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无人系统综合路线图2013—2038财年3

执行概要3

1 引言5

1.1 国防部愿景构想5

1.2 范围5

1.3 现今环境6

1.3.1 无人机系统8

1.3.2 无人地面系统10

1.3.3 无人海上系统11

1.4 未来环境12

1.4.1 目标12

1.4.2 趋势和特点13

1.4.3 作战想定14

2 战略规划与政策17

2.1 战略指南17

2.2 国会规划17

2.3 采购计划17

2.4 部门政策18

2.4.1 自主性18

2.4.2 数据保护—近期、中期和长期19

2.4.3 数据利用19

2.4.4 选择性创新20

2.4.5 人机协同（MUM-T）21

3 作战指挥官的任务和功能需求22

3.1 为什么没有载人？22

3.2 需求程序22

3.3 联合功能区域（联合功能区）24

3.3.1 战场感知联合能力区域-JS/J-28战场感知功能能力委员会25

3.3.2 施力联合能力区域-JS/J-8武装力量功能能力委员会25

3.3.3 防御联合能力区域-JS/J-8防御功能能力委员会26

3.3.4 后勤联合能力区域-JS/J-4后勤功能能力委员会26

3.4 对未来的展望26

4 无人操作系统技术27

4.1 介绍27

4.1.1 互操作性和模块性29

4.1.2 通讯系统、频谱和复原力29

4.1.3 安全：研究和情报／技术保护（RITP）29

4.1.4 持久的复原力29

4.1.5 自主性和认知行为29

4.1.6 武器30

4.1.7 空投传感器30

4.1.8 天气感知30

4.1.9 高性能计算（HPC）30

4.2 互操作性和模块化31

4.2.1 背景31

4.2.2 互操作性使用功能描述31

4.2.3 模块化功能描述32

4.2.4 国防部倡议增加互操作性和模块性33

4.2.5 互操作性和模块化设计的关键技术36

4.2.6 总结37

4.3 通信系统、频谱和韧性38

4.3.1 介绍38

4.3.2 关于现有无人系统通信基础设施的问题39

4.3.3 通信网关和继电器网站40

4.3.4 企业数据中心和分发站点41

4.3.5 卫星通信42

4.3.6 网络基础设施和系统43

4.3.7 天线43

4.3.8 发射／接收系统44

4.3.9 无人海上通信45

4.3.10 频谱注意事项45

4.3.11 波形46

4.3.12 多变量控制系统48

4.3.13 电磁环境效应48

4.3.14 光学通信48

4.3.15 高级导航的发展49

4.3.16 改进的全球定位系统操作49

4.3.17 费效比方面需考虑因素50

4.3.18 未来发展趋势50

4.3.19 移动技术50

4.3.20 小结50

4.4 安全：研究和情报／技术保护（RITP）52

4.4.1 静态数据（DAR）加密53

4.4.2 成本效率53

4.4.3 近期目标53

4.4.4 中长期目标54

4.4.5 联合安全保密指南54

4.4.6 云计算和多层安全54

4.5 持久的恢复力55

4.5.1 尺寸、重量、功率和冷却性（SWaP-C）55

4.5.2 可靠性、有效性和可维护性（RAM）56

4.5.3 生存能力57

4.5.4 结构和材料老化58

4.5.5 推进器59

4.5.6 总结59

4.6 自动化和认知行为60

4.6.1 今天的状态（2013 2017）61

4.6.2 中期未来状态（2017至2022年）65

4.6.3 远期未来状态（2022年以后）66

4.6.4 关键推动力和需要解决的问题66

4.7 武器67

4.7.1 互操作性68

4.7.2 无人系统的专用武器69

4.7.3 先进的武器技术领域69

5 行动环境72

5.1 引言72

5.2 问题论述72

5.3 自然环境73

5.4 政策和法规环境73

5.4.1 测试和认证74

5.4.2 感知规避能力75

5.4.3 无人机系统执行委员会75

5.5 技术应用76

5.5.1 无人机系统76

5.5.2 无人地面系统78

5.5.3 无人海上系统79

5.6 未来道路80

5.7 案例研究——航空：适航性和陆基感知规避技术80

5.8 总结81

6 后勤和保障83

6.1 现有保障环境83

6.2 问题论述83

6.3 后勤和保障的挑战83

6.3.1 维持非记录项目84

6.3.2 有限的可靠性、可用性和可维护性数据84

6.3.3 核心后勤能力需求滞后84

6.3.4 从承包商终身后勤保障向建制保障能力过渡85

6.3.5 寿命周期的维护规划不够完善或缺乏85

6.4 前景86

6.5 建制基地维修计划87

6.6 持续保障的衡量标准和基于性能的后勤87

6.7 联合后勤集成88

6.7.1 无人机系统88

6.7.2 无人海上系统89

6.7.3 无人地面系统90

7 训练91

7.1 训练的必要性91

7.2 问题陈述91

7.3 训练的挑战91

7.4 当前的训练环境92

7.4.1 无人机系统92

7.4.2 无人地面系统96

7.4.3 海上无人系统97

7.4.4 采办流程97

7.4.5 法规环境98

7.4.6 技术98

7.4.7 人员98

7.4.8 资产的可获性98

