美军已经可以通过低轨卫星中继转发Link16数据链，并寻求卫星赋能战场通信！

将 Link16 战术数据链搭载到低轨卫星上进行网络中继能够扩大数据链的通信距离,扩展战术信息的保障范围,增加数据链的态势感知距离。低轨卫星相对于地面数据链终端具有通信距离远,运动速度快等特点,如何将 Link16 数据链的技术体制进行适应性修改使得在不改造地面终端的情况下实现卫星 Link16 数据链是文章的主要研究内容,针对星地通信距离远造成的长时延对数据封装格式和 RTT 同步消息格式不适用的问题,提出星地传输时延补偿算法,设计了卫星节点的时隙结构,并推导出 RTT 精同步计算公式,针对多普勒频移,提出了接收机的时频同步方案,为未来低轨卫星 Link16 数据链的实现提供了可行性支撑。

卫星数据链具有覆盖范围广、布置迅速、通信容量大、传输信道稳定等特点,卫星所特有的广播特性,在情报和战场态势的广播分发方面具有其它数据链无法比拟的优势。卫星数据链可以把地理上分散的部队、各种探测器和武器系统联系在一起,实时掌握战场态势,缩短决策时间,提高指挥速度和协同作战能力,以便对敌方实施快速、精确、连续的打击,是有效实施跨海和大范围联合作战的重要保障。

2019 年 5 月,美国 Viasat 公司获得美国空军合同,计划为低轨卫星装备 Link16 数据链[4]。旨在测试在低地球轨道(LEO) 卫星上放置 Link16战术数据链,以扩展跨域的连接。可见,通过低轨卫星扩展Link16数据链作用范围已经成为美军未来广域联合作战的一种发展方向。而低轨卫星相对地面平台具有通信距离远、移动速度快等特点,如何将Link16技术体制适应性移植到星地通信中成为亟待解决的问题。

传统的卫星数据链,Link16数据链通过卫星来实现视距扩展,这种情况下通常只是将卫星作为一个“信息中继器”来用,属于“Link16卫星中继”。其一,卫星所中继的仅仅是Link16信号中所包含的“信息”,而不是Link16的原始“信号”。Link16信号本身所携带的诸多态势信息(时间、位置等)就会丢失,或者因为卫星传输链路的高延迟而导致信息可用性大幅降低。其二,卫星的作用仅仅是“透明中继/转发”,而不做任何波形层面的处理。在这种情况下,由于卫星所连接的终端双方很难再实现精准的同步,因此Link16的最主要特征“基于高速跳频的抗干扰能力”(尤其是抗跟踪干扰能力)几乎不再存在,而仅仅有可能具备直序列扩频抗干扰能力,进而导致其作为美军乃至北约最主要抗干扰数据链的意义大大降低。所以,传统上Link16系统用以扩展其视距范围的Link16“卫星中继”手段实际上是以牺牲Link16的诸多传统优势为代价的,而且是其最重要的态势感知、抗干扰优势。而且,采用这种方式并未解决实时联合作战能力,中继卫星仅仅实现了多个Link16烟囱之间的连接,而没有打破Link16的烟囱。若想兼顾Link16的视距扩展需求与传统优势,并实现实时联合作战能力,将Link16终端直接搭载于低地球轨道卫星上无疑是很务实、有效的选项之一[5-10]。

针对低轨卫星Link16数据链中由于星地传输长时延导致的RTT同步问题和Link16消息封装格式不适用问题,以及多普勒频偏对定时同步和系统性能的影响等问题提出了一种星地传播时延补偿方法,该方法以卫星的轨道高度对应的时延为基准进行传输时延的补偿和卫星链节点收发时隙设计,根据时延补偿方法和时隙设计推导出卫星节点RTT精同步时间校准的策略与计算公式。根据Link16同步段中32个伪随机同步序列,提出基于分段相关累加的定时同步方法和多普勒频偏估计补偿方法,保证了卫星端接收机定时同步性能和系统性能。

