卫星在美国军事行动中发挥了重要作用杠杆保证金，美军利用卫星进行战场观察、通信和导航，实现精确打击、无人机作战、导弹预警等；卫星可用于支持核行动，也是重要情报来源，极大提高了美国军事效力。然而，太空战已不再为美国所专有，俄罗斯等国已将卫星纳入军事行动。随着反卫星系统和技术的发展，各国也可能在未来冲突中破坏卫星运行。
俄乌冲突中，卫星和反卫星系统的应用规模空前，为评估其发展及影响提供了机会。关于俄乌冲突中卫星的讨论大都有关卫星技术的战场应用。俄乌战场中，太空系统极大增强了战场感知、信息共享和精确度，但它们也易受电子战和网络战攻击。在太空域，卫星扩散和太空域商业化增加了卫星容量，提高了安全性，并使盟国能够使用卫星。本文概述了卫星和反卫星系统在俄乌战场中的影响，并分析了从俄乌冲突中吸取的军事卫星应用经验教训。
01
俄乌战场中的卫星与反卫星
现代信息技术对军事行动的影响一直是分析人员持续关注的领域之一。无人机和其他资源对战场进行持久监视，并通过通信网络共享这些信息，从而暴露敌军和关键地点位置。精确弹药和远端单位之间的快速协调使军事目标易受快速打击，凸显了分散和隐蔽等对抗措施的价值。另外，可采用电子战和网络攻击破坏以上系统。例如，可采用射频干扰播发干扰信号，使设备无法接收到预期信号。这已经成为攻击无人机的首选方法，使其与无人机飞行员或全球定位系统（GPS）失联。GPS欺骗也得到普遍使用，它使用误导信号来欺骗接收机。电子战也包括为瞄准目标用途而定位敌方电子发射，这在俄乌冲突中很常见。而网络攻击在整个俄乌冲突期间都有记录，尽管主要是针对民用基础设施而不是战场目标。但总体而言，网络攻击效果并未达到许多分析人士的预期。
卫星在俄乌冲突中扮演了重要角色。分析人士强调乌克兰已展示并掌握的三项能力，这三项能力甚至超过美国：“对战场空间进行近持久监视”、“真正互联的高速指控”以及“熟练使用精确火炮、无人机和巡飞弹”。这三种能力都需要使用卫星，无论是用于观测、通信还是导航。卫星也易受电子战和网络战攻击。本节首先描述太空和反卫星系统在现代战争中的预期作用，然后分析俄乌冲突中太空和反卫星系统的使用情况。
1.1
现代战争中的卫星
卫星的主要军事功能是情报、监视和侦察（ISR）；通信；以及定位、导航和授时（PNT）。ISR卫星使用从摄像机到雷达等多种传感器来定位对手设施和军事力量。军方也将ISR卫星用于导弹预警、测绘和气象监测等功能。通信卫星可实现远距离通信，共享信息和协调行动，还可用于远程操控无人机。军方使用像GPS这样的PNT卫星来定位军队、无人机和其他设备；实现部队导航；并引导多种类型的精确弹药。还可采用GPS授时信号协调军事行动。卫星的各种军事能力已成为常规战争的重要组成部分。美国曾由于使用先进的监视和精确制导武器精确定位并打击远距离目标而获益匪浅。俄罗斯和欧盟也已推出自己的全球导航卫星系统，作为GPS的替代品，印度和日本也已创建了区域性系统。
实现天基通信和监视并阻止其对手获得同样能力，是获取军事优势的源泉之一。开源文献中关于俄罗斯如何将这些能力整合到其军事行动中的细节很少。俄罗斯天基能力的匮乏会成为对手的一种优势，但也可能使俄罗斯更愿意攻击对手卫星，即使在攻击会危及己方卫星时。
为应对卫星在未来战争中的潜在作用，一些国家已开发了反卫星武器。美国、俄罗斯和印度已成功测试了从地球发射的反卫星拦截器。美、俄还研究或测试了一系列更新颖的物理攻击卫星概念，包括高空核爆炸和可以发射导弹或用机械臂抓取其他物体的卫星。许多国家具备使卫星、地面站或设备失效的网络战能力。
