آشنایی با مفاهیم و اصول عملکرد سامانه فرماندهی و کنترل (C4I)

فصل اول: تاريخچه و مفاهيم اوليه كنترل و فرماندهی................................................... 19

1ـ1. مقدمه..................................................................................................... 19

1ـ2. ویژگی­های صحنه نبرد قرن بیست و یکم و سیستم­های مورد نیاز........................ 21

1ـ2ـ1. یکپارچگی صحنه نبرد............................................................................ 21

1ـ2ـ2. دیجیتالی شدن صحنه نبرد...................................................................... 22

1ـ2ـ3. فرماندهی مشترک صحنه نبرد.................................................................. 23

1ـ2ـ4. تعامل در صحنه نبرد.............................................................................. 24

1ـ2ـ5. صحنه های نبرد چند ملیتی...................................................................... 25

1ـ3. دلایل و ضرورت سامانه فرماندهی و کنترل (C4I)............................................. 26

1ـ4. ویژگی­های یک سامانه فرماندهی وکنترل....................................................... 27

1ـ4ـ1. تصميم‌سازی........................................................................................ 27

1ـ4ـ2. تبادل و انتقال سریع اطلاعات.................................................................. 28

1ـ4ـ3. برنامه ریزی واکنش سریع...................................................................... 29

1ـ4ـ4. اگاهی فراگیر از فضای نبرد...................................................................... 29

1ـ5. شرح اجمالی کلید واژه­های فرماندهی و كنترل (C4I)......................................... 30

1ـ5ـ1. فرمان / فرماندهی................................................................................. 31

1ـ5ـ2. کنترل.................................................................................................. 32

1ـ5ـ3. ارتباطات.............................................................................................. 33

1ـ5ـ4. کامپیوتر.............................................................................................. 34

1ـ5ـ5. آگاهی................................................................................................. 35

1ـ5ـ6. سامانه فرماندهی و کنترل....................................................................... 35

1ـ6. سیر تحولی سامانه کنترل و فرماندهی........................................................... 38

1ـ6ـ1. فرماندهي و كنترل (C2)........................................................................... 38

1ـ6ـ2. فرماندهي، كنترل و ارتباطات  (C3)............................................................. 39

1ـ6ـ3. فرماندهي، كنترل، ارتباطات و اطلاعات (C3I)................................................ 40

1ـ6ـ4. فرماندهي، كنترل، ارتباطات، رايانه و اطلاعات (C4I)....................................... 40

1ـ7. علامت اختصاری مورد استفاده در سامانه فرماندهی و کنترل.............................. 42

1ـ8. منابع و مراجع فصل 1 ............................................................................... 45

فصل دوم: سیستم فرماندهی و کنترل C4ISR..................................................................... 47

2ـ1. مقدمه..................................................................................................... 47

2ـ2. ویژگی­های یک سامانه فرماندهی و کنترل (C4I).............................................. 48

2ـ2ـ1. برتري اطلاعاتی و همه جانبه................................................................... 48

2ـ2ـ2. پشتيباني قاطع از تصميم گیری................................................................. 51

2ـ2ـ3. سرعت تبادل اطلاعات فضای نبرد............................................................. 51

2ـ2ـ4. فهم برتر از فضای نبرد.......................................................................... 53

2ـ2ـ5. قابلیت ماندگاری................................................................................... 54

2ـ2ـ6. توانمندی تعامل.................................................................................... 54

2ـ2ـ7. انعطاف­پذیری....................................................................................... 55

2ـ2ـ8. یکپارچگی............................................................................................ 55

2ـ2ـ9. بهره­گیری از فناوری‌های جدید................................................................. 56

2ـ3. فرماندهي، كنترل، ارتباطات، رايانه، آگاهی، مراقبت و شناسایی (C4ISR)................ 56

2ـ4. چارچوب معماری در سامانه C4ISR .............................................................. 57

2ـ4ـ1. اصول چارچوب معماری.......................................................................... 57

2ـ4ـ2. دیدگاه معماری عملیاتی.......................................................................... 57

2ـ4ـ3. دیدگاه معماری سیستم­ها........................................................................ 59

2ـ4ـ4. دیدگاه معماری فنی............................................................................... 60

2ـ4ـ5. فرآیند ایجاد معماری C4ISR.................................................................... 61

2ـ5. منابع جمع آوری اطلاعات در سیستم فرماندهی و کنترل (C4ISR)........................ 63

