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【时间战】美军时间战的逻辑分析

时间:2022-4-11 来源:陈刘成、郭飞、鱼蒙

1、时间对作战极为重要

随着社会和战争的发展,时间的军事价值与日俱增。任何形式和规模的作战,都必须充分考量各种环境条件,在作战时间运用上做足文章,积极把握与创造有利的作战态势,谋求最终的作战胜利。时间关系国家主权,时间关系国家安全,对时间空间的精确控制(包括网络空间)是国家科技水平、国防实力和军队战斗力的直接体现。

把握时机与掌握时间密不可分,打“时间差”是古今许多战术的共通立意。古代受限于计时技术,军事行动时间的约定较为粗疏,但是任何军队对时间都极为重视,错过时间、延误战机的惩罚都非常重。到了近代,战争中时间的价值日益凸显,近代战争要求严格的时序性,突出顺序作战,程式化作战。进入现代,战争时间的意义和价值空前突出。借助信息优势和精确打击技术,交战各方可在同一时刻运用不同作战力量,不间断地实施全方位、全纵深联合作战,使得战争时间高度浓缩,稍失战机,就可能遭受惨败。

在信息时代,人直接对时间要求已被普遍满足,反而是人类发明的各类技术和设备对时间的精度要求越来越高。信息化时代战场上各类信息系统、武器装备的精确控制,作战行动的密切配合与协调,都需要精确和统一的时间来控制与维系。时间统一不仅涉及到单个装备、单个武器平台和系统正常运转的具体问题,而且影响着战场信息系统、武器系统的建立和运行,关系到整个作战体系完整配套,作战行动协调一致,是一个关乎全局的大问题。

信息化条件下的高技术战争,特别强调诸军兵种联合作战。统一时间是实施联合作战的重要基础,没有统一时间,就不可能实现真正意义上的联合作战。高精度时频技术已经成为当代世界武器装备系统的核心技术之一。美国在其联合发布的《精密时间与时间间隔科学技术的评估》报告中指出:“位置和时间在防御与战斗中起着关键性作用。高准确的时钟和频率源对于国防部具有生死攸关的意义。因为这些器件的准确度和稳定度是指挥、控制、通信和情报、导航、技侦、电子战、制导和敌我识别系统性能关键的决定性因素。”

2、时间战的威力巨大

近代新式钟表的出现,开启了一场影响深远的时间革命。计时工具逐步进入社会生活的方方面面、角角落落,激发了科学和技术的火花,改变了社会面貌和组织模式,重构了人与时间的关系和认识。在近代西方征服世界的过程中,新式钟表提供的强大组织能力甚至发挥了比计时功能更关键的作用。在现代社会,人类更为普遍地接受了“时间”的指挥控制,各类基础设施的运行更是几乎无条件对地接受“时间”的驱动调度。没有精准时间频率装备的帮助,现代人类仅凭自身已经无法实现对社会运行、技术装备的有效驾驭,也无法精确探测和深刻认知这个世界。



时间战为战争提供了一种新的进攻思路、进攻模式。通过时间战能够以较为隐蔽的方式有效地扰乱和破坏敌方的作战行动,在平时可以造成敌方的金融秩序、电力网、通信网出现严重的混乱和故障,从而制造影响其国民生活和生产秩序,在战时则可以实现对敌方的指挥控制、信息通信、导弹预警、联合打击等系统的攻击,使其作战能力和效果受到严重影响,而且不易侦测和防范。某种程度上说,在军事战术层面、在精确打击战争中,原子钟比原子弹更重要。信息时代,没有高精准的时间频率技术强力支撑,整个战争将失去灵魂和节奏。

2016年1月26日,美国空军关闭了一颗老旧GPS卫星,在对其进行数据库数据清零时,意外引发了其他卫星的数据库故障,导致了几颗卫星传送了错误的计时数据,仅仅慢了1370万分之一秒,在持续的11小时时间内,就让美国通信和国防承包商Microsemi公司出现了大问题。大批手机信号塔失去了连接、美国警方和消防站都出现了通讯错误、急救的无线电设备停止运行、BBC无线信号中断、跟踪小行星的太空望远镜也失灵了。在世界范围内其他地方类似的事件不一而足。从另一个角度看,此次事故完全可以看出一次低烈度“时间战”演习。在当时上百颗导航卫星在轨运行的情况下,仅一颗GPS卫星的大概一个轨道周期的异常就引起如此大的问题,细想起来,时间战的威力令人震撼。

3、时间战的确实可行

“日出而作,日落而息;春种秋收,夏耘冬藏”,时间早已成为人类社会的主宰之一,掌控了时间,在很大程度上就掌控了一切。人类当然期望能够通过控制时间来掌控自身命运和战争胜负。日本和德国等民族就喜欢通过精确计划时间,增强个人行为活动在时间上的规律性和可预测性,以此提高整个社会的组织和运行效率。事实上越是发达国家,对时间的控制要求越精确。法国人也希望通过改变时间来改变国运。例如面对大革命时期的国家混乱,法国人采用了十进制的时间表达方式,期望以此能够改变国运。直到21世纪,还有法国团体组织游行,希望时间计数能够停止,以期当年的坏运气不再延续。

现代社会所有事务都在高速运转,已经超出了人类理解和生物反应的极限,人类不停地发明越来越精确的授时技术,来满足越来精确和广泛的时间同步需求。卫星授时和网络授时成为最为广泛使用的精确授时手段。偏偏越是精确的授时方式,越容易遭受重点干扰、篡改和欺骗。电子战、网络战、导航战、太空战、病毒武器、软件武器等作战形式和装备的出现,已经使“时间战”成为可能,事实上也是时间战的技术储备。“时间战”不同于“星球大战”的战略忽悠,它确实具有技术上的可实现性。2017年5月,美国空军战略与技术中心研究人员提出了“授时战”的概念。授时战主要对象是高精度用户:无线电授时用户、网络授时用户。