反卫星能力的大部分最新发展都在电子战领域。美、俄都具备高度发达的地面接收机通信和导航信号干扰能力，称为下行链路干扰。同时，美、俄也可干扰某些类型通信卫星上的接收机，可中断卫星信号接收和中继能力，称为上行链路干扰。理论上，干扰也可中断卫星雷达，使其无法接收创建雷达图像所需的无线电信号。先进国家也可能在测试利用激光以致盲卫星光学传感器。
1.2
俄乌冲突中的卫星
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俄乌冲突中，双方都使用卫星进行监视、通信和导航。关于俄罗斯使用卫星的信息有限，但美国太空司令部前司令詹姆斯·迪金森将军说，俄罗斯卫星为其针对乌克兰基础设施的军事行动和远程精确打击提供了支持。迪金森没有具体说明俄罗斯是否使用卫星来定位目标、传输瞄准信息、引导弹药瞄准目标或所有上述情况。美国正向乌克兰提供机密情报，但没有具体说明卫星是否是情报源。但很明显，乌克兰正在使用来自美国民用卫星的公开数据来探测火炮和导弹攻击。
乌克兰确定在使用的一项美国政府卫星服务是GPS。GPS信号在全球各地都可用。无人机、智能手机和蜂窝塔等基础设施都使用GPS，所有这些对战争都很重要。美国和其他国家向乌克兰提供的多种弹药在使用GPS制导，美国五角大楼一名高级官员表示，远程GPS制导弹药曾袭击俄罗斯的供应中心和指挥控制节点。另有研究指出，GPS制导弹药的精度使乌克兰的打击效率比俄罗斯更高。一些卫星设备，如“星链（Starlink）”宽带互联网系统的天线，也使用GPS。俄除自己的导航卫星外，也可能在使用GPS。前英国国防大臣本·华莱士说，被击落的俄罗斯喷气式飞机仪表板上连有商用GPS接收机。
除现有GPS使用信息外，关于政府卫星使用的信息很少。但乌克兰使用商业观测和通信卫星的信息很多。商业观测卫星为乌克兰提供了光学图像、能穿透云层并在夜间提供合成孔径雷达图像，以及用于检测电子发射（如GPS干扰）的射频数据。这些图像和数据被用于定位和跟踪俄军。随后，乌克兰不断将这些数据整合到其使用的战场指挥控制系统中。
俄乌冲突中，商业卫星图像的使用量前所未有。仅在战争前两周，乌克兰就下载了超过4000万平方公里的地理空间图像。乌克兰国防部声称，在购买了一颗芬兰雷达卫星独家使用权后的五个月内，该卫星确定了近1000个俄罗斯军事单位位置。卫星持续在乌克兰上空成像，虽然分析和交付不是实时的，但也能在几小时甚至几分钟内完成。BlackSky公司声称其人工智能可在90分钟内完成任务分派并提供图像，Planet Labs约有200颗卫星在轨，每天可扫描一次整个乌克兰。美国国家地理空间情报局创建了一条直接向乌克兰提供商业卫星图像的通道，可以在收集图像后几分钟内进行传输。
商业通信卫星也很重要。乌克兰政府和民众已使用多家供应商提供的卫星通信服务，其中最重要的就是由SpaceX公司数千颗互联网宽带卫星组成的“星链（Starlink）”系统。乌克兰数字化转型部长米哈伊洛·费多罗夫将Starlink称为“整个通信基础设施的血液”。“星链”已成为乌克兰武装部队共享数据、协调军事行动以及与境外美国和北约顾问通信的指挥控制软件的骨干。在战场上，Starlink使前线的侦察队能够向后方的炮兵部队发送无人机视频，将目标定位和打击之间的时间从20分钟缩短到1分钟。乌克兰甚至将Starlink连接到无人机上，在战场之外，Starlink还为乌克兰政府及其民众提供了可靠泛在连接。
1.3
俄乌冲突中的反卫星系统
俄乌双方也使用了反卫星系统，利用电子战干扰卫星信号。美国太空司令部前副司令约翰·肖中将称这场冲突为“有史以来最大的‘导航战’对抗”，双方都故意干扰对方PNT系统。俄罗斯干扰了精确弹药制导和GPS。乌克兰已完全停止使用某些类型弹药。无人机和Starlink终端的GPS也受到干扰。然而，GPS干扰并不意味着完全拒止。干扰机本身也可能成为军事打击目标。