2ـ5ـ1. سامانه Communications Intelligence (COMINT) .......................................... 63

2ـ5ـ2. سامانه ELINT (Electronic Intelligence)....................................................... 63

2ـ5ـ3. سامانه  Electronic Support Measures (ESM)................................................ 64

2ـ5ـ4. سامانه Foreign Instrumentation Signals Intelligence (FISINT)......................... 65

2ـ5ـ5. سامانهRadar Warning Intelligence (RWR) .................................................. 65

2ـ5ـ6. سامانهImagery Intelligence (IMINT) ......................................................... 65

2ـ5ـ7. سامانه Measurement and Signature Intelligence(MASINT) ............................. 66

2ـ5ـ8. سامانه Open Source INTelligence (OSINT) ................................................. 67

2ـ5ـ9. سامانهHUMan INTelligence (HUMINT) ................................................... 68

2ـ6. بررسی سامانه C4ISR در نیروی زمینی (طرح تهور)......................................... 68

2ـ6ـ1. طرح سامانه C4ISR در نیروی زمینی (تهور)............................................... 69

2ـ6ـ2. سامانه‌های موجود در ارتش آمریکا........................................................... 70

2ـ6ـ3. سامانه C4ISR نیروی دریایی آمریکا (طرح کپرنیک)..................................... 76

2ـ6ـ4. سامانه C4ISR نیروی هوایی آمریکا (طرح افق)........................................... 82

2ـ7. بررسی سامانه­های C4ISR در سایر کشورها‏.................................................... 90

2ـ7ـ1. سامانه­های C4ISR در کشور چین.............................................................. 90

2ـ7ـ2. سامانه­های C4ISR در عملیات بوسنی........................................................ 93

2ـ8. نکات کلیدی در بهره­برداری از سامانه­های C4ISR ........................................... 99

2ـ9. منابع و مراجع فصل 2.............................................................................. 100

فصل سوم: نقش شبکه‌های ارتباطی C4I........................................................................... 103

3ـ1. مقدمه................................................................................................... 103

3ـ2. دلایل و ضرورت به کارگیری شبکه­های ارتباطی در سامانة C4I......................... 105

3ـ3. نقش و وظیفه شبکه­های ارتباطاتی در سامانة C4I.......................................... 106

3ـ3ـ1. ضد اختلال (آنتی جمینگ)..................................................................... 107

3ـ3ـ2. قابلیت اطمینان................................................................................... 108

3ـ3ـ3. امنیت............................................................................................... 108

3ـ3ـ4. ارتباطات قابل گسترش......................................................................... 109

3ـ3ـ5. قابلیت شنود یا استراق سمع کم (LPI).................................................... 109

3ـ4. مفهوم شبکه‌های مخابراتی و ارتباطی در میدان نبرد...................................... 110

3ـ4ـ1. سنسورها و سیستم های جمع آوری اخبار و اطلاعات................................... 110

3ـ4ـ2. مراکز فرماندهی و کنترل....................................................................... 112

3ـ4ـ3. نیروهای عملیاتی و تجهیزات رزمی و مخابراتی......................................... 112

3ـ5. شبکه­های تاکتیکی ارتباط و مخابرات C4I.................................................... 115

3ـ5ـ1. ویژگی ها و خصوصیات شبکه های ارتباطات تاکتیکی C4I ........................... 117

3ـ5ـ2. ساختار یک شبکه تاکتیکی.................................................................... 121

3ـ6. معماري امنیتی سامانه­هاي اطلاعاتی............................................................ 124

3ـ6ـ1. معماري انتزاعی سامانه­هاي اطلاعاتی ...................................................... 124

3ـ6ـ2. معماري عام سامانه­هاي اطلاعاتی........................................................... 125

3ـ7. تخصیص سرویس­هاي امنیتی.................................................................... 127

3ـ7ـ1. تخصیص سرویس امنیتی به شبکۀ ارتباطی.............................................. 128

3ـ7ـ2. تخصیص سرویس امنیتی به حوزة مشترکین محلی.................................... 128

3ـ7ـ3. تخصیص سرویسهاي امنیتی به معماري عام............................................. 129

3ـ8. امنیت مخابرات....................................................................................... 131

3ـ8ـ1. امنیت انتقال....................................................................................... 131

3ـ8ـ2. امنیت انتشار...................................................................................... 132

3ـ8ـ3. امنیت رمزنگاري................................................................................. 133

