美军空间态势感知信息融合背景
目前，超过50万件太空碎片正威胁着在轨卫星安全，新军事革命、空天一体化作战、联合作战等概念层出不穷，对美军空间态势感知能力提出了更高的要求，空间态势感知能力也面临着从战略支持延伸到战术支持的新挑战；同时，美国民用、商业领域空间态势感知系统逐步成熟，初步具备了融入军方空间态势感知装备体系的条件，以上现状均推动了空间态势感知信息融合的发展。，美国国家太空防御中心（NSDC）正式转入全天时、全天候运转状态，联合太空作战中心由Joint Space Operations Center（JSpOC）更名为Combined Space Operations Center（CSpOC），标志了空间态势感知信息融合已取得重要进展，美军加强空间态势感知信息融合发展的思路日渐清晰。因此，研究美军空间态势感知信息融合的思路与途径，对我军空间态势感知发展具有重要意义。
图1 多源空间态势感知信息融合示意图
美军空间态势感知信息融合的参与主体
美国空间态势感知信息融合参与的主体主要包括军方、民用机构、商业公司。
1参与空间态势感知信息融合的军方主体
军方主体主要包括空军（AF）、高级计划研究局（DARPA）、战略司令部（USSTRATCOM）、国家侦察办公室（NRO）、国家地理空间情报局（NGA）、国家安全局（NSA）等部门。其中，第21空间联队、第50空间联队运营着空间态势感知装备。国家太空防御中心（NSDC）、联合太空作战中心（CSpOC）、太空监视中心（SSC）等三大中心负责汇集空间态势感知信息融合数据，且均可实现多领域空间态势感知信息融合，以满足不同层面空间态势感知需求。由于三大指挥中心在空间态势感知信息融合中发挥着重要作用，因此重点介绍三大指挥中心。
图2 联合太空作战指挥控制中心
CSpOC由六个部分组成，分别为战斗行动部（COD），战略与计划部（SPD），情报、监视与侦察部（ISRD），第614战斗训练中队（CTS），第614空中通信中队（ACOMS）和商业集成单元（CIC），各部分主要职责图3所示。
图3 联合太空作战中心部门构成及主要职责
图4 太空监视中心部门构成
2参与空间态势感知信息融合的民用和商业主体
民用机构包括商务部（Department of Commerce）、运输部（Department of Transportation）、联邦航空管理机构（Federal Aviation Administration）、国家海洋和大气管理局（NOAA）、国家航空航天局（NASA）、林肯实验室（Lincoln Laboratory）、圣地亚国家实验室（Sandia National Laboratories）等。
商业公司包括洛克希德•马丁、波音公司、分析图形公司（Analytical Graphics Inc.）、国防应用解决方案公司（Applied Defense Solutions）、大气层外分析方案公司（ExoAnalytic Solutions）、Rincon公司、Schafer公司、LeoLabs公司等。
美军空间态势感知信息融合的发展途径
美国空间态势感知信息的起点是地基和天基空间态势感知传感器。这些传感器主要由美国空军航天司令部下属的第21空间联队（位于科罗拉多州彼得森空军基地）和第50空间联队（位于科罗拉多州斯里佛空军基地）操作运行，其获取数据通过空军卫星控制网（AFSCN）传到太空监视中心、联合太空作战中心和国家太空防御中心，在三大中心完成多领域空间态势感知信息融合并形成各自的通用作战图，共同支撑联合部队太空司令部（JFSCC）指挥控制各战区联合作战，进而为美国战略司令部、参联会主席、总统决策提供太空域作战信息。信息融合的数据流向如图5所示。
图5 美国空间态势感知信息融合数据流向
1完善相关政策法规
2健全指挥控制机构
3升级指挥控制中心任务系统
