1.1 项目与资金
在国防研究准备行动( PADR )下, 2018 年授予了关于 “ 部队保护与超越当前项目的先进士兵系统 ” 子主题 “ 通用开放士兵系统架构( GOSSRA )的研究行动募捐。该项目历时 23 个月,获得了约 150 万欧元的欧盟资助。由德国莱茵金属电子领导的 GOSSRA 财团包括 GMV (西班牙)、 iTTi (波兰)、 Tekever-ASDS (葡萄牙)、 Larimart (意大利)、 Leonardo (意大利)、 SAAB (瑞典)、 Indra (西班牙)和 TNO (荷兰)。
1.2 步兵系统(DSS )开放参考架构
GOSSRA 的目标是开发一个公开可用的现代士兵系统参考架构,供标准化。该架构并不意味着任何受保护的知识产权,旨在作为欧盟 / 北约层面的 “ 最佳实践 ” 参考,用于制定特定士兵系统在国家层面采购的目标架构,并且应当
让复杂的士兵系统变得易于管理和实现,
通过对所有系统进行全面联网,提升运营效率,
通过标准化减少集成工作,
通过升级易于集成的子系统实现创新,
通过使子系统可互换来增强竞争,
通过使用子系统和集成方法降低技术风险,采用更高技术准备水平( TRL ),
通过减少不同子系统的种类,减少后勤和维护工作,
通过增加供应商数量并采用统一的技术方法。
因此,采购的士兵系统更易于开发,包含所有必要方面,并采用实现互操作性的统一标准。
架构的主要部分已在 GOSSRA 项目中验证并向士兵系统社区展示。
1.3 架构视角
参考架构根据 NAF v3.1 制定,重点涵盖软件、电子学、语音与数据通信、传感器、效应器、人机接口设备以及 C4I 领域。该网站包括以下视角。
1.3.1 全局视图(导航)
全视图显示了关于架构的管理和元数据。其中包含目标、建模开发者姓名、所选视角,以及对发现的总结。
1.3.2 能力视图( NCV )
能力视图描述了步兵和小型战术单位( STUs )的能力,同时也考虑了相关的移动平台。
能力愿景( NCV-1 ) 描述了以下能力目标:
指挥、控制、通信、计算( C4 )。 DSS 应为步兵士兵提供支持,解答核心问题( “ 我的任务是什么? ” ,“ 我在哪里? ”,“ 我的战友在哪里? ” ,“ 敌人在哪里? ” ,“ 我的环境是什么? ” )
情报、监视、目标获取、侦察( ISTAR )。 DSS 主要提供 ISTAR 能力,以提升士兵的态势感知、目标获取与指定以及决策能力。
有效参与。 DSS 应提升士兵在白天、夜间及全天候条件下与目标交战的协调与支持。
机动性。 DSS 应使士兵能够在各种地形和环境条件下,无论是骑乘还是下马都能不受阻碍地移动,在特殊配置情况下,还能增强在困难和 “ 禁行 ” 地形中的机动性。
保护与生存能力。 DSS 应帮助士兵忍受战场或作战区域的身心压力,包括自适应伪装、隐蔽传感器,以及防护敌火、木片、刺击武器和战斗噪音。
可持续性与物流。 DSS 应使士兵能够根据任务需求配置装备 ; 无论是提前还是在任务中。可持续性体现了士兵能够更长时间操作 DSS 。
教育与培训。 DSS 应使士兵能够通过使用作战设备来训练该系统。 DSS 将以最小的时间和成本支持培训。
多国互操作性(包括 CIMIC )。 该能力目标专注于解决战术、技术和后勤互操作性的具体缺口,旨在实现多国环境中的全面互操作性
能力 分类法( NCV-2 ) 基于之前介绍的能力目标定义,定义了整个架构中使用的能力的词汇表。
能力之间的依赖关系在 《能力依赖关系》( NCV-4 )中有说明 。
最后,在 能力到活动映射( NCV-6 ) 中,能力目标与作战视图( NOV )的作战活动相关 。
1.3.3 作战视图(NOV )
高级别作战概念描述( NOV-1 ) 是根据装备 DSS 的士兵在常规步兵以外的多种军种中作战的典型情景和情境定义的,即装甲兵团、工程兵团、山地步兵、海军陆战队、伞兵、特种作战部队等。
军事行动的基本概念也被定义,并更详细地描述了新的群体 化 概念。此外,还介绍并对比了敏捷的指挥与控制概念与传统的 C2 概念。