7.4.9 政策和文件98

7.5 未来展望99

8 国际合作101

8.1 简介101

8.2 国际合作的方法101

8.2.1 协议备忘录或谅解备忘录101

8.2.2 对外军售101

8.2.3 直接商业销售102

8.2.4 北约102

8.3 国际合作机构、管辖、批准和信息披露102

8.3.1 机构与管辖102

8.3.2 批准和信息披露103

8.4 无人机系统独特的注意事项104

8.4.1 导弹技术管制协定104

8.4.2 武装无人机104

8.5 改革措施104

8.5.1 安全合作改革104

8.5.2 国防可出口特征105

8.5.3 出口管制改革倡议105

8.5.4 技术安全和对外信息披露105

9 小结107

附录A：主要参考文献108

附录B：主要协同作战能力标准109

附录C：国防部增加互操作性和模块性的计划111

附录D：无人系统测试与评估能力现状121

附录E：载人和无人系统合作及一体化能力123

附录F：案例分析MQ-9“死神”126

附录G：联络点列表（略）129

附录H：缩略语130

美国空军无人机系统发展路线图（2013年—2038年）139

执行概要139

1 简介142

1.1 目的和范围143

1.2 愿景143

1.3 设想143

1.4 系统描述和术语144

1.4.1 小型无人机系统144

1.4.2 无人机系统—远程遥控飞机144

2 当前的作战行动146

2.1 无人机系统部队结构146

2.2 无人机系统的作战148

2.3 远程分工操作（RSO）150

2.4 无人机系统数据全球一体化基础设施151

2.4.1 开发要求153

2.4.2 信息同步153

2.5 小型无人机系统作战154

2.6 空域集成156

3 整体战略设想158

3.1 未来作战环境159

3.2 未来的任务159

3.3 未来无人机系统的属性159

3.3.1 信息同步159

3.3.2 开发要求160

3.3.3 生存能力160

3.3.4 通信、指挥与控制161

3.3.5 互操作性163

3.3.6 传感器164

3.3.7 多任务／模块化164

3.3.8 作战侦察165

3.3.9 复杂气象165

3.3.10 所有环境165

3.3.11 武器165

3.3.12 高空长航时165

3.3.13 高效发动机／替代能源166

3.3.14 驾驶模式可选飞机167

3.3.15 自主性167

3.3.16 空域的集成169

3.4 谱系系统169

3.4.1 第1—3组无人机系统的谱系系统——小型无人机系统170

3.4.2 第4—5组无人机系统的谱系系统——无人机系统173

3.5 核心职能主计划任务整合176

3.5.1 灵活战斗支援178

3.5.2 空中优势178

3.5.3 指挥与控制180

3.5.4 全球一体化情报、监视与侦察180

3.5.5 全球精确打击181

3.5.6 核威慑行动182

3.5.7 人员救援182

3.5.8 快速全球机动184

3.5.9 空中优势185

3.5.10 构建合作伙伴关系185

3.5.11 网络空间优势185

3.5.12 特种作战186

3.6 条令、组织、训练、物资、领导、教育、人员和设施注意事项187

4 实班思路190

4.1 灵活、安全、高效和稳健的通信190

4.1.1 空间层通信190

4.1.2 带宽效率194

4.1.3 确保通信能力196

4.1.4 空中层网络197

4.2 互操作性199

4.2.1 控制级别200

4.2.2 标准数据链路和接口200

4.2.3 共享任务信息201

4.2.4 指挥与控制体系203

4.3 自主性204

4.3.1 多机控制技术改进204

4.4 空域一体化206

4.4.1 适航性207

4.4.2 驾驶员／操作员资格207

4.4.3 法规遵从207

4.4.4 中期的国家空域飞行许可208

4.4.5 长期的国家空域飞行许可209

4.4.6 传感器和有效载荷210

4.4.7 “戈岗注视”功能的改进210

4.4.8 步兵探测雷达210

4.4.9 机载超光谱标记与探测系统211

4.4.10 高清数字录像体系211

4.4.11 互联网协议基础设施／通用有效载荷211

4.5 训练和改进后的人机接口211

4.5.1 高保真度模拟212

4.5.2 动态机动212

4.5.3 动态嵌入式任务环境212

4.6 小型无人机系统能力发展213

4.6.1 小型无人机系统技术213

4.6.2 小型无人可再生能源长航时飞行器214

4.6.3 高级小型无人机混合动力系统214

4.7 有效的发动机功率／备用功率215

4.7.1 高能效涡轮发动机215

4.7.2 高效的小规模推进215

4.7.3 代用燃料215

4.7.4 X-51A超燃冲压发动机215

4.7.5 技术合作伙伴215

5 流程协同及其影响216

5.1 国防部协作主要流程216

5.2 联合能力集成与开发系统的流程以及基于能力的评估216

5.3 需求开发和联合能力集成与开发系统（JCIDS）的集成216

5.4 空军需求监督委员会217

5.5 快速反应能力流程217

5.6 核心职能主计划217

5.7 核心职能主体计划指导下的任务整合218