低轨卫星Link16数据链应用

低轨卫星Link16数据链中,卫星节点完全实现Link16技术体制,卫星和地面Link16数据链终端节点之间组成新的Link16数据链网络。卫星加入Link16数据链具有以下优势:

1)扩距。传统Link16数据链的通信范围局限于视距,卫星节点的加入可以扩展Link16数据链的通信范围。

2)增能。LEO卫星的引入,增加了信源传感器节点,由于卫星具有“站的高,看的远”的优点,可以增加侦察范围,将侦察的目标航迹处理成Link16数据链的消息,广播分发给地空Link16数据链终端。

3)兼容。将数据链节点搭载在卫星上,通过对卫星数据链节点的适应性改造,可以接入地空Link16数据链,兼容地面数据链终端。

卫星Link16数据链应用场景分为两类,分别如图1(a)和(b)所示:

(a)单星接力应用方案卫星节点直接承载数据链的基本要素扩展地面和空中节点的作用范围。可以实现地面跨区域两个Link16链之间的转发互通,整个过程使用同类消息交互,不需要协议转换。

(b)跨星接力应用方案针对同一作战区域,通过LEO星座接力保障作战区域的连续覆盖。

星间有2种通信模式:

1)接入节点卫星需要将接收到的Link16数据链消息格式转换成卫星通信消息格式,然后通过星间链路进行传输,目标卫星接收到星间链路传输的消息后,将其转换为数据链消息格式,转发给目标终端节点。

2)如果卫星-卫星也组成Link16网络,则星地和星座之间都按照Link16协议互联互通,可以实现地面不同区域2个Link16链之间的互通,整个过程使用同类消息交互,不需要协议转换。

Link16数据链是美军重要的视距内通信数据链系统，经过多年发展，已经装备美军各个军种。但它只能进行视距内战区级通信，无法进行超视距战略级全球通信。为此，美军计划发展可以转发中继Link16数据链的低轨卫星星座，配合现有Link16通信系统，可以使得Link16数据链具备超视距全球通信能力。

按照美国国防部太空架构未来阶段设想，美国空军已经开始着手研发Link16数据链低轨(LEO)卫星。美国卫讯公司(Viasat Inc)于2019年宣布，他根据美国空军研究实验室航天器XVI计划，已获得航天企业联盟管理员授予的合同，交付和测试第一个具有Link16数据链通信能力的LEO卫星。

低轨卫星 Link16 数据链存在的问题低轨卫星 Link16 数据链中,LEO 卫星相对地面平台具有通信距离远、移动速度快等特点,将 Link16战术数据链直接搭载到卫星上存在 2 方面问题:

1)Link16 数据链消息封装格式中保护时间是否能够满足星地长时延的要求;

2)如何克服星地之间多普勒频偏对 Link16 系统性能的影响。

战术数据链终端机接入低轨卫星可以扩展战术信息的保障范围,是未来广域作战的发展方向。解决星地之间长时延和低轨卫星高速运动产生的多普勒频移对 Link16 数据链技术体制带来的问题是实现低轨卫星数据链的关键。针对长时延,提出了星地传输时延补偿方法,设计了卫星节点的时隙结构,并推导出 RTT 精同步计算公式。针对多普勒频移,提出了接收机的时频同步方案,为未来低轨卫星Link16 数据链的实现提供了可行性技术支撑。

随后，卫讯公司选定由蓝色峡谷技术公司(Blue Canyon Technologies，BCT)来设计和制造一颗XVI立方星，以在低地轨道对Link16军事通信终端进行演示实验。BCT公司于2019年8月19日宣布要建造一个配备卫讯Link16终端的12单元(12U，1单元为一个大小为10cm*10cm*11.5cm的箱体)立方星平台，以在2020年发射。

