软件定义为星载频谱监测需求持续赋能

软件定义世界

电磁频谱监测作为电磁频谱对抗的首要任务，监测所在空间范围内的全体辐射源，包括敌（非法）、我、他和自然辐射源，在现代化作战中起到了非常重要的作用。

星载频谱监测需求利用卫星平台的高度优势，突破了频谱监测的国界和地理障碍，可实现大范围、全天候、宽频段、长时间的电磁频谱连续监测，显著提升电磁频谱态势感知效能，能够有效弥补现有地面无线电监测体系能力的不足。

在海湾战争时期，美国投入太空侦察监测类卫星达30多颗，其中电子侦察卫星通过截获电子、通信信号获取情报，提供伊拉克雷达设施和干扰设施的位置情报。海洋监测卫星专门接收舰船雷达和无线电通信信号，为美军实施海上封锁提供海湾、红海舰艇及潜艇的活动情况。使美军对伊军形成了非对称、单方面的战略优势，让伊军战无可战、藏无可藏，只用了43天，美军就取得了这场现代高科技局部战争的胜利。

在未来战争作战理念中，JADC2全域战、马赛克战的关键之处在于C4ISR系统的通畅使用，频谱域的对抗就是干扰甚至阻断敌方沟通协调，瘫痪其指挥通信链路，同时保证我军指挥沟通顺畅，赢得战争的主动权。

软件定义为星载频谱监测平台解决灵活性、适应性问题

随着电磁对抗环境越来越复杂，庞大独立的多任务电磁频谱平台带来设备种类繁多、操作复杂，互操作性差，无法体系化使用的问题，已经不能完全满足外部快速、复杂的对抗需求，亟需一种技术能够根据不同的监测场景，快速动态重构适应性的监测算法，完成针对不同信号的综合侦察任务。

软件定义的开放式体系架构能够为上述问题提出解决方案。该架构基于一个通用化的硬件平台和灵活化的软件平台，能够根据不同的监测场景，动态重构适应性的监测处理算法，完成不同信号综合侦察任务，为作战体系提供灵活性和适应性方面的赋能。

基于软件定义的开放式架构具有硬件可重组、软件可重构、需求可定义3个特点。

软件定义的开放式体系架构应用于装备主要由3层组成，底层是硬件资源平台层、中间为软件平台层、最上面是业务应用层。

硬件平台不再局限于板卡的物理形态，将同构、异构的处理、计算、射频、AI等资源虚拟化，构成一个虚拟的逻辑平台，为业务应用提供多方面的硬件平台能力支撑。

软件平台层承上启下，通过环境抽象层抽象统一的接口及传输机制，将应用软件、核心框架与硬件之间解耦，基于通用化的硬件平台可以运行不同的频谱侦察波形算法。

业务应用平台，基于组件化、微服务的思想设计相关应用，通过软件平台层的统一封装和调度，实现了和硬件平台的解耦。在不同的侦察场景需求下，能够在线重构不同的频谱侦察波形，大大提高了频谱监测系统的适应性和灵活性。

软件定义为星载频谱监测平台解决“一星多能”问题

随着军事需求的发展，星载频谱监测平台卫星除了频谱监测的功能外，亟需同时具备光学成像功能、合成孔径成像（SAR）功能、星地星间通信功能。能够可根据不同的应用场景，动态切换适应性的算法或工作模式，完成不同的侦察任务。 基于软件定义开放式体系架构的硬件平台可重组、软件组件可重构的特点，也能够满足上述“一星多能”的需求。 2021年6月，俄罗斯发射的“芍药NKS-1”电子侦察卫星，除了被动搜集无线电信号载荷，还增加了主动工作的合成孔径雷达，在卫星运行过程中通过无线电监测载荷搜集舰船发出的雷达、通信等无线电信号，大致确定海上舰船的位置，再通过合成孔径雷达成像进一步核实目标。

２０２０年６月，美国超级巨人公司为美国空军拟研制变色龙星座首颗原型卫星。该星座计划由24～36颗卫屋组成，运行于低地球轨道，可基于星座运行与任务数据，优化、改进星载机器學习与人工智能协议、指令等，进一步提升其任务执行能力；实时支持星上软件更新升级、提高卫星性能；最后还可根据地面需要，快速完成软件功能重新配置，变更传感器阵列的功能与通信协议，从而完成卫星任务属性切换，如：频谱监测侦察、通信等。

总结及展望

2022年12月，美国知名智库哈德逊研究所发布《软件定义战术：在竞争时代塑造军事软件采办以达成适应性与优势》报告。报告认为未来战场制胜的关键是灵活性和适应性，而软件定义战术是灵活性、适应性的关键。

在未来高度不确定性的威胁环境下，软件定义的开放性、灵活性、适应性技术不仅会在频谱监测场景，也一定会在通信、雷达、频谱对抗等领域发挥重要作用，大大提高在战斗中的优势。

审核编辑 ：李倩