该项目为与使用无人系统支持分布式海战（DMO）有关的作战概念和系统设计决策提供信息。
分布式海上作战的典型特征
当前，智能无人装备加速发展，日益具备人装融合、跨域协同、集群对抗、自主作战等优势，分布式海上作战加速呈现广域分布协同、跨域多维融合、有人无人一体等典型特征。
广域分布协同。广域分布协同是指，各作战要素或作战资源能根据战场态势进行自适应优化组合与调度，实现作战体系精确聚能释能。一是作战体系分布部署。分布式海上作战，作战空间深度嵌入各个作战域，作战力量能够进行分散式广域分布与部署。二是作战体系智能重构。作战体系更为轻便、精干、灵敏，战场环境自适应能力与体系动态优化重组能力显著增强，能够快速灵活调整所需作战兵力与战场资源。三是作战能量集中释放。作战体系能够通过装备半自主或自主协调控制，实现全域作战空间内各种作战平台、作战力量的快速机动、实时反应和协同作战，确保作战力量的精确集中释能。
跨域多维融合。分布式海上作战将集中式的战斗群模式转变为分布式、敏捷式作战模式，各种作战单元分布于多个作战域，可实现对跨域目标的监视、定位，进而实施有效打击。一是作战力量跨域融合。将分散部署在多个领域的作战力量，通过智能系统进行动态组网，形成跨域作战体系。二是战略、战役、战术无缝链接。新域新质作战力量将作为主战角色直接参与到智能化海战中，实现从战略到战役的全面覆盖，从战役到战术的无缝链接，催生快速突击、多维一体、全域攻防的新质战斗力，实现对作战目标的跨域协同打击。
有人无人一体。分布式海上作战可以依托大量智能无人装备，形成一个“有人-无人”联合打击体系，具有很高的自主性与协同性。通过加快推进舰载无人机、水面无人艇、水下无人航行器等无人装备发展，实现远、中、近程梯次配置，空中、水面、水下、陆岸等无人装备跨域集成，无人与有人装备体系无缝融合，任务领域从信息保障扩展到火力打击领域，助推海上作战样式变革，加速形成有人系统协同作战、无人系统单独作战、无人系统集群作战、前沿预置作战等新型作战样式，实现对传统有人作战样式的颠覆。
分布式海上作战的制胜机理
科技的重大进步之所以能推动战争形态的演变，很大程度上在于深刻改变了战争制胜机理。当前，前沿技术显著提升了装备智能化水平，深刻改变了战斗力生成模式，加速海战制胜机理发生嬗变。
“分布互联，人机协同”制胜。依托云计算、数据链、物联网等技术打造的分布式、智能化、网络化指挥信息系统，给现代海战带来了深刻变革。指挥信息系统在云边端支撑下，通过高速、安全的网络连接，实现各作战平台间的实时交互，明显提升了不同作战平台间的信息互联互通互操作能力；能够高效分析处理海量战场信息，精准研判战场态势，作战指挥向“以数据、算法和模型为中心”的智能化决策方式转变；各节点指挥员在云网内实时共享信息、同步研判态势、联动协同指挥，指挥控制活动简练优化，作战决策更加高效精确。此外，在“分布互联”下，智能无人作战由单平台向多平台集群方向发展，由遥控作战向半自主、自主作战方向演进，由多条并行运行的“单人-单机”指挥链逐步形成“指挥员-无人作战集群”的单一简易指挥链，通过有人平台与无人平台及其集群的高效自主协同，充分激活智能无人装备的作战潜能，最大限度地发挥各类先进装备的优势。
“算法驱动，快准认知”制胜。智能化战争，先进的算法通过精确、高速的运算代替指挥人员的思考，推动理性的作战知识与感性的指挥员经验加速融合。拥有先进的算法，便能又快又准地实现对海战场态势的认知，进而针对海战场态势变化准确、快速地筹划出科学可行的作战方案，打乱对手既定部署和作战企图。算法能有效处理海量高价值情报信息，提升“OODA”循环速度。掌握算法优势即可实现对敌情、我情以及战场环境又快又准的认知，从而准确地预测敌方作战行动，有针对性地创新优化己方行动方案。
研究通过系统地改变仿真模型中的系统设计特征和作战活动，支持对无人系统（UVC）进行能力级分析。分析结果表明，UVC 可提高各种无人系统的作战可用性（Ao）和使用时间（TOS），因为它可随时进入维护、加油和重新武装设施，而无需长时间前往岸基设施或分布式支援舰艇。在比较使用 UVC 的配置与在自适应兵力包 (AFP) 中分配无人系统支持的配置时，单个无人系统的 Ao 提高了 6% 到 31%。仿真模型分析确定了 UVC 架构，其中包括至少 8 个无人机发射回收站、至少 3 个船舷托架和至少 5 个甲板井托架，以最大限度地提高 Ao。
在支持分布式海上作战（DMO）时，无人系统有可能发挥兵力倍增器的作用，在提高杀伤力的同时降低有人系统的风险。然而，无人系统到岸基维护、加油和重新武装设施的转运时间减少了可用于支持执行 DMO 的自适应兵力包（AFP）的总体驻扎时间（TOS）。本项目研究了无人水面舰艇 (USV)、无人水下航行器 (UUV) 和无人机 (UAV) 在美国海军现有舰艇上的集成问题，该舰艇已被重新改装为无人载具 (UVC)。在本报告中，"UxV "一词用于描述无人系统这一类别。