图表：XVI (Link-16)卫星结构

图片来源：ViaSat

Link16演示实验卫星以95度的轨道倾角运行，在轨寿命至少为六个月。得益于与已在国防部部署的传统Link16终端的即时互操作性，该卫星将支持将由美国空军研究实验室(AFRL)、海军陆战队和特种作战司令部进行的多次演示。

另据2020年5月报道，美国Roccor公司已研制出可展开式L频段Link16卫星天线，使卫星接收和传输Link16信号成为可能。该天线会搭载在蓝色峡谷技术公司设计研制的立方体卫星上。Link16卫星的发送/接收有效载荷还具有如下特征：

①两个或多个独立可控波束，每个波束的目标点源直径为300纳米或更大;

②足够的发射功率和天线增益，能够在地平线以上10°到90°之间的任何地面仰角的波束覆盖区内，使用手持式地面Link16终端(如AN/PRC161)进行链路闭合和网络操作;

③能够在一个主运行区连续运行Link16有效载荷20分钟，并支持至少25%的总体运行占空比。

Link 16系统集成

根据XVI计划，Viasat将成为第一家测试天基Link16能力的公司，该能力与美国空军、陆军、海军、海军陆战队和特种作战Link16平台兼容，包括地面车辆、飞机和海上船只。XVI计划是朝着打造支持Link16的全球LEO卫星星座迈出的关键一步，将Link16从视距(LOS)转变为超视距(BLOS)网络，为美国和盟军提供拥有无处不在、安全、高速和弹性的通信，以改善全球战场上的共同作战图景。

Link16卫星的演示任务

Link16演示卫星原计划2020年发射，后来推迟到2021年底，但直到2022年初尚无发射的信息。Viasat政府系统首席技术官 Craig Miller描述了Link16卫星的演示任务。他说除了一名地面用户与大约一百英里外的飞机进行通信外，演示中还将看到两名地面用户通过 XVI 卫星相互交谈。其他目标包括证明 XVI 能够与各种最终用户终端一起工作，包括 Viasat的小型战术终端(STT)、AN/PRC-161和移出/跳出(MOJO)战术网关系统。

“演示还将证明Link16的超视距(BLoS)能力，可以从终端获取数据，通过XVI卫星中继，然后将其发送回另一个终端;或通过S-Band将数据转发给地面上的另一个用户，然后进入更广泛的全球通信网络，”米勒说。

在测试期间，AFRL将负责主要卫星操作，Viasat在其位于加利福尼亚州卡尔斯巴德的航天中心提供“影子”操作。XVI卫星已经完成了模拟轨道速度、时间延迟和多普勒效应的实验室测试。

Link16卫星通信的优缺点

Link16低轨星座采用卫星中继的方式实现超视距通信，大大增加了其通信距离，对美军实现多军种联合作战，破除不同军种之间的通信“烟囱”大有裨益。而且，使用现有Link16终端就可以实现卫星通信，不需要研制新的通信终端。

但是，这种通信方式也有其缺点，主要是LEO卫星通信的时延在数十毫秒级(Link16目前的时延在50纳秒左右)，并且时延不能精确估计，由此导致的通信两端的精同步将会受到影响。同时，由于精同步误差，Link16的高速跳频(7万跳/秒左右)抗干扰能力也会被削弱。

美军正在研制可以中继转发Link16数据信号的低轨卫星星座，以实现全球通信。目前，Viasat、BCT和Roccor公司都参与研发。卫星采用立方体小卫星，L波段天线，运行轨道倾角95度。但这种卫星只能用于转发Link16包含的主要信息，跳频抗干扰能力会被削弱。

演示包括主动和被动 Link 16 网络入口、在近地轨道和地面无线电之间传输消息(日期：2023年11月28日)

华盛顿特区 - 太空发展局 (SDA) 2023年11月28日宣布，在 11 月举行的三场演示中，成功演示了有史以来第一个 Link 16 网络入口，通过从低地球轨道 (LEO) 到一系列使用地面无线电的接收器的空间到地面连接. 2023 年 21-27 日。