俄乌双方都在进行卫星通信干扰。干扰机可瞄准地球上的卫星天线，阻止它们接收信号。一家美国国防公司发现了大量俄罗斯对通信卫星进行上行链路干扰以干扰乌克兰官方电视广播的实例。除干扰外，也可探测Starlink天线的电子信号特征，便于对手定位和物理瞄准天线。俄乌冲突早期，可能受战场环境快速变化和难以区分敌我信号的影响，俄罗斯显然未能有效利用电子战。随着前线逐渐稳定，俄罗斯正在更加有效利用电子战。
网络攻击也是一种威胁。俄乌冲突中最重大的反卫星攻击——也可能是最重大的网络攻击——是战争开始几天的一次俄罗斯黑客攻击，此次攻击使乌军方和警方使用的数千部Viasat终端停止工作。Viasat最终不得不更换多达45，000个调制解调器。这次攻击似乎证实了对手会在冲突早期试图摧毁空间系统的预测，但对战场的影响还不清楚。没有公开证据表明俄罗斯此次攻击的影响很大。乌克兰有多个通信系统，包括陆上有线通信、军用无线电和冲突早期部署的Starlink。
1.4
战场教训
Manufacturing equipment
俄乌冲突中，卫星在支持地面战方面发挥了重要作用，但卫星和其他信息技术对未来作战的影响仍在争论之中。一些观点认为它们预示着战争的转变，其带来的持久监视和精确打击能力将使战场内外大范围目标处于危险之中。其他观点则持反对意见，指出在引入这些技术之前，高度脆弱性就是现代战争的一个特征，像加固和隐蔽这样的作战对策是有效的。战场电子战等高技术对抗措施也已证明了其有效性并将持续发展。
美国军方正在适应太空系统扩散的挑战，对俄乌战场的观察似乎证实了美国军方这一决定。例如，美陆军认识到实现其部队从驻地到战场的隐蔽将更难，难以保护大型集结区和指挥所。美陆军预计敌人的反卫星系统将对其卫星通信、导航和导弹预警系统构成威胁，建议包括依赖多轨卫星体系中的冗余星座以及地面和空中备份。
02
太空域观测
战场之外，太空域及其变化也影响了俄乌冲突。过去十年中，太空域和太空产业经历了两次重大变革。首先是扩散，指在轨卫星总数的增加和小卫星大型网络（有时称为巨型星座）的发展。第二个重大变化是私营公司在太空域的作用日益增加，政府越来越依赖商业供应商。预计这些发展将对太空域的创新、能力和安全产生积极影响，俄乌战场则被视为对这一预测的验证。本节回顾了太空产业的两大发展并分析了它们对战争的影响。
2.1
太空域的扩散和商业化
近年来太空域最重大的变化可能是商业卫星的激增。直到1999年，地球观测卫星一直完全由政府运营。目前，私营公司运营着近600颗观测卫星，其中大部分是在过去十年中发展起来的。私营公司自太空时代早期就开始运营通信卫星，最近创建的巨型星座Starlink通过一个由5000多颗低轨小卫星组成的互联网络提供宽带互联网服务。仅仅四年，Starlink就占据在轨运行卫星数量的一半左右，而且还在继续增加。其他几家公司也在规划类似的巨型星座。
扩散带来了优势，例如增加图像容量或带宽，改善对北极等偏远地区的访问。但扩散在国家安全方面的主要优势是在面对反卫星武器攻击时可提供韧性和冗余。当卫星数量很少时，可以拒止或大幅降级监视和通信等服务。另一方面，摧毁大量卫星或使其失效可能非常昂贵或技术不可行。
一个国家可能没有足够的物理破坏性武器使整个巨型星座失效，即使大量卫星失效或被摧毁后，巨型星座也可以继续运行。此外，替换卫星可能比摧毁卫星成本还低。SpaceX公司目前每次发射都会多发射20颗Starlink卫星入轨。针对巨型星座的电子战干扰也可能很困难。除卫星数量庞大外，巨型星座特有的某些特征使干扰更加困难。它们运行于较低轨道高度，因而信号更强；使用窄波束，在空中移动迅速，缩小了陆基干扰机有效地理区域。