作战节点连接描述( NOV-2 ) 和 作战信息需求( NOV-3 ) 说明了哪些信息需要交换,具体分为士兵个人领域、小型战术单位( STU )、平台内域、联合领域和联盟领域。
组织关系图( NOV-4 ) 识别了运营领域的关键参与者,并展示了它们之间的组织关系。
作战活动模型( NOV-5 ) 定义了战斗 / 交战、和平任务、人道主义行动、民事军事合作 / 非战争行动( CIMIC/OOTW )以及任何任务中下车士兵通用任务中不同角色和任务控制的作战活动。
特别指出 的是 11 月 6 日作战活动序列与时间描述 ,包含三种具体典型场景(机械化步兵、正规步兵和特种部队)以及典型的活动时间表和士兵系统组件的使用情况。
最后,定义了一套全面的 非功能性需求 。
1.3.4 面向服务视图( NSOV )
服务在最广义的意义上被理解为提供工作单元的明确方式,通过该单元,服务提供者向消费者提供有用的结果。
NSOV-1 服务分类法分为 三大主要领域:
作战服务: 为完成任务提供服务,
功能服务: DSS 为支持士兵 / 特种部队提供的服务,
企业服务 :企业提供的服务。
NSOV-2 服务定义 对分类法中定义的服务进行了更详细的描述。本子观点旨在界定和定义各类服务,以便理解使用 DSS 支持士兵或 STU 作战活动的服务领域。
最后, NSOV-3 作战活动服务 映射将作战服务映射为作战视图( NOV )中定义的活动。
1.3.5 系统视图(NSV )
系统视图描述了为所需服务或功能提供支持的系统和子系统。在该参考架构中,识别并使用了以下不同的领域:
士兵个人领域 ,作为独立单位满足步兵的需求。
小型战术单位领域 ,作为小队或团队的节点,满足步兵的需求。
跨平台域 ,作为节点满足士兵的需求,与另一个平台(例如载具)交互。该领域还包括 NGVA 车辆中的骑兵士兵。
联合领域 ,作为节点满足步兵的需求,与不同部队单位互动。
联盟领域 ,作为节点满足下步士兵的需求,与盟军单位互动。
每个领域考虑了以下部分,并在不适用时进行调整:
电子元件 ,涉及电气元件和电力需求
数据交换服务 ,涵盖中间件、数据模型和协议等数据交换
士兵应用 ,涵盖士兵系统的通用应用概念
通信组件 ,涵盖无线电等通信组件及其基础理论
人机接口设备 ,针对人类输入设备
C4I 应用 ,涵盖 C4I 应用的架构方面
传感器 ,涉及传感器数据的集成和使用
效应器 ,涉及效应器上组件数据的集成和使用,包括传感器
为了更好地概述,标准以协议栈图示形式表示。
在系统视图中,建议为每个域的不同架构元素制定标准。接口(信号、连接器等)的标准化被视为主要驱动力
它在模块化、互操作性、创新支持等方面都能带来巨大益处。
图 1-1 总结了典型 DSS 配置中个人领域推荐的接口标准示例。这些图形为每个定义域定义。
图 1-1 – 通用 DSS 中的参考架构接口
1.3.6 技术视图(NTV )
NTV-1 技术标准配置文件陈 述了这些标准,这些标准经过精心挑选并推荐用于士兵系统。它还为标准的选择和考虑的替代方案提供了理由。
特别值得一提的是其使用:
Micro 38999 和 USB 3.1 第二代,还提供了增强的电源管理( USB 2.0 作为备选)
蓝牙版本大于 4.2 ,用于本地无线数据连接
STANAG 4677 或 STANAG 5525 用于士兵系统间的战术数据交换,尤其是在多国环境中。
NTV-2 技术标准预测 讨论了主要推荐标准的发展过程,并预测其将如何演变。
1.3.7 安全视图
安全视图为 DSS 提供了一种 IT 安全风险评估( SRA )的方法,用于识别由潜在网络威胁引起的风险。了解这些风险后,组织可以判断是否、如何以及何时打算减缓风险,以最大限度减少潜在威胁的影响。
推荐的 DSS SRA 基于 MAGERIT 方法论 /12/,该方法使用循环过程模型进行风险管理。对每个资产类别进行威胁分析,并在以下类别中假设基本防护措施的前提下识别初始风险:
访问控制机制 [AC] ,
身份识别与认证机制 [IA] ,
审计机制 [AU] ,以及
安全通信 [SC] 。