据新闻报道2023 年 10 月 26 日SDA 获准开始对数据卫星 Link 16 节点进行有限测试

SDA已获得国际电信联盟的批准，可以在国际水域和一个未透露姓名的盟国领土上测试运输层。太空发展局 (SDA) 终于可以开始测试来自近地轨道数据中继卫星传输层的 Link-16 信号，刚刚获得了一个重要国际监管机构的批准——尽管该机构仍陷入长期困境-国防部与联邦航空管理局发生争执，后者阻止在美国领土上使用古老的军事数据/通信链路。

“我很高兴地报告，SDA 通过国家电信和信息管理局流程获得了豁免，可以通过一些约克公司Tranche 0 运输卫星上的无线电对太空 Link 16 进行实验测试。这项豁免经国际电信联盟 (ITU)审查后，允许 SDA 在国际水域和五眼联盟的领土上进行测试。”SDA 主任在今天的一封电子邮件中告诉 Breaking Defense。

与 SDA 合作的运营商进行了无源和有源网络进入，获得了精细同步，并使用 Tranche 0 (T0) 传输层卫星上的 L 波段无线电将多个战术信息从卫星传输到位于五眼联盟领土内的地面测试站点伙伴国。

这一成功代表了扩散作战空间架构（PWSA）T0 的一个重要里程碑，并展示了作战人员的重要新能力。这一成就还反映出国防部范围内的联合全域指挥与控制（JADC2）工作的飞跃，将可用的传感器连接到全球可用的作战平台。PWSA 传输层是 JADC2 在太空中的支柱，将能够使用航天器上的 Link 16 无线电传送战术消息，包括超视距场景。

SDA 主任德里克·图尼尔 (Derek Tournear) 表示：“我无法充分强调这一技术成就的重要性，因为我们展示了扩散作战人员空间架构的可行性及其通过现有战术数据链路向作战人员提供天基能力的能力。” “这不仅是 Link 16 首次从太空广播，而且是将世界上最优秀的作战部队转变为真正互联的超视距联合部队的开始。”

Link 16 是美国、北约和联军使用的战术数据链通信系统，用于在所有网络参与者之间传输和交换实时态势感知数据。

在最初的 Link 16 演示中，SDA 使用了 2023 年两次 T0 发射中由丹佛约克空间系统公司提供的三颗 T0 传输层卫星。总部位于佛罗里达州埃格林空军基地的第 96 测试联队第 46 测试中队是地面作战的主要开发测试组织。该演示利用了之前在第 46 测试中队数据链测试实验室和约克空间系统公司进行的固定地点风险降低测试。

在国家电信和信息管理局根据国际电信联盟程序发布从太空到地面传输的豁免后，测试在获得盟国批准后 10 小时内开始。该豁免还包括允许未来在国际水域进行测试。

由于当前美国联邦航空管理局的限制阻止将 Link 16 从太空广播到美国国家空域系统，SDA 与 NTIA 协调以获得向五眼国家和通过国际水域传输的豁免，以满足既定的 PWSA 任务标准。

虽然美国军方和盟国合作伙伴多年来一直在飞机上使用 Link 16，但全面运行的 PWSA 将需要能够建立从太空到地面的双向通信。首先与国际合作伙伴一起，然后通过国际水域从太空测试 Link 16，这代表了一种妥协立场，SDA 的要求仍然是在美国领空进行测试，以证明 PWSA 的可行性及其向作战人员提供火控信息的能力。现有的战术数据网络。

Tranche 0（战士浸入式部分）展示了在成本、进度和可扩展性方面的激增架构的可行性，以实现超视距瞄准和先进导弹探测和跟踪所需的性能。SDA 于 2023 年 4 月发射了前 10 颗卫星，并于 2023 年 9 月发射了接下来的 13 颗卫星。运载最终 T0 航天器的第三次发射计划在不久的将来进行。完成后，Tranche 0 星座将由 28 颗卫星组成，其中 19 颗运输卫星和 8 颗跟踪卫星，再加上一颗地面测试卫星，在低地球轨道上形成一个弹性星座。