如 Van Bossuyt 等人（2019 年）所述，项目团队采用了系统定义、系统建模和系统分析的通用系统工程流程序列。在系统定义过程中，项目团队重点开发了作战概念（CONOPS），并定义了 UVC 的系统要求。系统建模活动的重点是构建 UVC 的离散事件仿真模型。在系统分析阶段，团队利用所开发的模型来评估 UVC 的各种设计参数对每种无人系统类型的运行可用性（Ao）的影响。
“点穴打击，集群诱耗”制胜。分布式海上作战将从传统的集中歼灭战向精确的点穴打击战转化，高价值的目标将面临智能化作战装备的远程自主精准打击威胁；从传统的规模化有人消耗战向全域的无人集群诱耗战转化，重要的战略目标将面临低成本无人集群的饱和攻击与诱骗打击威胁。分布式海上作战过程中，可投放无人机、无人潜航器等无人装备，形成广域分布、自组织协同的侦察网络，通过自主侦察、判别和打击行动，对对手高价值目标实施远程精准攻击，在尽可能减少附带损伤的情况下，自上而下瘫痪对手指挥网络，破坏其指挥体系。在智能泛在网络体系下，基于大规模机器智能体自组织的“蜂群”作战，可实现对对手核心区域的全覆盖侦察，进行欺骗诱敌，最大限度地诱耗对手作战资源。
先进海上技术演习（ANTX）是美海军联合部队和海军研发机构牵头、工业界和学术界参与的海上先机技术及装备展示活动，主要演示 无人潜航器、无人艇、指挥控制原型系统等相关技术，其目的是在低风险的试验环境下对当前海上技术创新水平进行评估，促进科研人员与 海军需求的交互，加深作战人员对新兴技术的了解，进一步推动原型系统设计和部署，展示当今海军技术的应用前景。
A. 系统定义
在系统定义阶段，从自上而下和自下而上的角度开发和考虑了 UVC 要求。从自上而下的角度来看，团队分析并确定了满足总体任务有效性目标所需的能力，而与任何现有的候选平台无关。从自下而上的角度来看，团队评估了一艘登陆直升机船坞（LHD）舰，以确定该平台可实现的最大 UVC 能力。“近海水下持久监视网”（PLUSNet）是一种由海底固定式水听器阵和机动式无人潜航器组成的网络化监视设施，具备半自主控制能力， 由1艘“海马”UUV、6艘BPAUV、1艘XRay水下滑翔机、18艘Seaglider水下滑翔机及9个固定探测阵组成，可由核潜艇搭载和布放，传感器和 水下无人航行器之间互相通信，能针对重要海域进行长达数月乃至数年的持续探测、识别、定位、跟踪等工作，对于港口防御、要地安全、 水下作战态势、反潜战具有重大意义。
B. 系统建模
项目构想将 UVC 视为针对地面和岸上敌对兵力实施 DMO 的 AFP 的一部分。UVC 的作用是支持 UxV 对敌方岸基导弹基地进行侦察和打击。在打击阶段之前、期间和之后，UxV 提供全天候的情报、监视和侦察（ISR）、目标定位和战损评估服务。UVC 的总体目标是通过消除到岸基支持设施的较长运输时间来增加 UxV 的全时服务时间。为实现这一总体目标，研究小组选择 "航程 "和 "持续停留时间 "作为性能指标（MOP），并选择 "UxV 任务时间"、"UxV 停机时间 "和 "维护湾利用率 "作为效果指标（MOE）。“跨域海上监视和瞄准项目”（CDMaST）旨在利用UAV、USV、UUV等构建适用于广域作战的海上跨域系统，分散有人兵力，降低作战 损伤及人员风险，促进海战场指挥、控制、导航、定位、通信、武器和保障等领域的发展，维持美军对作战海域的控制权。
C. 系统分析
为了广泛探索实验空间，同时减少试验总数和模型运行时间，我们专门设计了一个填充空间的拉丁超立方设计。每次试验重复模拟 30 次并收集结果。合并所得的 Ao 值，得出每个试验的统计平均值。
为谋求继续控制全球公海、濒海要地和咽喉要冲，美国提出“重返亚太”和“亚太再平衡”战略，视西太平洋地区为未来冲突的潜在策源地 和主战场，将工作重点转移到应对未来可能发生的大国战争上。2015年，美海军提出“分布式杀伤”概念，即要求“凡舰船，均战斗”(If it floats, it fights)，以兵力的分布式部署，形成广域海域的威胁，增加敌方情报、监视与侦察（ISR）资源消耗，提升己方战场生存能力，而后被提升 为军兵种战略层面，并在2017年《水面部队战略——重返海上控制》战略文件中着重强调[1]。在经过美军的概念研究及战术实践，配合人工 智能及无人自主技术的发展，逐渐发展为适应“消耗作战”及“网络中心战”的“分布式作战”概念理论，并在各军种应用推广[2,3]。
为应对“反介入/区域拒止”环境下敌中远程武器打击威胁，美提出“第三次消耗战”，利用相对廉价的海上无人装备，构建分布式作战能 力，对敌形成“非对称”作战优势。水下战场逐渐呈现无人化趋势，美国海军积极实践水下作战概念创新，发布《无人潜航器主计划》、《水 下战纲要》、《下一代无人水下系统》、《水下战科学与技术目标》、《保持海上优势的设计2.0》等指导文件，加快水下无人系统实战 化，力图显著提升美水下领域的作战能力，确保其水下优势。
有趣的是，虽然 UVC 的存在改善了大型无人水面舰艇（LUSV）的航速，但 UVC 的实际设计似乎对 LUSV 的航速没有影响。这可能是由于 LUSV 的假定任务持续时间长，假定维护间隔长，因此不可能出现任何排队现象。单个船侧停泊区似乎足以为多艘 LUSV 提供服务，但即使是单个船侧停泊区，也可通过消除到岸基设施的转运时间来改善 Ao。