3ـ9. ویژگی­های شبکه­های ارتباطی در سامانة C4I................................................ 134

3ـ9ـ1. یکپارچگی......................................................................................... 134

3ـ9ـ2. قابلیت اعتماد...................................................................................... 135

3ـ9ـ3. سادگی.............................................................................................. 135

3ـ9ـ4. ظرفیت.............................................................................................. 135

3ـ9ـ5. کیفیت............................................................................................... 136

3ـ9ـ6. انعطاف­پذیری..................................................................................... 136

3ـ9ـ7. تحرک پذیری.................................................................................... 137

3ـ9ـ8. امنیت............................................................................................... 137

3ـ9ـ9. اقتصادی بودن.................................................................................... 138

3ـ9ـ10. پایداری.......................................................................................... 138

3ـ9ـ11. قابلیت تعامل پذیری.......................................................................... 139

3ـ10. استفاده وسیع از فناوری‌های جدید............................................................ 139

3ـ11. منابع و مراجع فصل 3 .......................................................................... 139

فصل چهارم: نقش کامپیوتر در C4I .................................................................................... 141

4ـ1. مقدمه................................................................................................... 141

4ـ2. اهمیت و نقش تعامل انسان با رایانه در فرآیندهاي C4I.................................... 143

4ـ3. استفاده از فناوري تعامل انسان با رایانه در فرآیندهاي C4I ............................... 146

4ـ3ـ1. مروري بر فناوري تعامل انسان و رایانه..................................................... 148

4ـ3ـ2. الزامات تعامل انسان با رایانه در سامانه­ها و فرآیندهاي فرماندهی................... 149

4ـ3ـ3. ارتقاء کارآیی و عملکرد نظامی با استفاده از رفتارهاي هوشمند و تعامل انسان با رایانه 155

4ـ3ـ4. کاربرد تعامل انسان با رایانه در سامانه­هاي نظامی...................................... 158 

4ـ3ـ5. کاربردهاي تعامل انسان با رایانه در سامانه­ فرماندهی و کنترل........................ 160

4ـ4. منابع و مراجع فصل 4.............................................................................. 162 

فصل پنجم: نقش مدیریت عملیات در C4I.......................................................................... 165 

5ـ1. مقدمه................................................................................................... 165

5ـ2. مفاهیم عملیاتی....................................................................................... 166

5ـ3. عملیات اطلاعاتی..................................................................................... 168

5ـ4. روش شناسي مدیریت عملیات در طرح ريزي C4I.......................................... 170

5ـ4ـ1. تحلیل عملیات.................................................................................... 170

5ـ4ـ2. تحليل نيازهاي عملیاتی......................................................................... 171

5ـ4ـ3. تحليل تعامل پذيري و تطبيق پذيري عملياتي............................................ 171

5ـ4ـ4. تحليل توانمندي.................................................................................. 172

5ـ4ـ5. تخصيص منابع عملیات در سامانه C4I.................................................... 172 

5ـ5. نقش مدیریت عملیات در سامانه C4I.......................................................... 174

5ـ5ـ1. نیازمندي هاي مدیریت عملیات در طراحی سامانه C4I................................. 174

5ـ6. ملاحظات ساختاری مدیریت عملیات در طراحی سامانه C4I.............................. 175

5ـ6ـ1. نيازمندي­هاي عملیاتی در سامانه C4I....................................................... 177

5ـ6ـ2. تعاملات عملیاتی فی­مابین هدف­يابي، منابع و اطلاعات................................. 178

5ـ6ـ3. تغييرات عملیاتی................................................................................. 179

5ـ6ـ4. استانداردهای عملیاتی در طراحی سامانه C4I............................................ 179 

5ـ7. نقش مدیریت عملیات در بخش پشتيباني سامانه C4I.................................... 179 

5ـ8. منابع و مراجع فصل 5.............................................................................. 180

فصل ششم: جنگ شبکه مدار................................................................................................... 181

6ـ1. مقدمه................................................................................................... 181

6ـ2. تعریف جنگ شبکه­ محور.......................................................................... 183

6ـ3. توانمندی که بوسیلهNCW  ایجاد می­شود..................................................... 187

6ـ3ـ1. قلمرو اطلاعاتی NCW.......................................................................... 189

6ـ3ـ2. برتری اطلاعاتی NCW......................................................................... 190

6ـ3ـ3. نیروی شبکه محور در حوزه  NCW......................................................... 191