SDA 计划于 2024 年底开始部署第一代 PWSA（第一批）。

第一批将包括 126 颗传输层卫星、35 颗跟踪卫星和 12 颗战术演示卫星（称为 T1DES）。

第 1 阶段将由 SDA 的开创性太空运营中心运营，该中心主要基于商业太空运营模式。

SDA 已经发射了 28颗Tranche 0 传输层卫星，作为其计划的网状网络星座的第一批测试鸟，以在所有域的传感器和射手之间提供高容量、低延迟的通信——国防部认为传输层是骨干其计划中的联合全域指挥与控制（JADC2）网络。约克空间系统公司和洛克希德·马丁公司在 2020 年赢得了各自建造 10 架的合同，但约克的其中一只仍留在地面上作为测试飞行器。

Tournear 解释说，“首先在国际水域上与国际合作伙伴一起从太空测试 Link 16，虽然很重要，但代表了 SDA 的妥协立场，我们的要求仍然是在美国领空进行测试，以证明扩散作战空间架构的可行性以及通过现有战术数据链路向作战人员提供天基能力的能力。

“这项测试对于 SDA 的按时交付绝对至关重要，”他强调说。

对于 SDA 来说，进度就是一切——毕竟它的座右铭是“Semper Citius”，即“永远更快”。该机构制定了雄心勃勃的计划，计划在 2028 年底之前安装约 400 颗传输层卫星，每两年开发和发射新的变体或“Tranches”。此外，SDA 采购模式已被太空军和五角大楼视为未来保持领先于中国的方式。

为了允许在国家空域进行测试，SDA 需要解决与美国联邦航空局 (FAA) 之间的争端，该机构隶属于交通部，负责商业航空安全，因为担心通过太空广播的 Link 16 信号可能会干扰民用飞机的能力无线电接收空中交通管制雷达信号。虽然 Link 16 视距通信网络长期以来一直被美国军队和北约盟国用于空中、海上和地面平台之间的通信，但从未被卫星使用过。

此外，两个组织的消息人士告诉 Breaking Defense，Link 16 多年来一直是国防部和联邦航空局之间激烈争论的话题。无处不在的军事 Link 16 终端，例如联合战术信息分发系统 (JTIDS) 和多功能信息分发系统 (MIDS)，与民用无线电导航系统一样，使用 960 – 1215 MHz 频段。因此，根据与 FAA 签订的长达数十年的协议，国防部必须确保所有使用 Link 16 的无线电设备都经过测试和认证，以满足针对频率干扰的 NTIA 标准。

太空发展局 (SDA) 于 11 月 28 日宣布，该机构已展示了有史以来第一个从太空到地面的 Link 16 网络广播，这是其新卫星星座的一个重要里程碑。

SDA在一份新闻稿中（1、SDA 成功完成 Link 16 战术数据网络的空间到地面传输（2023年11月28日））表示，在宣布这一消息之前的一周内，它进行了 3 次 Link 16 演示。测试涉及使用地面无线电向低地球轨道（LEO）卫星和地面接收器发送信号。

Link 16是美国、北约及其盟国使用的战术无线电技术，有助于语音、文本和数据的安全传输。这种实时信息共享工具此前仅在地对地或空对地环境中使用。

这些演示是五角大楼更广泛的联合全域指挥与控制（JADC2）计划的重要进展，该计划将把传感器连接到世界各地的军事平台。

SDA 的近地轨道卫星群被称为扩散作战空间架构 (PWSA) 计划，将形成官方所说的 JADC2 太空“骨干”。它们将为军事操作员升级通信，并允许在航天器上使用 Link 16 无线电发送消息，即使在无法直接可见的情况下也是如此。