图6 联合太空作战中心任务系统的信息处理单元
升级完成后，JMS将是一个灵活、可调节的系统，可按需增加新的处理能力，有效解决海量数据的处理问题。其开放式架构的高性能计算环境将使当前系统性能提升几个数量级，为航天司令部提供现代化的传感器数据处理能力，，如图7所示并为所有航天部队提供指挥与控制环境。
图7 联合太空作战中心升级后的效果
4开发多源数据融合技术
多源空间态势感知信息的融合，离不开指挥控制技术、数据传输共享技术等相关技术的发展。为此，美军实施了霍尔马克（HallMark）、扩展空间传感器体系结构（ESSA）等项目。
霍尔马克（HallMark）项目由DARPA提出，着力开发一套太空指挥控制技术，并将该技术集成到联合太空作战中心（CSpOC）和国家太空防御中心（NSDC）。项目分三个阶段实施：第一阶段聚焦于空间态势感知的指挥控制技术，重点研发初始企业级软件架构并对现有空间态势感知、指示告警、行动及决策支持工具进行集成，大幅度降低进行决策和查看结果所需的时间。第二阶段着力开发和集成更多工具，尤其是那些形成太空企业级指挥控制能力所欠缺的工具；第三阶段将提供额外的功能，并准备好部署软件。
“扩展空间传感器体系机构”（ESSA）项目旨在开发一种信息技术体系结构，从而充分发挥传感器数据的效用，实现在空间团体间共享空间监视网不同系统的信息和服务，并最终辅助作战指挥官快速掌握空间态势，实现快速决策。ESSA项目的实质是信息系统整合方案，利用跨斗将各种传感器、系统以及数据库连接到一起，以达成设备的标准化和通用性。ESSA项目将有效解决空间态势感知数据在相关团体间的传输与共享中存在的问题，更好地服务于空间作战。
5支持商业公司发展
在军方订单、军方项目等形式的支持下，商业空间态势感知领域蓬勃发展，为美军空间态势感知力量提供了重要补充。
国防应用解决方案公司（Applied Defense Solutions）得到空军研究实验室授予的合同；10月，国防应用解决方案公司获得第二份合同，仅从商业来源收集分析资料，开发地球同步轨道物体空间态势感知纯商业编目。该合同目的一是提供冗余信息源，弥补政府数据无法充分覆盖的不足；二是通过开发商业来源的空间态势感知数据，实现与国际合作方的分享。
美空军在CSpOC设立“商业整合单元”（CIC项目），并由空军研究实验室（AFRL）通过合作研究和开发协议（CRADAs）管理，引入了6家顶级商业卫星运营商（数字地球公司、欧洲通信卫星公司、国际移动卫星通信系统公司、SES公司、国际通信卫星组织和铱星公司）参与。CIC单元的运行明显提升了卫星编目的精度和效率、协作的安全性、解决干扰事件的能力，极大地改善了军方和商业卫星运营商之间的沟通。
6搭建新型数据采集平台
为将政府、军方、商业组织、高校的空间目标监视设施的观测数据和无线电遥测数据通过统一的平台集中起来，利用多源数据融合和处理技术提升美军太空实时态势感知能力，DARPA实施了轨道了望（OrbitOutlook）项目，创建了新型数据采集平台。
6月，“轨道了望”项目运用大数据技术完成了对StellarView、SpaceView、Raven等7家商业公司的空间态势感知数据的实时数据集成、快速融合和处理，组建了全球最大的空间监视网络体系。“轨道了望”项目实施后，扩大了美军空间态势感知的传感器数量和种类，使数据的精确性和经济可承受性实现指数级提高，缩短了太空事件的提示与预警时间，提供了更清晰、真实的空间态势图，为美军空间态势感知能力带来革命性变化。
美军空间态势感知信息融合的发展展望
美国开展空间态势感知信息融合，能够有力推动美空间态势感知体系建设，为构建更加强大的空间态势感知能力奠定基础。改善效果主要表现在以下三个方面：
本文转载自微信公众号全球技术地图
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