面改进升级数据存储，重新设计电磁战重编程数据库，进而实现可用数据域多样化，统一数据格式标准并更好地支持计算机仿真。第36电子战中队等正在利用“缝衣针”（SPECTER）工具组件开展相关工作，以提取关键情报数据并最终开发出可构成软件重编程基础的威胁模型。“下一代电子战环境生成器”项目可支持电子战相关需求的全面测试工作。第36电子战大队在任务数据生成器的帮助下实现了自动化以及更快的任务数据文件更新。美陆军正在努力开发电子战规划与管理工具，以支持联合作战环境中的电磁战斗管理。尽管美空军多措并举提升电磁战重编程能力，然而从长远来看，美空军还需要进行更多根本性的改变，以在电磁频谱作战中持续保持竞争力。

（一）理清制约因素，确定投资优先级

短期内，美空军不需要把所有较慢的流程都视为需要优先扫除的障碍。有些流程尽管的确是重要制约因素且也需要解决方案，但无须在重编程框架内解决，因为其职责不属于电子战的范畴。如基础信号情报缺失问题，它可能需要数月乃至数年方能解决，因某型威胁装备的信号情报的获取普遍具有偶然性。但采用数据驱动、机器辅助的收集方法和策略或者采用更复杂的情报收集技术或方法可能有助于解决该问题，只是收集可靠的基础性情报的速度均存在不可预知性。

此外，需考虑将新航电设备及软件部署到平台所需的时间。因为物理维护程序都有一些必要的安全要求，所以部署过程中会保留一些手动操作。在安装好基本的网络基础设施后，就可以通过网络安装后续的软件。然而，即便安装好基础设施，也必须采取必要的预防措施，仔细调度平台上的软件部署状态以避免不必要的问题。

这些问题虽然和重编程息息相关，然而，却非电磁战重编程职责范畴内的问题，可交由相关部门解决。电磁战重编程须将有限的资金优先投资到改进电磁战重编程能力更核心的业务中去。

（二）逐步推进，提升自动化程度

短期内，美空军继续致力于实现现有电磁战重编程各步骤的自动化。这种改进适用于变化不大且缺乏对抗措施的威胁，有利于提升效率，满足平时备战需求。自动化过程中构建的软件和机器学习模型也有利于对先进威胁的侦察感知。

情报收集过程中，美空军采取了一些自动化措施。飞机着陆后，立即自动利用机器到机器的方式将飞行期间收集的潜在威胁信息传输到本地，并结合本地的处理和存储能力同时构建模型。这套方案仅在飞机和地面上增加硬件即可实现快速数据捕获和分发。快速存储任务过程中采集的数据不仅利于下一步任务的执行，长远来看也是实现认知电子战计划的一部分。

此外，SPECTER工具能将情报数据可视化，并能用其创建模型用以加速软件更新过程。第350频谱战联队还研发了推送分发系统，该系统能够自动将更新准确分发给合适的用户。这些自动化措施提升了处理速度，而未来更高程度的自动化则旨在将部分需要耗费数月时间的流程缩短至数天。

另外，当前的电磁战重编程过程存在一些不适合自动化的环节，而且这些环节无法回避，例如，上传新软件之前的安全维护措施。在软件更新之前移除并重新装入某些设备需要耗费数小时的时间，而节约这些时间的唯一方式就是软件容器化。软件容器化可以避免更新后的软件对原有软件造成影响，并规避可能产生的风险。

（三）重新设计软硬件开发流程，开发未来自主能力

美空军当前的作战飞机都有单独的航电分系统，其任务计算机和作战飞行程序都是专用的。美空军要么仅拥有作战飞行程序组件设计和开发的部分所有权，要么每个分系统都由不同承包商提供专用的软硬件和作战飞行程序。例如，一个电子战组件或一个单独的电子战分系统可能由一个或多个供应商提供。即便是采用集成航电架构的F-3等五代机，不同作战模块仍然由不同的供应商提供，并且每次更新都需要对系统作战飞行程序进行集成。此外，许多平台都有用传统语言编写的软件，且与硬件相关。这样部署新的电子战系统及对其升级都需要花费很长时间进行安全加固、端到端回归测试，并需要对飞机航电设备软硬件进行安全和适航认证。这些措施对于确保飞行安全必不可少，但也将严重影响电磁战重编程的效率。因此，需要立即采取行动来提高电子战相关航电设备的敏捷开发和部署，以便让平台随时准各好支持可扩展的模块化体系架构，从而实现更快的软件更新。

第一，重新设计作战飞行程序软件以实现飞行控制组件与电子战软件组件的解耦，减少其相互依赖性，确定最易受到未来变化影响的要素。采用解耦设计有助于在软件集成、交付和部署等环节采用新范式。这些范式是专门制定的，目的是最大限度地减少端到端回归测试的范围，缩短安全加固时间，实现飞机飞行安全和信息安全认证所需的诸多步骤的自动化。

第二，解耦是生成可重用和可互操作软件的关键，通过在耦合点和外部数据交换点使用开放式接口，使美空军能够以增量方式开发未来能力，以应对不断变化的威胁，并能够在复杂的系统之系统环境中处理和共享信息，在这种环境下，威胁身份信息和系统用频信息必须在所有相关系统间持续及时分发。

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