SDA 主任德里克·M·图尼尔 (Derek M. Tournear) 表示：“这一技术成就的重要性怎么强调都不为过，因为我们展示了扩散作战人员空间架构的可行性及其通过现有战术数据链路向作战人员提供天基能力的能力。”在一份声明中。“这是……将世界上最优秀的作战部队转变为一支真正互联的超视距联合部队的开始。”

太空发展局局长德里克·M·图尼尔在米切尔研究所太空力量安全论坛上发表主旨演讲。迈克·冢本/工作人员

由于五角大楼和联邦航空管理局之间的争议导致Link 16 广播在美国领空受到限制，SDA 在展示 Link 16 功能之前遇到了障碍。该机构必须获得国家电信和信息管理局的豁免，才能通过国际水域向五眼国家传输 Link 16 信息。

五眼联盟是美国、英国、加拿大、澳大利亚和新西兰之间建立的情报网络——SDA 没有具体说明示威发生在哪个国家。从长远来看，该机构希望在美国领空测试 Link 16，以证明 PWSA 在传递火控信息方面的可行性。

在首次测试中，SDA 使用了科罗拉多州丹佛市约克空间系统公司制造的三颗 Tranche 0 (T0) 卫星。佛罗里达州埃格林空军基地的第 46 测试中队负责领导地面操作。

演示中使用的T0卫星来自SDA今年早些时候发射的两颗卫星，第一次发射是在4月份，发射了10颗卫星，第二批卫星是在9月份发射的，发射了13颗卫星。SDA 新闻稿指出，Tranche 0 的第三次也是最后一次发布“计划在不久的将来”。

完成后，T0星座将包括28颗卫星，其中包括19颗传输卫星（用于数据传输和通信）和8颗跟踪航天器（用于导弹预警和跟踪）以及一颗地面测试卫星。

该机构的目标是到 2024 年底部署 PWSA 的第一个可运行部分，即第 1 部分。它将由 126 颗传输层卫星、35 颗跟踪卫星和 12 颗战术演示卫星组成。

之所以在海外而不是在美国进行测试，是因为 SDA 仍然陷入国防部与联邦航空管理局之间更广泛的争执中，这导致 Link 16 在美国领土上空使用受到阻碍。Link 16 使用 960 – 1,215 MHz 频段，民用无线电导航系统也由负责商业航空安全的 FAA 监管。因此，根据与 FAA 达成的数十年协议，国防部需要确保所有使用 Link 16 的无线电设备已经过测试和认证，符合频率干扰标准。FAA 和 DoD消息人士称，过去几年五角大楼在地面无线电方面一直表现得懒散，因此 SDA 的新型天基 Link 16 终端正在排起长队。

图尼尔表示，在盟军领土上的测试将继续进行，直到 96 测试联队 46 测试中队的团队于 12 月底回家过节。他补充说，SDA 希望与不同地区的其他国际合作伙伴开始合作，并于明年初开始在国际水域的船上进行海上无线电测试。

虽然 Link 16 连接是视距连接，但 Tournear 解释说，下一代传输层卫星（称为 Tranche 1）将包括 126 颗卫星，从而确保至少有两颗卫星在 90% 的时间内位于地平线上方。此外，他说，军用 Link 16 无线电使用的大多数天线几乎是全向的，因此它们不必直接指向信号源即可连接。

他指出，卫星 Link 16 终端的“压力情况”将连接到手持式 AN/PRC-161 Link16 战场感知和瞄准系统 - 步行式 (BATS-D) 无线电，因为军队使用的所有无线电，它具有“最低增益天线”。

AN/PRC-161 旨在在地面部队使用的手持无线电设备与提供近距离空中支援的飞机上使用的手持无线电设备之间提供机器对机器的连接。预计美国和五眼联盟都会使用它。2019 年，空军向 Viasat 授予了一份价值高达 9300 万美元的合同，为特种作战和远征部队生产无线电设备，工作将于今年年底完成。