但是巨型星座并非不可攻击。它们不一定能解决网络攻击的问题，因为星座仍是单一网络的一部分。卫星间以及卫星和地面站之间的许多连接可能会为攻击提供更多可能性，而卫星的较小尺寸可能意味着其加密或抗干扰能力较弱。巨型星座也可能易受同时影响许多卫星的物理攻击，如高空核爆或阻碍卫星生产或发射的供应链中断。
随着发射成本的降低和卫星技术的改进，很大程度上是私营企业推动了卫星扩散。但各国政府仍深度参与太空产业。商业图像的主要客户是政府。美国政府一直是通信服务的最大购买者。美国政府利用商业提供商是其有意在市场上购买太空服务以推动创新和比政府内部可能更快的生产时间线的策略的一部分。然而，美国政府也有计划扩散自己的卫星，并已开始发射用于导弹预警、通信和ISR的大型星座，并在探索扩散PNT和与扩散型商业系统集成的方案。
2.2
俄乌冲突中太空域的扩散和商业化
俄乌冲突有力地证明了扩散和商业化的优势。战场使用的卫星图像数量巨大，通信卫星提供的能力也是前所未有。Starlink星座的低运行高度和具大数量推动了高数据速率和低延迟的实现，支持了许多用户，使其能够有效实时共享视频。普通士兵也可访问以前只有指挥官才能访问的战场信息。虽然Starlink星座的延迟不像大多数地面互联网那样低，但它提供了足够带宽。
许多观点都认可扩散型星座（尤其是Starlink）的成功，将其作为巨型星座可抵御干扰或攻击的证明。俄罗斯拥有反卫星导弹和干扰传统通信卫星的系统，却无法阻止Starlink的广泛使用。俄罗斯曾试图干扰Starlink，但由于其扩散型架构而失败。关于俄罗斯如何干扰或干扰Starlink失败原因的细节很少。尽管如此，Starlink的成功也被当做是向巨型星座转型的验证。
尽管理论上巨型星座不一定能解决网络攻击问题，但实践已证明了Starlink对网络攻击的韧性。一名网络安全专家认为，Starlink的优势在于其相对较新，这意味着黑客没有时间发现漏洞。如果该专家所说是真，Starlink的真正价值可能在于其作为其他系统的可快速部署替代方案的可用性，尤其是在Viasat被黑客攻击之后。另外，Starlink的快速软件更新可防止网络攻击。快速更新软件的能力对抗干扰也很重要。利用软件更新实现抗干扰可能是私营部门创新增强安全性的一个实例。
除了扩散型星座提供的能力和安全性外，私营卫星在俄乌冲突中的成功也验证了商业化战略的可行性。商业化战略推动了卫星产品的生产和创新，使乌克兰有卫星产品可用。这场冲突一个显著特点是，尽管俄罗斯是主要航天大国之一，而乌克兰只有两颗自己的卫星，且都不是军用卫星，但乌克兰对太空的利用却可能超过了俄罗斯。
乌克兰已通过直接合同和美国政府从美国、加拿大和欧洲公司获得了卫星图像和通信服务。乌克兰甚至购买了一颗芬兰雷达卫星的独家使用权。商业卫星服务广泛可用且易使用。例如，乌克兰在俄乌冲突早期获得了大量便携、价格低廉、数量充足且易架设的Starlink卫星天线，乌军很快将Starlink纳入其作战行动。
俄乌战场的另一新发展是乌克兰将卫星系统集成到可在笔记本电脑和智能手机上运行的指挥控制软件中，从而可快速处理战场数据（包括卫星数据）并将其分发至武装部队各单位。Palantir的软件可从300多颗商业卫星中提取数据，虽然通常该软件所依赖的卫星数量没那么多。战场士兵甚至可以请求更多的卫星覆盖。一些观点认为乌克兰使用商业产品收集和整合战场信息的能力比任何西方军队都强。商业产品易使用、便获得的缺点是对手也可利用它们。乌克兰官员声称，尽管受到制裁，俄罗斯还是设法购买了Starlink天线，并在战区使用这些天线。