时间战存在法理空间。目前主要的国际空间条约包括1967年外层空间条约、1968年救援协定、1972年责任公约和1975年登记公约。相关的空间条约规定了空间物体造成的损害赔偿责任,但没有约束空间业务使用的信号(包括卫星导航信号)。目前尚未有具体的国际法理条约规定卫星导航信号及其服务的相关赔偿责任。美国反对签订GNSS国际公约,主要是因为GPS的PNT服务免费提供给用户,对用户由于GPS信号故障、缺失、减弱、不正确等遭受的损伤或损害不承担任何责任,这得到了日本、巴西等国的支持。




4、时间战影响难以控制

时间战与导航战最大的不同在于时间战的影响范围和程度难以控制。导航战的定义:阻止敌方使用卫星导航信息,保证己方和友方可以有效利用卫星导航信息,同时不影响战区以外区域和平利用卫星导航信息。美国空军提出“时间战”概念时,并未给出明确定义,也没有表述具体内涵,更没有说清楚攻防路径和手段。如果参照导航战给出时间战的定义:阻止敌方使用卫星授时信息,保证己方和友方可以有效利用卫星授时信息,同时不影响战区以外区域和平利用卫星授时信息。略加分析可知,时间战难以做到第三点:不影响战区以外区域和平利用卫星授时信息。

时间,尤其是高精度时间在基础设施、行业系统中的应用更为广泛,对于维持系统运行节奏和动作顺序极为关键。系统运行节点的时间被篡改或者破坏,造成系统损伤的非线性扩散后果难以预测。时间战破坏的是系统不同节点的时间一致性,从这个角度讲,时间战攻方阻止和破坏对方战区内系统的某些节点时间,同时保护战区外系统其他节点时间的正确性,没有意义。因为这与阻止和破坏对方战区外系统其他节点时间,同时保护战区内对方系统节点时间,对系统损伤的效果是类似的。所以时间战很难做到不影响战区外和平利用卫星授时信息,或者说对方系统只要有节点时间被攻击,造成的损伤就难以避免,这与被攻击节点空间位置是否位于战区相关性不强。

对于目前主要针对主流高精度GNSS授时的时间战,由于GNSS系统信号频率体制公开,运行服务可预测,全域服务信号微弱,使用者在明处,干扰欺骗手段多样、过程难以被取证。针对GNSS系统的时间战,正如导航战技术一样,其技术门槛低且易扩散,对于高度依赖卫星导航的各类系统,造成的后果可能会被非线性放大。针对网络授时领域的时间战也是如此,网络战、病毒武器、软件武器的出现,轻则造成网络不通、账号不能登录、数据不能传输、不能保存和直接丢失,重则造成电网崩溃、通信中断、证券金融交易混乱、烧毁硬件等等。

5、时间战防御迫在眉睫

目前军事强国的军用标准时间,均将传统钟表技术与现代时频技术、微电子技术、通信技术、计算机技术等高度融合,通过接收卫星信号自动校准,使授时显示的时间与标准时间保持高精度同步。美国国防部早在1971年就对其精密时间标准进行了严格规范,明确规定以美军海军天文台标准时间为美国国防部时间标准,实现了美国全球化战略时间标准的高度统一。根据CJCSI6130.01,国防部任何以时间为基准的信息,其时间必须能够依据UTC定义的标准时间基准来提供。UTC由美国美国海军天文台主钟维持,是美国军用系统的时间标准。

美国海军天文台必须为精密PNT活动向GPS提供基本的UTC时间基准,GPS为完全同步精密时间提供全球访问接口。通信系统、电能网格、财经网都依赖精密时间保持同步和有效运行。GPS时间传输是全球获得纳秒级精确时间的最佳手段。USNO与GPS项目共同提供UTC(USNO)授时服务,该服务在全球范围内作为授时系统的标准。美国已经认识到过渡依赖天基PNT系统的风险,针对授时服务能力的不足,出台了加强授时系统建设方案规划。从2015年《国家定位、导航与授时弹性与安全法案》到美国总统特朗普签署了《2018年国家授时弹性与安全法案》,美国越来越重视授时系统的弹性与安全,对地基授时系统的期望由GPS的“补充”演变为“备份”,甚至是“可替代系统”。

2020年10月26日,美国弹性导航授时基金会(RNT)发布“国家弹性授时体系架构”报告,对保障可靠的国家弹性授时架构的要求和实施措施进行了讨论,提出以全球导航卫星系统、地面eLoran系统和光纤三种途径,分三阶段建立国家授时体系架构。其主旨是以光纤建立国家时钟网,建设25个eLoran台站和75个差分eLoran台站,以实现全球层、大陆层和局域层的时间弹性和冗余度、可信时间接入、关键基础设施支持、科研应用等授时体系目标。

6、小结

如果说从海外战争到叙利亚战争之间,GNSS的出现让军事强国拥有了更强的“非对称”精确打击能力;那么在叙利亚战争爆发之后,导航战的出现让相对弱小的国家也在某种程度上拥有了制衡GNSS军事强国的“非对称”手段。




越是先进武器装备体系、越是军事强国对GNSS的依赖越强。美军深知时间对维持美军作战体系的重要性,在“时间战”中提出更加重视时间战能力建设,发展独立的时间战攻防能力。时间战威力巨大,技术可行,但影响难以控制,使得美军把备份授时、弹性授时、灵活授时、可信授时能力建设放到了突出位置。

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