CesiumAstro 正在为太空发展局开发与 Link 16 战术数据网络兼容的电子扫描阵列天线。图片来源：CesiumAstro

旧金山——CesiumAstro 赢得了五角大楼太空发展局价值 500 万美元的合同，负责开发与 Link 16 战术数据网络兼容的有源电子扫描阵列天线。

这家总部位于奥斯汀的专门从事相控阵技术的初创公司于 3 月 2 日宣布了该奖项。

“一旦完成，该天线将成为唯一的多波束、有源相控阵 Link 16 解决方案，可支持美国和盟军部队在全球战场上的共同作战图景，真正改变未来可靠和海量数据传输的游戏规则。高威胁环境”，CesiumAstro 新闻稿称。

新闻稿称，CesiumAstro 的平板有源电子扫描阵列天线采用多个波束将卫星与“同时分散的用户连接起来，更快地向作战人员传播关键信息”。

软件定义的 CesiumAstro 天线可以快速重新编程，以适应不断变化的环境。

CesiumAstro 创始人兼首席执行官 Shey Saripour 在一份声明中表示：“该奖项凸显了软件定义有源相控阵天线即将在国家安全方面取得的进步。” “为 SDA 提供多波束阵列可提高架构灵活性和容量，从而增强剧院覆盖范围。”

Link 16 是一种加密、抗干扰的高速射频，广泛应用于美国军用和北约飞机、地面车辆和船只上。

近年来，SDA 和美国军方已开始购买兼容 Link 16 的卫星天线。

6 月，总部位于佛罗里达州的空间基础设施公司Redwire 和加拿大 MDA 宣布签订合同，分别生产 42 个 Link 16 天线。MDA 正在向洛克希德·马丁公司提供可操纵的 Ka 频段和 Link 16 天线，用于 SDA 传输层 Tranche 1 卫星。Redwire 没有透露天线客户。

CesiumAstro 奖项与 SDA 的传输层 Tranche 1 卫星无关。CesiumAstro 发言人表示，相反，新天线将用于未来的 Tranche 项目。

L3Harris Technologies于10月宣布计划以19.6亿美元收购Viasat的Link 16业务。

美太空发展局首次公开展示由低轨卫星搭载的Link16战术数据链的星地间通信能力。据介绍，经过3次测试，Link16战术数据链与地面无线电实现时频同步连接，并向地面广播了多条战术信息。美太空发展局局长称，这项技术证明了通过战术数据链向地面作战人员提供天基作战情报的可行性，因此“如何强调其重要性都不为过”。

现有数据链通信距离短

Link系列数据链又名“战术数据信息链”，是美军较早装备的态势感知数据链之一，北约简称其“Link”。从第一代Link4，到第二代Link11和第三代Link4A，再到第四代的Link16以及最新的Link22，Link系列数据链的性能不断改进，适用范围从最初的美海空军，发展为多军种全域通用。与前几代相比，Link16战术数据链解决了因消息格式不同带来的信息交互性差的问题，因此成为适用领域最广、平台最多的的态势感知数据链，并且具备同北约各国武器平台进行战术信息交互能力。

作为一种能够在战场环境下实现语音、文本等数据传输的无线电设备，Link16战术数据链在传输速率、抗干扰和安全保密等方面性能突出，缺点是通信距离短。资料显示，工作在L波段的Link16战术数据链的最大传输距离仅550千米，达不到美军的远距离传输要求。为解决这一问题，美空海军借助卫星进行中继传输，但存在一定的技术局限。一是能够采用中继方式传输的信息有限，同时终端接收信息时难以实现精准同步，抗干扰能力差，无法发挥Link16战术数据链原有的多重优势；二是替代的其他战术数据链针对某军种研制，适用平台有限。而通用性强的Link16战术数据链，无法依托卫星技术实现完全意义上的超视距通信与全球覆盖。