商业卫星易使用，因为它们不受保密壁垒的限制，这是一种自我施加但却是共享政府卫星产品的真正限制。保密规则使得在没有特定授权的情况下共享美国间谍卫星图像很困难。例如，美国国家侦察局不得不依靠一颗测试卫星来获取图像并展示给欧洲盟友，因为美国其他卫星无法生成可共享图像。另一方面，商业卫星可生成用户可不受限共享的图像库。此外，商业卫星图像可用于情报以外的需求，如外交和公共事务。这些需求在战时很重要，但相关机构可能没能力满足。
2.3
太空域经验教训
扩散型星座很可能对空间安全产生重大影响，并可能成为太空军事竞赛的一个重要转折点。它消除了依赖少量卫星实现关键能力的弱点。由于大幅降级卫星服务或使大型星座失效的成本高且不易实现，某些类型的进攻性武器可能不再值得投资。反卫星导弹和其他攻击单个卫星的物理手段可能会失去价值，某些类型的电子攻击也是如此。对于军事服务来说，某些攻击价值下降可能意味着可以安全纳入更多在轨军事能力，例如目前由飞机执行的战术ISR。Starlink在Viasat遭黑客攻击后迅速填补乌克兰通信的成功案例表明，扩散的价值也可能在于选项的丰富而不是任何一个星座的韧性，尽管一国可开发和运行的系统数量是有限的。
当然，扩散型星座不是万灵药。向巨型星座迁移需要时间，既有系统重要且脆弱的现状仍将持续。对手可能会发射自己的巨型星座，并从相应的防御优势中受益。对手也可能试图开发破坏或使巨型星座失效的方法，这可能是俄罗斯开发反卫星核武器的背后动机。扩散型星座还有其他缺点，如与其他卫星和流星碰撞的风险增加，某一轨道卫星或部分无线电频谱拥挤引发的外交局势紧张，太空发射和旧卫星重返大气层造成的大气污染，航天器失控重返大气层的概率增加，以及对地基天文学的干扰。所有与扩散有关的问题都表明，随着扩散卫星的增加，有必要加强低轨卫星的国际协调和监管。
俄乌冲突也验证了商业化将推动更快速创新的理念。Starlink的扩散架构可能是最明显的进步，但其他创新，如软件的快速更新，也可能最终变得很重要。共享商业卫星产品的能力也许是俄乌冲突最出乎意料且最具前景的发展趋势。与盟国整合太空能力是美国太空军战略的一部分，但其动机似乎更多是利用盟国的能力、工业和地理位置来支持美国和多国行动。但此次俄乌冲突中，乌克兰已表明它可以成功利用商业卫星实现自己的军事目的。
同样，商业化带来的机遇也不是万能的。商业市场只能支持这么多系统。此外，卫星并不仅仅因为可用就有用，军队需要足够的设备和训练有素的人员才能在战场上充分利用它们。但是，如果拥有技术能力和物资的美国伙伴国家能利用商业卫星增强其军事力量，卫星就可以成为加强盟友能力并在不直接干预的情况下投射力量的工具。尽管竞争对手也可以采用这种战略，但美国作为拥有最多盟友和最多卫星的国家，最有条件采用这种模式。
03
结语
俄乌战争中，卫星是重要组成部分。高端技术战争的一个特点是精确和持久监视，这要依赖卫星或由卫星实现增强；另一个特点是可以干扰卫星运行的电子战和网络战。太空产业的扩散和商业化提高了对抗反太空武器的安全性，使盟国能够在战争中利用卫星技术。美国利用卫星能力支持盟国可能成为不需要美国的军事存在就可以帮助其对抗潜在对手和投射力量的一个途径。
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本文转载自“电子小氙”杠杆保证金，原标题《俄乌冲突中的卫星使用观察》。
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