6ـ3ـ4. شبکه سازی نیرو (گسترش قلمرو اطلاعات).............................................. 192

6ـ4. جنگ شبکه­ای، یک مدل مفهومی در حال ظهور............................................ 192

6ـ4ـ1. قلمرو فیزیکی..................................................................................... 193

6ـ4ـ2. قلمرو شناختی.................................................................................... 194

6ـ5. نقش سامانه های ارتباطی در جنگ شبکه محور............................................ 194

6ـ6. سامانه توانمندي درگیري مشترک در جنگ شبکه محور................................... 195

6ـ6ـ1. معرفی کلی سامانه توانمندي درگیري مشترك............................................ 196

6ـ7. اهداف و مأموریت سامانه توانمندي درگیري مشترك....................................... 197

6ـ7ـ1. هدف سامانه...................................................................................... 197

6ـ7ـ2. مأموریت سامانه................................................................................. 197

6ـ8. منابع و مراجع فصل 6.............................................................................. 199

فصل هفتم: ترکیب داده سنسورها Integration Data Fusion......................................... 201

7ـ1. مقدمه................................................................................................... 201

7ـ2. تاریخچه............................................................................................... 204

7ـ3. لزوم ترکیب اطلاعات............................................................................... 204

7ـ4. محدودیت‌هاي ترکیب اطلاعات.................................................................. 206

7ـ5. طبقه­بندي ترکیب اطلاعات........................................................................ 207

7ـ5ـ1. طبقه­بندي بر اساس ارتباط منابع............................................................ 208

7ـ5ـ2. طبقه­بندي بر اساس سطح انتزاع داده....................................................... 209

7ـ5ـ3. طبقه بندي بر اساس ورودي و خروجی..................................................... 210

7ـ6. معماري ترکیب داده حسگر........................................................................ 211

7ـ7. چارچوب­هایی براي پیاده­سازي سیستم­هاي ترکیب داده.................................... 214

7ـ7ـ1. مدل فرایندي JDL............................................................................... 214

7ـ8. روش­هاي ترکیب اطلاعات......................................................................... 216

7ـ8ـ1. استنتاج............................................................................................. 217

7ـ9. تخمین.................................................................................................. 222

7ـ9ـ1. بیشترین درست­نمایی.......................................................................... 222

7ـ9ـ2. بیشترین قیاس................................................................................... 223

7ـ9ـ3. حداقل مربعات.................................................................................... 223

7ـ9ـ4. فیلتر میانگین متحرك........................................................................... 224

7ـ9ـ5. فیلتر کالمن........................................................................................ 224

7ـ10. اجتماع داده.......................................................................................... 226

7ـ11. منابع و مراجع فصل  7.......................................................................... 227

فصل هشتم: هوشمندسازی و شبیه‌سازی در  C4I......................................................... 229

8ـ1. مقدمه................................................................................................... 229

8ـ2. یادگیري................................................................................................ 229

8ـ2ـ1. ماشین یادگیرنده................................................................................. 230

8ـ3. فرآیند فرماندهی وکنترل........................................................................... 232

8ـ4. کاربرد ماشینهاي هوشمند و یادگیر در فرآیند فرماندهی و کنترل.......................... 234

8ـ4ـ1. نقش سامانه­هاي هوشمند در مرحله مشاهده............................................. 235

8ـ4ـ2. نقش سامانه­هاي هوشمند در مراحل جهت دهی و تصمیم­گیري...................... 244

8ـ4ـ3. جنگ مجازي و مدل سازي تجهیزات....................................................... 245

8ـ4ـ4. نقش سامانه­هاي هوشمند در مرحله عمل.................................................. 247

8ـ5. منابع و مراجع فصل 8.............................................................................. 248

فصل نهم: جنگ سایبری و امنیت سایبری در  C4I......................................................... 251

9ـ1. مقدمه................................................................................................... 251

9ـ2. تهدید زیرساخت­هاي اطلاعاتی.................................................................. 252

9ـ3. انواع حملات سایبری............................................................................... 254

9ـ3ـ1. حملات غیرفعال.................................................................................. 255

9ـ3ـ2. حملات فعال....................................................................................... 255

9ـ3ـ3. حمله رخنه......................................................................................... 257

9ـ3ـ4. حمله­هاي داخلی.................................................................................. 258

9ـ3ـ5. حمله توزیع........................................................................................ 260

9ـ4. سرویس­هاي امنیتی................................................................................. 261