借助卫星实现超视距通信

据外媒报道，此次用于演示的3颗卫星，隶属美军下一代军用卫星网络。该卫星网络原名为“国防太空架构”，后更名为“激增作战太空架构”，目前正在组网建设当中。“激增作战太空架构”的建设重点，是用于通信组网的“传输层”卫星和用于预警、跟踪弹道导弹，以及高超音速导弹的“跟踪层”卫星，并通过搭建星间链路，实现不同卫星之间的通信。

未来，“传输层”卫星作为“激增作战太空架构”的主体，其部分卫星将搭载Link16战术数据链的终端设备。这些终端设备不仅有助于增大Link16战术数据链的传输距离，实现不同终端之间在超视距条件下的战术信息交互，还能够将“跟踪层”卫星获取的预警和跟踪信息链接至Link16战术数据链网络，提升美军在天基反导作战中的态势感知能力。此外，美军还计划利用星载Link16战术数据链终端设备开发GPS替代技术，为美军作战人员和装备在GPS拒止条件下提供定位、导航替代方案。

正因如此，美太空发展局局长认为对Link16战术数据链的星地超视距通信能力的测试，是美军打造低轨卫星星座的重要一步，也是美军“联合全域指挥与控制”体系的关键一环。

卫星“赋能”面临多重影响

卫星技术赋能战术数据链应用看似颇具优势，要想取得成效并非易事。对于美军而言，该技术的未来发展将面临诸多影响。

技术挑战层出不穷。卫星距离地面遥远，移动速度快，容易引发星地通信传输时延和多普勒频移效应，进而对信号收发和处理造成延迟。此次演示仅验证了Link16战术数据链星地传输的技术可行性，如何调整优化使系统稳定运行，达到战场态势信息保障标准，可能还有很长的路要走。

军地合作面临阻力。Link16战术数据链的工作频率与民航机载应答机的工作频率有所重合，为确保民航班机的飞行安全，美联邦航空管理局历来反对在美国领空使用Link16战术数据链，美军此前多次测试也因此被推迟。为实施此次演示，美太空发展局向美国国家电信与信息管理局申请在国际领空进行Link16战术数据链演示。据美方披露，美太空发展局最终通过盟友的地面无线电完成演示。

资金保障不足。由于美国两党至今未就2024财年国家预算法案达成一致，美国国会于2023年9月和11月两次通过临时拨款法案，用于维持政府各部门运作。根据两党早前达成的债务上限协议，如在2023年底前未通过国家预算法案，联邦政府各部门需自动削减1%的开支。面对预算的不确定性，美太空发展局局长公开表示，该部门打算搁置“激增作战太空架构”第2期建设任务，未来还可能暂停其相关演示工作。

参考文件

1、SDA 成功完成 Link 16 战术数据网络的空间到地面传输（2023年11月28日）

https://www.sda.mil/space-development-agency-successfully-completes-space-to-ground-transmission-from-link-16-tactical-data-network/

2、SDA 获准开始对数据卫星 Link 16 节点进行有限测试（2023 年 10 月 26 日）

https://breakingdefense.com/2023/10/sda-gets-ok-to-begin-limited-testing-of-data-satellites-link-16-nodes/

3、SDA 首次在太空展示 Link 16（ 2023 年 11 月 28 日）

https://www.airandspaceforces.com/sda-link-16-from-space/

4、SDA 演示首个空对地 Link 16 连接（ 2023 年 11 月 28 日）

https://breakingdefense.com/2023/11/sda-demos-first-ever-space-to-ground-link-16-connection/

5、 BATS-D AN/PRC-161

https://viasatprod-63.adobecqms.net/products/terminals-and-radios/bats-d/

6、CesiumAstro 赢得 Link 16 天线的 SDA 合同（2023 年 3 月 2 日）