5.8 无人机系统的采购建议218

5.9 交流和公共事务219

附录A220

附录B221

附录C227

“陆军之眼”美国陆军无人机系统路线图2010—2025231

1 美国陆军无人机路线图概述231

2 引言234

2.1 目的234

2.2 范围234

2.3 历史背景236

2.4 构想238

2.5 假定239

2.6 无人机系统的定义239

2.6.1 无人飞行器240

2.6.2 任务包240

2.6.3 人的因素240

2.6.4 控制单元240

2.6.5 显示242

2.6.6 通信结构242

2.6.7 寿命周期的后勤补给242

2.6.8 无人机系统的整合242

2.6.9 任务分配、处理、开发和分发242

2.7 无人机系统组243

2.7.1 组的能力及局限243

2.8 目的和明确目标244

3 无人机系统作战环境247

3.1 无人机系统作战环境247

3.1.1 有人／无人协同247

3.1.2 陆军无人机系统指挥及控制248

3.2 无人机系统与联合部队间的互通性248

3.2.1 陆军无人机系统所适用的联合能力领域248

3.3 无人机系统与其他政府机构的互通性249

3.4 无人机系统与联合部队的互通性249

4 威胁环境250

5 陆军无人机作战运用252

5.1 无人机系统对战斗功能的支援252

5.2 无人机系统层次252

5.2.1 营以下级别253

5.2.2 旅级254

5.2.3 师以上级别254

5.3 作战图示254

5.3.1 进攻行动作战图示255

5.3.2 防御行动作战图示257

5.3.3 民事支援行动作战图示259

5.3.4 情报行动作战图示260

5.3.5 特种部队作战图示261

6 近期发展阶段（2010—2015）263

6.1 无人机系统近期发展阶段能力263

6.2 陆军无人机系统发展需要关注的问题264

6.2.1 作战理论264

6.2.2 编制265

6.2.3 训练266

6.2.4 装备269

6.2.5 领导力271

6.2.6 人员271

6.2.7 设施271

6.2.8 政策272

6.3 无人机系统近期发展阶段的实施计划272

6.3.1 无人机系统寿命周期管理272

6.3.2 陆军当前使用的无人机系统273

7 中期发展阶段（2016—2025）278

7.1 无人机系统中期发展阶段所具备的能力279

7.2 中期发展阶段无人机系统发展需要考虑的问题279

7.2.1 作战理论279

7.2.2 编制280

7.2.3 训练280

7.2.4 装备281

7.2.5 领导力282

7.2.6 人员283

7.2.7 设施283

7.2.8 政策283

7.3 无人机系统中期发展阶段的实施计划283

8 远期发展阶段（2026—2035）286

8.1 远期发展阶段无人机系统具备能力286

8.2 远期发展阶段陆军无人机系统发展所需考虑事宜287

8.2.1 作战理论287

8.2.2 编制288

8.2.3 训练289

8.2.4 装备289

8.2.5 领导力290

8.2.6 人员290

8.2.7 设施290

8.2.8 政策290

8.3 无人机系统远期发展阶段的实施计划291

机器人系统联合项目办公室无人地面系统路线图·中期增编2012年7月295

1 引言295

2 重大事件296

3 机器人系统联合项目办公室的优先事项和策略制定299

3.1 同步机构策略299

3.2 采购策略的制定和优先事项299

3.3 技术管理的策略制定302

3.3.1 需求和能力分析302

3.3.2 技术调整303

3.3.3 互操作性304

3.4 测试与评估的策略制定305

3.5 后勤与保障领域的策略制定306

3.6 流程管理的策略制定308

4 结论309

附录A 机器人系统联合项目办公室系统／项目概览310

机器人在国防领域的应用路线图327

1 无人系统的战略重要性及影响327

1.1 未来前景327

1.2 无人系统的作用328

1.3 无人系统类型329

1.3.1 无人空中系统329

1.3.2 无人陆地系统329

1.3.3 无人海上系统329

1.4 示例330

1.4.1 核污染威胁330

1.4.2 近海管道威胁331

1.4.3 国土关键基础设施保护和检查332

2 关键能力333

2.1 战场空间感知333

2.2 军力运用333

2.3 部队防护334

2.4 后勤334

2.5 国土安保和检查334

2.6 设想的联合能力区域无人系统目标335

3 技术挑战337

3.1 互操作性337

3.1.1 需增加互操作性337

3.1.2 开放式结构338

3.2 自主性338

3.2.1 增加自主性的需求339

3.2.2 自主技术面临的挑战339

3.3 通信341

3.3.1 改进通信的需求342

3.3.2 通信技术面临的挑战342

3.4 推进和动力343

3.4.1 更好的推进和动力技术需求343

3.4.2 推进343

3.4.3 动力343

3.4.4 电池344

3.5 有人—无人系统编组（MUM）344

3.5.1 无人空中系统345

3.5.2 无人陆地系统345

3.5.3 无人海上系统345

3.5.4 有人—无人系统编组技术面临的挑战346

4 供稿人347