9ـ4ـ1. تعریف و تصدیق هویت (I&A) ............................................................... 261

9ـ4ـ2. کنترل دستیابی ................................................................................... 261

9ـ4ـ3. صحت اطلاعات .................................................................................. 262

9ـ4ـ4. محرمانگی اطلاعات ............................................................................ 262

9ـ4ـ5. انکارناپذیري ..................................................................................... 263

9ـ4ـ6. دسترس پذیري ................................................................................. 264

9ـ5. جنگ سایبر............................................................................................ 264

9ـ6. فرايند جنگ سایبری................................................................................ 265

9ـ6ـ1. عناصر فرايند جنگ سایبری................................................................... 266

9ـ6ـ2. فرايند آشكارسازي حملات سایبری......................................................... 267

9ـ6ـ3. فرايند بازيابي توانمندي ها در حملات سایبری........................................... 268

9ـ6ـ4. فرايند پاسخ به حملات سایبری.............................................................. 269

9ـ7. منابع و مراجع فصل 9.............................................................................. 269

فصل دهم: بررسی سیستم C4I در نیروی هوایی آمریکا............................................ 271

10ـ1. مقدمه................................................................................................ 271

10ـ2. وضعیت کنترل و فرماندهی (C4I) در نیروی هوایی آمریکا............................. 272

10ـ3. معرفی یگان های نیروی هوایی آمریکا...................................................... 274

10ـ3ـ1. وظیفه­ای اجرایی .............................................................................. 274

10ـ3ـ2. عملیات رزمی................................................................................... 277

10ـ4. ماموریت و سیستم‌های نبرد هوایی........................................................... 279

10ـ4ـ1. ترابری هوایی.................................................................................. 279

10ـ4ـ2. شناسایی و مراقبت............................................................................ 280

10ـ4ـ3. عملیات بازدارنده هوایی..................................................................... 280

10ـ4ـ4. پشتیبانی هوایی نزدیک...................................................................... 281

10ـ4ـ5. عملیات ضد هوایی............................................................................ 282

10ـ4ـ6. عملیات ویژه.................................................................................... 282

10ـ4ـ7. سوخت­گیری هوایی........................................................................... 282

10ـ4ـ8. جنگ الکترونیکی.............................................................................. 282

10ـ4ـ9. هشدار، کنترل و فرماندهی.................................................................. 282

10ـ4ـ10. کسب خبر..................................................................................... 282

10ـ4ـ11. خدمات هواشناسی.......................................................................... 283

10ـ4ـ12. تخلیه پزشکی هوایی ...................................................................... 283

10ـ5. سیستم های تشکیل دهنده C4I نیروی هوایی آمریکا.................................... 283

10ـ5ـ1. سیستم کنترل هوایی صحنه عملیات (TACS).......................................... 283

10ـ5ـ2. سیستم هماهنگ توزیع اطلاعات رزمی JTIDS........................................ 287

10ـ6. دورنمای نیروی هوایی آمریکا از سطوح جنگ............................................. 288

10ـ6ـ1. راهبردی.......................................................................................... 288

10ـ6ـ2. تاکتیکی.......................................................................................... 288

10ـ6ـ3. عملیاتی.......................................................................................... 289

10ـ6ـ4. سطوح راهبردی جنگ........................................................................ 289

10ـ6ـ5. سطوح تاکتیکی جنگ........................................................................ 290

10ـ6ـ6. سطوح عملیاتی................................................................................ 290

10ـ7. طرح جامع افق در نیروی هوایی آمریکا..................................................... 290

10ـ7ـ1. محیط عملیاتی................................................................................. 291

10ـ7ـ2. دلایل به کارگیری طرح هورا یزن......................................................... 291

10ـ7ـ3. پیاده سازی طرح عمده....................................................................... 292

10ـ7ـ4. محورهای اساسی طرحهورایزن......................................................... 292

10ـ8. فرآیند طرح­ریزی راهبردی سامانه  C4I..................................................... 293

10ـ8ـ1. بلوک ١.......................................................................................... 295

10ـ8ـ2. بلوک ٢.......................................................................................... 295

10ـ8ـ3. بلوک ٣.......................................................................................... 295

10ـ8ـ4. توضیح بلوک 4................................................................................ 295

10ـ8ـ5. بلوک نهایی..................................................................................... 295

10ـ9. منابع و مراجع فصل 10......................................................................... 296